Wybrane problemy sterowania wielostopniowej wyparki do produkcji koncentratu soku owocowego

• Autorzy: Piotr Cyklis

Warianty tytułu

Selected Parameters of Controlling a Multi-Degree Evaporator for Production of Fruit Juice Concentrate

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Działanie wielostopniowej wyparki do produkcji koncentratów soków owocowych pod względem termodynamicznym jest znane, niemniej jednak firmy produkujące wyparki nie podają szczegółów konstrukcyjnych rozwiązań ani zastosowanych metod sterowania. Ważnym problemem przy odparowaniu jest minimalizacja zużycia energii na jednostkę produktu finalnego. Dla ograniczenia zużycia energii stosuje się wielostopniowe odparowanie wspomagane przez właściwie dobraną automatykę sterującą procesem. Celem pracy jest pokazanie ważniejszych problemów sterowania procesem w rzeczywistym obiekcie przemysłowym, uwzględniając stan ustalony pracy wyparki i dynamiczne zmiany parametrów surowca, produktu i otoczenia. Zakres pracy oparty został na doświadczeniach autora przy projektowaniu technologii, optymalizacji i uruchamianiu kilku pracujących w południowej Polsce wyparek do produkcji koncentratu soku owocowego, wyposażonych w urządzenia do odzysku aromatów, i dotyczy wybranych elementów projektu powierzchni wymiany ciepła i działania statycznego oraz dynamicznego układów automatyki. Przedstawione w pracy wyniki badan pozwalają na sformułowanie wniosków, że w sterowaniu praca wyparki należy uwzględniać czynniki dynamiczne, uwzględniające stałe czasowe oceniane eksperymentalnie i wprowadzane do algorytmów automatyki. Automatyka musi również reagować na zmiany parametrów otoczenia zewnętrznego, wpływające na ciśnienie w skraplaczu, czyli sterowanie pompy próżniowej. (abstrakt oryginalny)

EN

Operation of a multi-degree evaporator for production of fruit juice concentrate concerning thermodynamics is known. However, companies producing evaporators do not give structure details, solutions or the applied methods of control. Minimization of energy consumption per a unit of a final product is a significant issue at evaporation. A multi-stage evaporation supported with a properly selected automatics that controls the process is applied in order to limit energy consumption. The objective of the paper is to show significant issues of controlling the process in a real industrial object including a stationary state of the evaporator operation and dynamic changes of the material parameters, a product and surroundings. The scope of the paper was based on the author's experiments at designing technology, optimization and starting few evaporators working in the Southern Poland fof devices for aroma recovery and it concerns the selected elements of the project of the heat exchange surface and static and dynamic operation of the automatics systems. The research results presented in the paper allow conclusion that dynamic factors including time constants assessed experimentally and introduced to the automatics algorithms should be included in the control of work. Automatics must also react to changes of parameters of the surroundings influencing the pressure in a condenser that is control of a vacuum pump. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Przetwórstwo owocowo-warzywne; Produkcja owoców; Owoce; Energochłonność; Maszyny i urządzenia; Towaroznawstwo żywności

EN

Fruit and vegetables processing; Production of fruits; Fruit; Energy intensity; Machinery and equipment; Food commodities

• Czasopismo: Inżynieria Rolnicza
• Rocznik: 17 (2013)
• Numer: nr 1 (141)
• Strony: 7--17

Twórcy

autor

Piotr Cyklis

• Politechnika Krakowska

Bibliografia

• Aly, N.H.; Marwan, M.A. (1997). Dynamic response of multi-effect evaporators. Desalination 114, 189-196.
• Aprea, C.; Renno, C. (2001). Experimental analysis of a transfer function for an air cooled evaporator. Applied Thermal Engineering, 21, 481-493.
• Cyklis, P. (2004). Dynamika pracy wielostopniowej wyparki cienkowarstwowej z opadającym filmem cieczy. Materiały konferencyjne IV Warsztatów "Modelowanie przepływów wielofazowych w układach termochemicznych" Stawiska, (streszczenie: 2 strony w materiałach drukowanych, nie numerowane, pełny tekst referatu: 8 stron na CD).
• Cyklis, P.; Żelasko, J. (2007). Optymalne sterowanie procesami wymiany ciepła i masy w wielostopniowej wyparce cienkowarstwowej. XIII Sympozjum Wymiany Ciepła i Masy. ISBN 978-83-7365-128-9.
• Haslego, C. (2010). Pobrano z: http://www.cheresources.com/content/articles/heat-transfer/fallingfilm- evapo rators-in-the-food-industry?pg=1
• Hoffman P. (2004). Plate evaporators in food industry - theory and practice. Journal of Food Engineering, 61, 515-520.
• Jariel, O.; Reynes, M.; Courel, M.; Durand, N.; Dornier, M. (2007). Comparison de quelques techniques de concentration des jus de fruits. Fruits. 51(6), 437-450.
• Kubasiewicz, P. (1977). Wyparki. Konstrukcja i obliczanie. Warszawa, WNT, Symbol 78999/Ch.
• Lewicki, P. i in. (2005). Inżynieria procesowa i aparatura przemysłu spożywczego. Warszawa, WNT, ISBN 83-204-3227-8.
• Stefanov, Z.; Hoo, K.A. (2004). Control of a Multiple-Effect Falling-Film Evaporator Plant. Ind. Eng. Chem. Res., 44, 3146-3158.
• VDI - Warmeatlas Berechnungsblatter fur den Warmeubertragung, VDI-Verlag GmbH Dusseldorf 1977 ISBN 3-18-400373-6
• http://www.sugartech.co.za/rapiddesign/multeffect/calculate.php