DE3420001A1 - METHOD FOR REGULATING THE VACUUM COOKING PROCESS FOR PRODUCING CRYSTALLINE SUGAR - Google Patents
METHOD FOR REGULATING THE VACUUM COOKING PROCESS FOR PRODUCING CRYSTALLINE SUGARInfo
- Publication number
- DE3420001A1 DE3420001A1 DE19843420001 DE3420001A DE3420001A1 DE 3420001 A1 DE3420001 A1 DE 3420001A1 DE 19843420001 DE19843420001 DE 19843420001 DE 3420001 A DE3420001 A DE 3420001A DE 3420001 A1 DE3420001 A1 DE 3420001A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cooking
- value
- measured
- level
- consistency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B25/00—Evaporators or boiling pans specially adapted for sugar juices; Evaporating or boiling sugar juices
- C13B25/06—Evaporators or boiling pans specially adapted for sugar juices; Evaporating or boiling sugar juices combined with measuring instruments for effecting control of the process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Seasonings (AREA)
- General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Description
Bezeichnung: Verfahren zur Regelung des Vakuum-Kochprozesses zur Herstellung von kristallinem Zucker Name: Procedure for regulating the vacuum cooking process for the production of crystalline sugar
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Vakuum-Kochprozesses zur Herstellung von kristallinem Zucker, woüei die Einstellung der Konsistenz der Füllmasse während des Koch- und Kristallisationsprozesses durch Regelung der Sirupzufuhr in Abhängigkeit vorgegebener Werte für die Konsistenz der Füllmasse erfolgt, wobei nach dem Impfen laufend das Niveau der Füllmasse im Kochapparat gemessen und in Abhängigkeit vom Niveaumeßwert der Sollwert für die Konsistenz entsprechend einem vorgegebenen Verlauf bis zum Erreichen eines Maximalniveaus verändert wird.The invention relates to a method for regulating the vacuum cooking process for the production of crystalline sugar, woüei setting the consistency of the filling during cooking and Crystallization process by regulating the syrup supply depending on given values for the consistency the filling compound takes place, the level of the filling compound being continuously measured in the cooking apparatus after the inoculation and the target value for the consistency depending on the level measured value is changed according to a predetermined course until a maximum level is reached.
Kristalliner Zucker wird üblicherweise in Kochapparaten hergestellt, in denen aus Zucker enthaltenden Pflanzen abgepreßter oder extrahierter, anschließend gereinigter und vorkonzentrierter Sirup so weit unter Wärmeeinwirkung und Wasserentzug eingedickt wird, daß eine übersättigte Zuckerlösung entsteht. Diese übersättigte Zuckerlösung wirdCrystalline sugar is usually produced in cooking equipment in which sugar-containing plants are pressed or extracted, then purified and pre-concentrated syrup so far under the action of heat and Dehydration is thickened so that a supersaturated sugar solution is formed. This oversaturated sugar solution becomes
üblicherweise rait feingemahlenem Zucker (Slurry) oder mit einer Kristallsuspension (Kristallfuß) aus dem Produktionsprozeß versetzt (angeimpft), so daß der Zucker aus der übersättigten Lesung an den vorgelegten Kristallen auskristallisieren kann. Im Maße des Auskristallisierens wird laufend weiterer vorkonzentrierter Sirup in den Apparat eingezogen, wobei zur Einhaltung des für die Kristallbildung optimalen Übersättigungszustandes zusätzlich noch Kondensat, d.h. also Wasser eingezogen werden kann. Die Zufuhr vonusually rait finely ground sugar (slurry) or with a crystal suspension (crystal base) added (inoculated) from the production process, so that the sugar from the crystallize supersaturated reading on the presented crystals can. As it crystallizes out, further pre-concentrated syrup is continuously drawn into the apparatus, whereby in order to maintain the optimal supersaturation state for the crystal formation additionally condensate, i.e. water can be drawn in. The supply of
IQ weiterer Füllmasse und ggf. von Kondensat erfolgt in Abhängigkeit von der laufend gemessenen Konsistenz der Füllmasse. Sobald im Kochapparat maximaler Füllstand erreicht ist, wird jeder Sirup- und Kondensateinzug gestoppt und unter weiterer Wärmezufuhr die gesamte Füllung solange abgekocht, bis ein vorgegebener Maximalwert für die Konsistenz erreicht ist. Nach Beendigung des Kochprozesses wird die Kristallsuspension mittels Zentrifugen in Kristallisat und Ablauf getrennt. IQ of further filling compound and possibly of condensate takes place depending on the continuously measured consistency of the filling compound. As soon as the maximum filling level is reached in the cooking apparatus, every syrup and condensate intake is stopped and the entire filling is boiled with additional heat until a specified maximum value for the consistency is reached. After the boiling process has ended, the crystal suspension is separated into crystals and drainage using a centrifuge.
Der Begriff Konsistenz umfaßt im vorliegenden Fall den sogenannten rheologischen Wert der Füllung des Kochapparates, der zu Beginn des Sirupeinzuges durch die Viskosität des kristallfreien Sirups und im weiteren Verlauf des Kochprozesses durch die Konsistenz der aus Muttersirup und Kristallen bestehenden Füllmasse beschrieben wird. Aus der DE-AS 22 14 850 ist ein automatisches Regelverfahren bekannt, bei dem dieser Rheometerwert als Führungsgröße für eine automatische Regelung des Kochprozesses eingesetzt wird. Nach dem Eindicken einer Grundfüllmenge auf den für The term consistency in the present case includes the so-called rheological value of the filling of the cooking apparatus, which is described at the beginning of the syrup intake by the viscosity of the crystal-free syrup and in the further course of the cooking process by the consistency of the filling compound consisting of mother syrup and crystals. From DE-AS 22 14 850 an automatic control method is known in which this rheometer value is used as a reference variable for automatic control of the cooking process. After thickening a basic filling quantity on the for
go eine Kristallbildung erforderlichen Übersättigungsgrad, der aufgrund empirischer Versuche durch einen bestimmten Rheometerwert festgestellt werden kann, wird die Füllung angeimpft und nach dem Impfen bei laufend weiterem Sirupeinzug und Kondensateinzug der Sollwert der Führungsgröße "Rheometerwert" in Abhängigkeit vom Anstieg des Niveaus nach einem vorgegebenen Programm ansteigend geändert bis der maximale Füllstand erreicht ist und der weiterego to a degree of supersaturation required for crystal formation, which can be determined on the basis of empirical tests by a certain rheometer value, is the filling inoculated and, after inoculation, the setpoint of the reference variable while continuing to draw in syrup and condensate "Rheometer value" as a function of the increase in the level according to a predetermined program changed to increasing the maximum level is reached and the other
Sirup- und Kondensateinzug gestoppt und unter weiterer Wärmezufuhr die Füllung solange eingekocht wird, bis ein vorgegebener Maximalwert für die Führungsgröße "Rheometerwert" erreicht wird. Nach Beendigung des Kochprozesses wird die Kristallsuspension mittels Zentrifugen in Kristallisat und Ablauf getrennt.Syrup and condensate intake stopped and continued supply of heat the filling is boiled down until a specified maximum value for the reference variable "rheometer value" is achieved. After the boiling process has ended, the crystal suspension is converted into crystals using centrifuges Separate process.
Ziel aller automatischen Regelverfahren ist es, nach dem Impfen den Übersättigungsgrad der im Kochapparat befindliehen Füllmasse unter weiterem Zuzug von Sirup in einem engen Bereich konstant zu halten, um so einerseits ein möglichst schnelles, aber gleichmäßiges Kristallwachstum der Impfkeime zu bewirken, andererseits aber eine weitere Steigerung des Übersättigungsgrades zu verhindern, was nämlich nicht nur zu Unregelmäßigkeiten im Kristallaufbau der bereits vorhandenen Kristalle, beispielsweise Zwillingsbil-". dung, führen würde, sondern darüber hinaus im weiteren Verlauf des Kochverfahrens zu einer spontanen Kristallbildung aus der übersättigten Lösung herausführen würde, so daß zum Zeitpunkt des Abkochens in der Füllmasse Kristalle mit erheblichen Kornunterschieden vorhanden sind. Der Feinkornanteil ist jedoch unerwünscht. Deswegen muß der Kristallgehalt der Füllmasse begrenzt werden, da sonst durch die entstehende Undurchlässigkeit des Kristallbreies in der Zentrifuge keine ausreichende Abtrennung des Ablaufs vom Kristallkuchen und auch kein gezieltes Nachwaschen des Kristallkuchens möglich ist. Dies bedeutet aber einer geringere Kristallausbeute aus dem eingesetzten vorkonzentrierten Sirup und eine entsprechend höhere Rückführung von Ablauf in den Herstellungsprozeß. Der im abzentrifugierten Kristallisat enthaltene Feinkornanteil muß dann noch in aufwendigen Siebanlagen abgetrennt, wieder aufgelöst und in den Kristallisationsprozeß zurückgeführt werden.The aim of all automatic control processes is to check the degree of supersaturation in the cooking appliance after the inoculation To keep the filling compound constant in a narrow range with further addition of syrup, in order to achieve as much as possible on the one hand to bring about rapid but uniform crystal growth of the seed germs, but on the other hand a further increase to prevent the degree of oversaturation, namely not only to irregularities in the crystal structure of the already existing crystals, for example twin formation, would lead, but also in the further course of the cooking process would lead to spontaneous crystal formation from the supersaturated solution, so that At the time of boiling, there are crystals with considerable grain differences in the filling compound. The fine grain fraction however, it is undesirable. Therefore, the crystal content of the filling compound must be limited, otherwise the resulting Impermeability of the crystal slurry in the centrifuge does not provide sufficient separation of the drain from the crystal cake and also no specific rewashing of the crystal cake is possible. But this means a lower one Crystal yield from the pre-concentrated syrup used and a correspondingly higher return from the drain in the manufacturing process. The fine grain fraction contained in the centrifuged crystals must then be expensive Separate sieving systems, dismantled again and returned to the crystallization process.
Mit dem vorbekannten Verfahren wurde nun versucht, diesen engen Bereich des für eine gleichmäßige Kristallbildung notwendigen Übersättigungsgrades dadurch zu erreichen,With the previously known method, attempts have now been made to reduce this narrow range for uniform crystal formation to achieve the necessary degree of oversaturation by
daß neben einem linear ansteigenden Rheometerwert, der aufgrund von empirischen Untersuchungen nur die mit zunehmendem Kristallwachstum in der Füllmasse auch zunehmende Konsistenz aus Muttersirup und Kristallen bestehenden Füllmasse berücksichtigt auch noch zusätzlich zum Sirupeinzug Kondensat, d.h. Wasser eingezogen wird, um hier Überschreitungen des Übersättigungsgrades zu verhindern, die zu Feinkornbildungen führen würden. Bei einem derart energieintensiven Verfahren, wie es das Zuckerkochen darstellt, hat jede Zufuhr von zusätzlichem Wasser während des Koch- und Kristallisationsprozesses einen zusätzlichen Energieaufwand zur Folge. Man hat daher versucht, automatische Regelungen auf der Basis des vorbekannten Verfahrens zu konzipieren, hierbei jedoch zur Verminderung des Energiebedarfs den Kondensateinzug zur Unterstützung der Regelung weggelassen. Dies hatte jedoch sofort die vorstehend geschilderte unerwünschte Feinkornbildung zur Folge. Zur Vermeidung der Feinkornbildung wurde beispielsweise versucht, durch den zusätzlichen Einbau von Rührwerken eine größere Homogenitat des Apparatinhaltes und damit ein gleichmäßigeres Kristallwachstum zu erreichen. Weiterhin war man bestrebt,dies durch den Einsatz schnell ansprechender Meß-, Regel- und Steuersysteme durch lineare Verknüpfung zwischen dem Sirupeinzug und der Führungsgröße sicherzustellen. Diese Maßnahmen führten jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg.that in addition to a linearly increasing rheometer value, based on empirical studies, only the one with increasing Crystal growth in the filling compound also increasing consistency of mother syrup and crystals filling compound also takes into account condensate in addition to the syrup intake, i.e. water is drawn in in order to avoid excesses here to prevent the degree of oversaturation, which would lead to fine grain formation. With such an energy-intensive one The process of boiling sugar has every addition of additional water during boiling and cooking Crystallization process results in an additional expenditure of energy. Attempts have therefore been made to have automatic regulations to be designed on the basis of the previously known method, but in this case to reduce the energy requirement the condensate intake has been omitted to support the control. However, this immediately had the one described above undesired fine grain formation as a result. To avoid fine grain formation, attempts have been made, for example, by the additional installation of agitators a greater homogeneity of the contents of the apparatus and thus a more uniform crystal growth to reach. Furthermore, efforts were made to do this through the use of quickly responding measurement, control and To ensure control systems through a linear link between the syrup intake and the reference variable. These However, measures did not lead to the desired success.
Eine Optimierung wäre an sich nur durch ein genaues Einhalten eines charakteristischen Kristallabstandes möglich, wobei die sich bildenden Kristalle während des Kochprozesses als "Regler" für den Prozeßverlauf dienen müssen. Da hierfür jedoch keine sensoren vorhanden sind, liegt der Erfindnung die Aufgabe zugrunde, auf der Basis des vorbekannten Verfahrens, nämlich der Regelung des Kochprozesses in Abhängigkeit von der Konsistenz der Füllmasse,aber unter Vermeidung der bisher bekannten Nachteile, ein Regelverfahren zu schaffen, das ohne zusätzlichen Kondensateinzug zur Unterstützung der Regelung zu einer höheren Kristallausbeute mit erheblicher Reduzierung des Feinkornan-An optimization in itself would only be possible by strictly adhering to a characteristic crystal spacing, whereby the crystals that form during the cooking process must serve as "regulators" for the course of the process. Because for this however, there are no sensors, the object of the invention is based on the previously known Method, namely the regulation of the cooking process depending on the consistency of the filling compound, but below Avoidance of the previously known disadvantages of creating a control method that does not require additional condensate to support the control for a higher crystal yield with a considerable reduction in the fine grain
'tr'tr
teiles führt.part leads.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Veränderung des Sollwertes für die Konsistenz in Abhängigkeit vom Niveaumeßwert eine ExponentialfunktionThe object according to the invention is achieved in that, in order to change the setpoint value for the consistency, as a function of an exponential function of the measured level value
= k1 " exP<V V + k3 = k 1 " ex P <VV + k 3
vorgegeben ist, daß jeweils bei Erreichen eines Anfangs-it is specified that each time a starting point is reached
niveaus h., im Kochapparat vor dem Impfen der Ist-Wert Rh der Konsistenz der Füllmasse gemessen wird/ daß entsprechend dem gemessenen Ist-Wert Rha der Anfangspunkt der für die Regelung maßgeblichen Sollwertkurve durch Veränderung der Konstanten k.. und k, in Abhängigkeit vom gemesse-IJ levels h., the actual value Rh of the consistency of the filling compound is measured in the cooking apparatus before the inoculation / that, according to the measured actual value Rh a, the starting point of the setpoint curve relevant for the regulation by changing the constants k .. and k, depending on from the fair IJ
nen Konsistenz-Ist-Wert Rh automatisch angepaßt wird und zwar nach der Beziehungnen consistency actual value Rh is automatically adapted and after the relationship
k1 = a · RhA + b
undk 1 = a * Rh A + b
and
k3 = c · RhÄ - d.k 3 = c · Rh Ä - d.
Der Vorteil dieses Regelverfahrens besteht darin/ daß durch die Vorgabe der vorstehend angegebenen Exponentialfunktion für die Führung des Rheometer—Sollwertes der Kri-The advantage of this control method is that by specifying the exponential function specified above for the management of the rheometer setpoint of the crisis
stallisationsprozeß so geführt werden kann, daß die erzeugten Kristalle ein wesentlich engeres Kornverteilungsspektrum aufweisen als bei den bisher üblichen Verfahren, wobei als weiterer Vorteil auf die zusätzliche Zufuhr von Wasser zum Ausgleich von Konzentrationsüberschreitungeninstallation process can be carried out so that the crystals produced have a much narrower particle size distribution spectrum have than in the previously customary processes, with the additional supply of as a further advantage Water to compensate for excess concentrations
während des geregelten Kristallisationsprozesses vollständig verzichtet werden kann. Die in der Formel angegebene Konstante k„ ist eine Apparatekonstante/ in der die Charakteristik des betreffenden Kochapparates und des entsprechenden Sensors (Rheometer, V/K-Geber, radiometrisciie DicntemeiistrecKe) berücksichtigt ist. Diese Konstante wird durch eine Reihe von Versuchssuden festgestellt, bei denen jeweils der Parameter Ic9, der die Steilheit der Expnentialfunktion vorgibt, so lange variiert wird, bis ein Optimum an Kristallausbeutecan be completely dispensed with during the regulated crystallization process. The constant k n given in the formula is an apparatus constant / which takes into account the characteristics of the cooking apparatus in question and the corresponding sensor (rheometer, V / K transmitter, radiometric DicntemeiistrecKe). This constant is determined by a series of experimental tests in which the parameter Ic 9 , which specifies the steepness of the expnential function, is varied until an optimum crystal yield is achieved
und Gleiclunäßigkeit der erzeugten Kristalle erreicht ist. Der Kochprozeß ist nun in zwei Phasen unterteilt/ nämlich eine erste gesteuerte Phase, in der eine durch entsprechenden Sirupeinzug konstant gehaltene Mindestfüllmenge durch Wasserverdampfung bis auf den Übersättigungsgrad eingedickt wird, der dann eine Kristallbildung durch Impfen mit Kristallisationskeimen ermöglicht. Dieser Übersättigungsgrad wird, wie vorstehend bereits ausgeführt, durch einen empirisch ermittelten Rheometerwert bestimmt. Nach dem Impfen erfolgt dann die geregelte Kochphase, d.h. die weitere Sirupzufuhr in den Kochapparat bis zur vorgegebenen Maximalfüllhöhe erfolgt in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Verlauf für den Rheometersollwert. Eine Exponentialkurve, die lediglich die Apparatekonstante k„ berücksichtigt, würde voraussetzen, daß bei jedem Sud der Anfangswert des Rheometersollwertes exakt übereinstimmt mit dem Rheometerwert zum Zeitpunkt des Impfens. Dies läßt sich jedoch in der Praxis nicht erreichen, da die Konsistenz des Sirups ZUIu Impf Zeitpunkt aufgrund abweichender Ausgangszusammen-Setzungen unterschiedlich sein kann. Der Übergang von der gesteuerten Phase zur geregelten Phase wird daher in einer Reihe von Fällen einen "Sprung" im Rheometersollwert zur Folge haben, der sofort zu Störungen im Kristallisationsprozeß führen würde. Dementsprechend ist in der Exponentialkurve für den Verlauf des Rheometersollwertes während der geregelten Phase eine Korrekturmöglichkeit vorgesehen durch die Konstanten k.. und k_, die den Zustand der Kochapparatfüllung zum Zeitpunkt des Übergangs von der gesteuerten Phase zur geregelten Phase mit berücksichtigen. Diese Konstanten werden unmittelbar vor dem Übergang zur geregelten Phase über Hilfsfunktionen in Abhängigkeit von dem zu diesem Zeitpunkt gemessenen tatsächlichen Rheometerwert ermittelt und dann in die Exponentialkurve eingesetzt. Mit den modernen technischen Hilfsmitteln der Datenverarbeitung ist es möglich, praktisch zeitsynchron den Rheometeranfangswert Rh als Datensignal entsprechend aufgebauten Rechenbausteinen der Regelschaltung zuzuführen, die dann entsprechendand uniformity of the crystals produced is achieved. The cooking process is now divided into two phases / namely a first controlled phase, in which one is controlled by corresponding Minimum filling quantity kept constant by water evaporation thickened to the degree of supersaturation which then enables crystal formation by seeding with crystal nuclei. This degree of oversaturation is, as already stated above, determined by an empirically determined rheometer value. To After the inoculation, the regulated cooking phase follows, i.e. the further syrup supply into the cooking apparatus up to the specified The maximum filling level is dependent on the specified course for the rheometer setpoint. An exponential curve, which only takes into account the apparatus constant k "would presuppose that the initial value of the rheometer setpoint corresponds exactly to the rheometer value at the time of vaccination. However, this can be done in practice not achieve because the consistency of the syrup ZUIu vaccination time due to different initial compositions can be different. The transition from the controlled phase to the regulated phase is therefore in a A number of cases result in a "jump" in the rheometer setpoint, which would immediately lead to disturbances in the crystallization process. Accordingly is in the exponential curve A correction option is provided for the course of the rheometer setpoint during the regulated phase the constants k .. and k_, which indicate the state of the cooking appliance filling at the time of the transition from the controlled phase to the regulated phase. These constants are immediately before the transition to the regulated phase via auxiliary functions depending on the one to this The actual rheometer value measured at the time is determined and then inserted into the exponential curve. With the With modern technical aids in data processing it is possible to set the rheometer starting value practically time-synchronously Rh as a data signal correspondingly constructed arithmetic blocks of the control circuit, which then accordingly
dem vorgegebenen Rechenprogramm das eingegebene Meßsignal
"Rh " entsprechend umformen und dann als Konstante Jc1 und
Ic, in den Regelbaustein für die Führung des Rheometersollwertcs
eingeben, so daß der Rheometerwert Rh gleich demthe input measurement signal to the specified computer program
"Rh" transform accordingly and then as constants Jc 1 and
Ic, enter into the control module for the management of the rheometer setpoint so that the rheometer value Rh equals the
Rheometerwert Rh ,, am Anfangspunkt der Exponentialkurve
ist.Rheometer value Rh ,, at the starting point of the exponential curve
is.
Die Kostanten a, b, c und d der Hilfsfunktionen zur Anpassung an den Anfangswert der Exponentialkurve sind wiederum empirisch durch entsprechende Probesude festlegbar.The constants a, b, c and d of the auxiliary functions for adaptation the initial value of the exponential curve can in turn be determined empirically by appropriate test samples.
Wird nach Festlegung der vorstehend angegebenen Kostanten
der geregelte Kristallisationsprozeß über die angegebene
Exponentialkurve für den Rheometersollwert geführt, soIs used after determining the constants specified above
the regulated crystallization process over the specified
Exponential curve for the rheometer setpoint performed, see above
kann, wie vorstehend bereits erläutert, der Kristallisationsprozeß
ohne den Zuzug von Kondensat geführt werden
und bietet weiterhin den Vorteil, daß das früher übliche
Abkochen der Füllmasse ohne weiteren Sirupzuzug bis auf
einen vorgegebenen Rheometerendwert entfallen kann. BeiAs already explained above, the crystallization process can be carried out without the addition of condensate
and still offers the advantage that what used to be common
Boil the filling mass without adding any further syrup except for
a given rheometer end value can be omitted. at
dem erfindungsgemäßen Verfahren ist mit Erreichen der vorgegebenen
Füllhöhe zugleich auch der Kristallisationsprozeß abgeschlossen, wobei im Hinblick auf eine optimale, d.h.
gleichmäßige Korngrößenverteilung die beim vorbekannten
Verfahren möglichen unregelmäßigkeiten in der Kristallausbildung vermieden werden.In the process according to the invention, when the specified fill level is reached, the crystallization process is also completed, and with regard to an optimal, ie
uniform grain size distribution that of the previously known
Process possible irregularities in the crystal formation are avoided.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner vorgesehen, daß zusätzlich die Temperatur der Füllmasse während der geregelten Führung des Kristallisationsprozesses nach einem Temperatursollwert geregelt wird,, der in Abhängigkeit vom Niveaumeßwert verändert wird, und zwar nach der BeziehungIn one embodiment of the method according to the invention it is also provided that the temperature of the filling compound is regulated according to a temperature setpoint during the regulated management of the crystallization process, the is changed as a function of the level measured value, namely according to the relationship
T ,, = k. · h.. + k,-,
soll 4 N 5T ,, = k. · H .. + k, -,
should 4 N 5
wobei k. proportional der zur Verfugung stehenden Kochzeit ist und kj- der zum Impfzeitpunkt gemessenen Temperaturwhere k. proportional to the available cooking time is and kj- the temperature measured at the time of vaccination
der Füllmasse im Kochapparat entspricht, k. ist hierbei der Temperaturgradient/ durch den implizit die Verdampfungsleistung, d.h. die Kochzeit bzw. das angelegte Übersättigungspotential vorgegeben wird/ während über die Konstante k,- wiederum der stoßfreie Übergang beim Umschalten von der gesteuerten zur geregelten Phase bewirkt wird/ da hier der Temperaturanfangswert für die geregelte Phase vorgegeben ist. Die Konstante k« ist so vorgegeben, daß innerhalb der für den betreffenden Kochapparat zur Verfügung stehenden Kochzeit die erforderliche Wasserverdampfung auch geleistet wird. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß üblicherweise nicht ein Kochapparat in einer Kochstation vorhanden ist, sondern daß mehrere Kochapparate eine Kochstation bilden/ so daß trotz des chargenweisen Betriebes für den einzelnen Kochapparat sich für die gesamte Kochstation insgesamt eine quasi kontinuierliche Betriebsweise ergibt. Die Temperatursollwertführung entsprechend der Erfindung berücksichtigt hierbei/ daß die für die Kristallisation so wichtige Anfangsphase, in der die zur Verfügung sLehende Kristalloberfläche noch relativ gering ist/ eine möglichst hohe Kochtemperatur vorgegeben werden kann, um ein zu hohes Übersättigungspotential zu vermeiden. Mit zunehmendem Wachstum der Kristalle in der Füllmasse kann dann durch eine geregelte Absenkung der Temperatur der Füllmasse die Verdampfungsleistung erhöht werden. Dies geschieht in der Regel über eine entsprechende Regelung des am jeweiligen Kochapparat anliegenden Vakuums. (Kaskadenregelung)corresponds to the filling mass in the cooking appliance, k. is here the temperature gradient / through which the evaporation capacity, i.e. the cooking time or the applied supersaturation potential, is implicit is specified / while the constant k, - again, the bumpless transition when switching is effected from the controlled to the controlled phase / because this is the starting temperature value for the controlled phase is given. The constant k «is specified in such a way that it is available within the range for the cooking apparatus in question standing boiling time the necessary water evaporation is also provided. It should be noted that Usually there is not one cooking apparatus in a cooking station, but that several cooking apparatuses one cooking station form / so that despite the batch-wise operation for the individual cooking apparatus for the entire cooking station overall results in a quasi-continuous mode of operation. The temperature setpoint management according to the invention takes into account here / that the initial phase, which is so important for the crystallization, in which the available The crystal surface is still relatively small / a the highest possible cooking temperature can be specified in order to avoid an excessively high oversaturation potential. With increasing Growth of the crystals in the filling compound can then be achieved by a regulated lowering of the temperature of the filling compound the evaporation capacity can be increased. This is done in usually via a corresponding regulation of the vacuum applied to the respective cooking appliance. (Cascade control)
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die schematischen Zeichnungen zeigen:The method according to the invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail. The schematic drawings show:
Fig. 1 einen Kochapparat mit Regelkreis,1 shows a cooking apparatus with a control circuit,
Fig. 2 schematische Kochkurven mit unterschiedlichenFig. 2 schematic cooking curves with different
Anfangswerten, die den Zusammenhang zwischen Rheometerwert und der Füllhöhe im Kochapparat in % angeben,Initial values that show the relationship between the rheometer value and the filling level in the cooking apparatus specify in%,
* Λλ 3420Q01 Fig. 3 die Kristallwachstumskurve bei einer Regelung gemäß der Erfindung im Vergleich zur Regelung nach dem Stande der Technik. * Λλ 3420Q01 Fig. 3 shows the crystal growth curve with a control according to the invention compared to the control according to the prior art.
An einem vorhandenen Kochapparat wurden die für die Kristallgrößenverteilung und Ausbeute optimalen Betriebspunkte ermittelt. Vorgegeben wurde eine maximale Kochzeit von 4,5 Stunden, ein Ankochvolumen von 35% des Niveauausgangssignals und ein Abkochpunkt bei 80% sowohl der Niveauhöhe im Kochapparat als auch des Rheometerwertes. Der Kochapparat diente zur Erzeugung eines RZ 2-Produkt, das durch Verkochen eines anfallenden RZ 1-Ablaufs mit einem Trockensubstanzgehalt zwischen 70 und 78% erzeugt wurde. Die Konstante k~ wurde dann durch Versuchssude in bezug auf ein Optimum an Ausbeute und Kristallgrößenverteilung ermittelt, wobei sich ein Wert von 0,0185 ergab.The crystal size distribution was used on an existing cooking apparatus and yield optimal operating points are determined. A maximum cooking time of 4.5 hours, a parboiling volume of 35% of the level output signal and a boiling point at 80% of both the level height in the cooking apparatus as well as the rheometer value. The cooking apparatus was used to generate a RZ 2 product, which was cooked over of an accumulating RZ 1 effluent with a dry matter content between 70 and 78%. The constant k ~ was then determined by experimental broth with regard to an optimum of yield and crystal size distribution, resulting in a value of 0.0185.
Die Temperaturführung wurde hierbei ebenfalls durch Versuche ermittelt, wobei sich für den Verlauf der Temperatursollwertkurve die Konstanten k. = - 0,1333 und die Konstante k,- mit 86,67, d.h. der Anfangstemperatur der Kochmasse ergab.The temperature control was also determined by experiments, whereby the course of the temperature setpoint curve the constants k. = - 0.1333 and the constant k, - with 86.67, i.e. the starting temperature of the cooking mass revealed.
Für die Hilfsfunktionen zur Ermittlung der Konstanten k.. und k3 ergaben sich aufgrund der Versuche folgende Werte:The tests resulted in the following values for the auxiliary functions for determining the constants k .. and k 3:
k1 = - 0,4 · RhA + 31,6k 1 = - 0.4 * Rh A + 31.6
undand
k = 1,8 . Rh - 60,2.k = 1.8. Rh - 60.2.
ό Ά.ό Ά.
Bei einem Vergleich des erfindungsgemäßen Regelverfahrens mit dem bisher üblichen Regelverfahren, das eine lineare Verknüpfung von Rheometerwert und Niveaumeßwert aufwies, ergab hinsichtlich der FaktorenWhen comparing the control method according to the invention with the previously usual control method, which showed a linear link between the rheometer value and the measured level value, revealed in terms of the factors
a)Kristallausbeutea) Crystal yield
b)Kristallgrößenverteilung
c)Kochzeit (Chargendaucr)b) Crystal size distribution
c) Cooking time (batch duration)
bei einem Kochapparat ohne Rührwerk und einem vorkonzentrierten Sirup mit einem Zuckergehalt von 82 Gewichtsprozent bezogen auf die Trockensubstanz folgende Werte:with a cooking apparatus without a stirrer and a pre-concentrated syrup with a sugar content of 82 percent by weight The following values in relation to the dry matter:
a)Kristallausbeute:a) Crystal yield:
lineare Führung: durchschnittliche Ausbeute = 40% exponentielle Führung:
durchschnittliche Ausbeute = 50%.linear leadership: average yield = 40% exponential leadership:
average yield = 50%.
b)Kristallgrößenverteilung: (nach RRSB):b) Crystal size distribution: (according to RRSB):
ausgehend von einem Kristallfuß mit η = 3,3 und d1 = 0,42 mmstarting from a crystal base with η = 3.3 and d 1 = 0.42 mm
lineare Führung: η = 3,4, d1 = 0,89 mm exponentielle Führung: η = 4,8, d1 = 0,98 mmlinear guidance: η = 3.4, d 1 = 0.89 mm exponential guidance: η = 4.8, d 1 = 0.98 mm
Dieses Ergebnis ist in den in Fig. 3 dargestellten Kristallwachstumskurven wiedergegeben.This result is in the crystal growth curves shown in FIG reproduced.
c)Kochzeit (Chargendauer):c) Cooking time (batch duration):
ausgehend von gleicher Kristallqualität und Kristallausbeute konnte die Kochzeit um 30% verringert werden.starting from the same crystal quality and crystal yield, the cooking time could be reduced by 30% be reduced.
In Fig. 1 ist in Form eines Blockschaltbildes die Regelung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wiedergegeben. Ein Kochapparat 1 ist in seinem unteren Bereich an eine Sirupzufuhrleitung 2 angeschlossen. In der Sirupzufuhrleitung 2 ist ein Regelventil 3 eingebaut, das über einen Stellungsregler hinsichtlich seiner Öffnungsstellung verstellbar ist. Im unteren Bereich des Kochapparates ist eine mit Heizdampf beaufschlagte Heizkammer 5 angeordnet, über die die Verdampfungswärme in die Kochapparatfüllung eingeleitet wird. Im oberen Bereich ist der Innenraum des Kochapparates 1In Fig. 1, the control according to the method according to the invention is shown in the form of a block diagram. A Cooking apparatus 1 is connected to a syrup supply line 2 in its lower area. In the syrup feed line 2 a control valve 3 is installed, which can be adjusted with respect to its open position via a positioner. in the In the lower area of the cooking apparatus there is a heating chamber 5 which is acted upon by heating steam and via which the heat of evaporation is generated is introduced into the cooking apparatus filling. The interior of the cooking appliance 1 is in the upper area
an eine Vakuumleitung 6 angeschlossen, wobei über eine Stellklappe 7, die mit einem Stellantrieb 8 versehen ist, das auf den Innenraum des Kochapparates wirkende Vakuum und damit die Verdampfungsleistung reguliert werden kann.connected to a vacuum line 6, with a control flap 7, which is provided with an actuator 8, the vacuum acting on the interior of the cooking appliance and thus the evaporation capacity can be regulated.
Die für die Regelung wichtigen Meßdaten werden einmal über eine Niveaumeßeinrichtung 9, einen Sensor 10 zur Messung der Viskosität bzw. Konsistenz der Kochapparatefüllung und einem Temperaturfühler 11 gemessen. 10The measurement data that are important for the control are once via a level measuring device 9, a sensor 10 for measuring the viscosity or consistency of the cooking apparatus filling and a temperature sensor 11 measured. 10
Die Lage der einzelnen Meßglieder ist hierbei nur schematisch angegeben und richtet sich nach dem Meßprinzip, das dem jeweiligen Meßgerät zugrundeliegt.The position of the individual measuring elements is only schematic here and is based on the measuring principle on which the respective measuring device is based.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Konsistenz über ein sogenanntes Rheometer gemessen. Das vom Rheometer ausgehende Meßsignal wird nun einer Regelschaltung 12 zugeführt und dort verarbeitet. Da eine vom gemessenen Rheometeranfangswert abhängige Sollwertkurve vorgegeben werden soll, wird der zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessene Rheometer-Istwert Rh einem die Hilfsfunktion zur Ermittlung der Konstanten k.. enthaltenen Rechenbaustein und einem die Hilfsfunktion zur Ermittlung der Konstanten k3 enthaltenden Rechenbaustein 14 zugeführt. Die von den Rechenbausteinen ermittelten Konstanten k. und k3 werden dann einem Sollwertrechner 15 zugeführt, der die für die jeweilige Charge geltende Sollwertkurve mit ihrem Anfangspunkt festlegt. Sobald die Sollwertkurve festliegt, was hier durch den Block 16 schematisch angedeutet ist, wird der Rheometer 10 auf diesen Teil der Rgelschaltung umgeschaltet, so daß unter gleichzeitiger Aufschaltung des Meßsignals vom Niveaumeßwertgeber 9 die für die Regelung erforderliche Differenzbildung aus Soll -und Istwert des Rheometerwertes ein Ausgangsignal erzeugt wird, das auf den Stellantrieb 4 des Sirupeinzugsventils 3 aufgeschaltet ist und dieses entsprechend dem Vorzeichen des Ausgangssignals im öffnungs- oder Schließsinne verstellt.In the exemplary embodiment shown, the consistency is measured using a so-called rheometer. The measurement signal emanating from the rheometer is now fed to a control circuit 12 and processed there. Since a setpoint curve dependent on the measured initial rheometer value is to be specified, the actual rheometer value Rh measured at a certain point in time is fed to a computation module containing the auxiliary function for determining the constant k and a processing module 14 containing the auxiliary function for determining the constant k 3. The constants k determined by the arithmetic modules. and k 3 are then fed to a target value computer 15 which defines the target value curve applicable for the respective batch with its starting point. As soon as the target value curve is fixed, which is indicated here schematically by block 16, the rheometer 10 is switched to this part of the control circuit, so that the difference between the target and actual value of the rheometer value required for the regulation is formed while the measuring signal from the level sensor 9 is switched on at the same time Output signal is generated, which is connected to the actuator 4 of the syrup intake valve 3 and adjusts this according to the sign of the output signal in the opening or closing direction.
Der Temperaturfühler 11 ist auf einen Temperaturregler 17 aufgeschaltet/ dem als Führungssignal der Niveaumeßwert zugeführt wird/ mit dessen Hilfe die Sollwertkurve für die Temperaturregelung niveauabhängig verändert wird. 5The temperature sensor 11 is connected to a temperature controller 17 switched on / to which the level measurement value is supplied as a reference signal is / with the help of which the setpoint curve for the temperature control is changed depending on the level. 5
Fig. 2 zeigt schematisch verschiedene Kochkurven des gleichen Kochapparates/ also mit konstantem k_ für die Exponentialfunktion des Rheometersollwertes aber unterschiedlichen Anfangswerten, wie sie sich aus dem Anpassungsvorgang unmittelbar vor Einleitung der Regelungsphase unter Berücksichtigung des gemessenen Rheometeristwertes beim übergang von der Steuerung auf die Regelung ergibt. In dem Diagramm ist die Kochphase bis zum Impfzeitpunkt mit I und die Kristalliationsphase nach der Impfung bis zum Sudende mit II gekennzeichnet. Die gleichen Kennzeichnungen sind auch in Fig. 1 in bezug auf das Niveau des Kochapparates angegeben. Die stark ausgezogene Rheometersollwertkurve in Fig. 2 ist für die Phase I zusätzlich noch mit dem Verlauf des Rheometerwertes ergänzt. Für diese Phase wird der Kochapparat bei jeder Charge mit 35% des Maximalniveaus gefüllt, d.h. so hoch gefüllt, daß die Beheizung 5 in einer bestimmten Höhe mit Sirup überdeckt ist. Das laufend aus dem Sirup verdampfende Wasser wird nun durch laufenden Sirupnachzug unter Konstanthaltung des Niveaus ergänzt, so.,jdaß diese Füllmenge konzentriert wird und schließlich einen bestimmten Ubersättigungsgrad erreicht hat. Aufgrund langjähriger Erfahrungen ist es bekannt, daß ein bestimmter Rheometerwert den für die Impfung günstigsten Übersättigungsgrad anzeigt. Sobald dieser Rheometerwert erreicht wird, im Diagramm gemäß Fig. 2 ist dies der Punkt 18, wird dieses Meßsignal zunächst den Rechenbausteinen 13 und 14 zur Ermittlung der Hilfsfunktion zugeführt, deren Ergebnissignal dann dem Sollwertrechner 15 zugeführt wird, der die für die Regelung maßgebliche Sollwertkurve so anpaßt, daß der Anfangswert der Sollwertkurve dem gemessenen Rheometeristwert zum ImpfZeitpunkt entspricht, so daß beim Umschalten von der Steuerung in der Phase I auf die Regelung in der Phase II der übergang stoßfrei erfolgt.Fig. 2 shows schematically different cooking curves of the same cooking apparatus / thus with constant k_ for the exponential function of the rheometer setpoint but different initial values, as they result directly from the adjustment process before initiating the regulation phase, taking into account of the measured actual rheometer value during the transition from open-loop control to closed-loop control. In the diagram is the boiling phase until the time of inoculation is marked with I and the crystallization phase after inoculation until the end of the brewing with II. The same markings are also given in Fig. 1 in relation to the level of the cooking apparatus. The strongly drawn-out rheometer setpoint curve in FIG. 2 also shows the course of the rheometer value for phase I added. For this phase the cooker is filled to 35% of the maximum level for each batch, i.e. filled so high that the heater 5 is covered with syrup at a certain height. That running out of the syrup evaporating water is now supplemented by continuous syrup while keeping the level constant, so., jdaß this Filling quantity is concentrated and has finally reached a certain degree of supersaturation. Due to many years It is known from experience that a certain rheometer value indicates the most favorable degree of supersaturation for vaccination. As soon as this rheometer value is reached, in the diagram according to FIG. 2, this is point 18, this measurement signal becomes first fed to the arithmetic units 13 and 14 to determine the auxiliary function, the result signal of which is then the setpoint computer 15 is supplied, which adapts the setpoint curve relevant for the regulation so that the initial value the setpoint curve corresponds to the actual rheometer value measured at the time of vaccination, so that when switching from the control in phase I to the control in phase II the transition takes place smoothly.
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843420001 DE3420001A1 (en) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | METHOD FOR REGULATING THE VACUUM COOKING PROCESS FOR PRODUCING CRYSTALLINE SUGAR |
EP85105793A EP0163184A3 (en) | 1984-05-29 | 1985-05-11 | Method for regulating a vacuum boiling process for preparing sugar crystals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843420001 DE3420001A1 (en) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | METHOD FOR REGULATING THE VACUUM COOKING PROCESS FOR PRODUCING CRYSTALLINE SUGAR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3420001A1 true DE3420001A1 (en) | 1985-12-05 |
Family
ID=6237115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843420001 Withdrawn DE3420001A1 (en) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | METHOD FOR REGULATING THE VACUUM COOKING PROCESS FOR PRODUCING CRYSTALLINE SUGAR |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0163184A3 (en) |
DE (1) | DE3420001A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106191322A (en) * | 2016-08-19 | 2016-12-07 | 广西宏智科技有限公司 | Interval boils sugar automatic control system |
DE102016101217A1 (en) | 2016-01-25 | 2017-07-27 | Bma Braunschweigische Maschinenbauanstalt Ag | Process for recovering crystals from a mother liquor and suitable crystallizer |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1279745B1 (en) * | 2001-07-19 | 2010-06-23 | PFEIFER & LANGEN | Process for batchwise preparation of big sugar crystals |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1567316C3 (en) * | 1966-02-28 | 1980-09-04 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Method for controlling the supersaturation of sugar solutions in an after-product cooking apparatus |
DE2154368A1 (en) * | 1970-11-19 | 1972-05-31 | Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München | Sugar boiling plant - with discontinuous control and automatic change-over between modes |
FR2142184A5 (en) * | 1971-06-16 | 1973-01-26 | Fives Lille Cail | |
DE2214850B2 (en) * | 1972-03-27 | 1976-03-18 | Pfeifer & Langen, 5000 Köln | PROCEDURE FOR THE INDEPENDENT REGULATION OF THE COOKING PROCESS OF SUGAR MASSES AND REGULATORY DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS |
-
1984
- 1984-05-29 DE DE19843420001 patent/DE3420001A1/en not_active Withdrawn
-
1985
- 1985-05-11 EP EP85105793A patent/EP0163184A3/en not_active Ceased
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016101217A1 (en) | 2016-01-25 | 2017-07-27 | Bma Braunschweigische Maschinenbauanstalt Ag | Process for recovering crystals from a mother liquor and suitable crystallizer |
WO2017129590A1 (en) | 2016-01-25 | 2017-08-03 | Bma Braunschweigische Maschinenbauanstalt Ag | Method for obtaining crystals from a mother solution, and crystallization device suitable for this purpose |
EP3408415B1 (en) | 2016-01-25 | 2019-11-13 | BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG | Method for obtaining crystals from a mother solution, and crystallization device suitable for this purpose |
US10822666B2 (en) | 2016-01-25 | 2020-11-03 | Bma Braunschweigische Maschinenbauanstalt Ag | Method for obtaining crystals from a mother solution, and crystallization device suitable for this purpose |
CN106191322A (en) * | 2016-08-19 | 2016-12-07 | 广西宏智科技有限公司 | Interval boils sugar automatic control system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0163184A3 (en) | 1988-03-16 |
EP0163184A2 (en) | 1985-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DD207937A5 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PREPARING CRYSTALS | |
EP3408415B1 (en) | Method for obtaining crystals from a mother solution, and crystallization device suitable for this purpose | |
DE2219687C2 (en) | Device for pulling a crystal with volatile components from its melt | |
DE3420001A1 (en) | METHOD FOR REGULATING THE VACUUM COOKING PROCESS FOR PRODUCING CRYSTALLINE SUGAR | |
DE1519704A1 (en) | Method and device for the automatic regulation of a continuous distillation process | |
DE3934341C2 (en) | Process for the crystallization of fructose | |
DE102006052961B4 (en) | Process for producing a semiconductor crystal | |
AT518624B1 (en) | Process for the preparation of a dry strength agent, in particular of glyoxylated polyacrylamide | |
DE69116325T2 (en) | Discontinuous process for crystallizing a syrup and device for carrying out this process | |
DE102017119069A1 (en) | Method for filling containers with a filling product | |
EP0492364B1 (en) | Control system to monitor the production of pulp in a discontinuous digester | |
DE1567295A1 (en) | Process for regulating the crystallization process of sucrose and device for its implementation | |
DE2209243A1 (en) | Process for crystallizing fructose | |
DE2627825C3 (en) | Process and device for continuous evaporation crystallization of thick juice in sugar production | |
DE2311231C3 (en) | Method for regulating the crystallization process of sugar solutions in a discontinuous cooking apparatus | |
DE2328913C3 (en) | Sieve centrifuge with conical drum and devices for introducing a cover liquid | |
DE2502558C2 (en) | Process for obtaining crystalline fructose from an aqueous solution | |
DE3308275C2 (en) | ||
DD264026B1 (en) | METHOD FOR REGULATING THE CRYSTALLIZATION PROCESS OF SACCHAROSE SOLUTIONS | |
DE1567293B2 (en) | ||
DE3819789C2 (en) | Cooling crystallization process for the production of sugar | |
AT263704B (en) | Method and device for regulating a continuous distillation | |
DE2208758C3 (en) | Device for pulling a semiconductor crystal rod, in particular a single crystal rod | |
AT388935B (en) | Process and apparatus for achieving an increase in the size of crystals present in massecuites of medium and high purity | |
DE1812457B2 (en) | Procedure for regulating the crystallization process in A and R sugar boilers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |