Мои эксперименты

собираюсь замахнуться на полную автоматизацию получения сахарного НДРФ с использованием ПБ, колон и царги пастеризации. Авось и выгорит.Esc, 20 Янв. 17, 10:40

Программный код для контроллера прогнал несколько раз в "сухую" (без погонов). Как бы работает. Пора бы проверить сего молодца в деле.
В куб залил 22л, примерно 40% сахарного СС. Установил буфер, две тарельчатые колоны, царгу пастеризации и ДЕФ.

Сообщил мозгам, что в кубе 22 литра СС. Жмакнул кнопку Power на индукции и занял место наблюдателя.

Разгон.

На часах 33 мин и 10 сек с момента начала процесса.
Славная индукция Endever IP-11 пыхтит на 1,8кВт (желтая птица).
За пол часа индукция согрела кубовое содержимое на 54,6°С (желтый овал).
Все четыре клапана (головы, тело, буфер, хвосты) закрыты. В красных прямоугольниках по нулю процентов на отборе.
Идет режим "Разгон" (желтая стрелка).

Работа "На себя".

Через час и 10 мин индукция таки вскипятила содержимое куба (левый желтый овал).
Пар попер по оборудованию снизу вверх.
Когда контроллер увидел, что и ДЕФовский датчик тоже поймал пар (правый желтый овал), контроллер:
• подал 1% питания на помпу охлаждения (черная галка);
• снизил мощность на индукции с 1,8кВт до 1,2кВт (желтая птичка);
• открыл на 100% клапан буфера, что бы флегма сливалась в куб (красный прямоугольник);
• запустил часовой таймер "Работа на себя";
• сменил на дисплее предыдущий режим "Разгон" на "Работа на себя".

Таймер "На себя" честно оттикал 1 час.

Контроллер просек этот момент и изрек:
- Ну сколько можно заниматься ерундой (впустую барботировать тарелочками).
- Пора и за дело...

Дело так дело:
• Вумник быстренько подсмотрел кубовую спиртуозность (желтая галка).
• Вспомнил литры которые на начальном этапе подсказал Esc.
• Оперируя этими двумя величинами, в уме прикинул примерное количество АС.
• С АС выделил 10% голов.
• Зная производительность клапана отбора голов, сосчитал и время (желтая стрелка) на эту процедуру.
• 315 мин., или 5,3 часа. За такое время клапан отбора голов работая с производительностью 80мл/час (левый красный прямоугольник) отберет по мнению контроллера половину голов.
• По этому и режим "Голова 1/2".

Продолжение, через 5 часов, быть может...

Прозевал (проспал) самое интересное.
Контроллер отобравши половину голов, самостоятельно:
• понизил скорость отбора на второй половине голов;
• перекрыл буферный клапан и буфер пошел наполнятся флегмой;
• засек момент перелива флегмы в "огрызок" (типа буфер заполнился);
• дал время устаканится буферной температуре;
• наконец открыл клапан отбора тела...

Тело.

Что можно почерпнуть из фото:
• похоже прошло 1,5 часа с момента отбора тела;
• клапан голов открыт на 14%;
• клапан тела открыт на 99%, или примерно 1000мл/час, или 1л/час;
• М = 79,00 - ячейка памяти в которую контроллер запомнил температуру ПБ в начале отбора тела;
• оперируя цифрами текущей температуры в ПБ (голубая галка) и в ячейке "М", контроллер вычислит дельту " D " ;
• D < 0°С - отбор тела растет с шагом в 1%;
• D > 0,1°С - отбор снижается;
• манипулируя телом, а в итоге ФЧ, клапан отбора тела пытается не допустить роста температуры в ПБ;
• но клапан, даже столь вумный, не всесилен;
• по мере снижения кубовой и буферной спиртуозности, клапан тела таки упрется в нулевой отбор;
• после чего, контроллер отправит клапан тела на пенсию, а бразды правления отдаст клапану хвостов.

Фото тела.

АСП-3 со шкалой 70-100% кажет, что в нем около 96%, при температуре примерно +17°С


.............................................................................................

И снова о теле.
Пошел 17 час битвы за НДРФ. И собственно свежайшие вести с полей.

Чуда не произошло, процесс продолжается:
• в таре уже около 5л 96% продукта с ФИО сахарный НДРФ (АС по расчетам около 8,8л);
• в кубе спирта с гулькин нос, соответственно и температура за 97°С (метка №1);
• и в буфере температура подросла, с 79°С в начале отбора тела до 79,4°С на данный момент (метка №2);
• в ДЕФЕ температура как "укопанная", 75,06°С (метка №3);
• буферный клапан давно забыл про 100% уровень отбора, пыхтит потихоньку на 20% (метка 4).

В полной мере ощутил на собственном организме прелесть автоматики при погоне сахарного НДРФ. Чет то там мельтешит на дисплее, помпа охлаждения жужжит, клапана по тихому щелкают, продукт капает. А ты за это время не пошевелил ни пальцем. Хотя нет вру. Таки шевелил по кнопе мобилы, что бы запечатлить этапы погона на "пленку".

Кстати, после хвостов которые контроллер прекратит отбирать при буферных 95°С, оборудование ждет некий сюрприз. На 15 мин. включится режим "работа на себя", мол чтобы "сполоснулись" железки.
Как думаете, стоит иль нет узаканивать эту фичу?
Какие будут мнения?

Отчет (в цифрах и графиках) об работе автоматики при преобразовании СС в НДРФ.
Для полноты охвата - общий график процесса.

А для детализации,... покромсаем процесс на отдельные составляющие.

Разгон:
• в куб залит сахарный СС (22л, спиртуозностью около 40%);
• на индукции Endever IP-11 нажата клавиша "Power";
• на контроллер подано питание;
• на пару минут включается помпа охлаждения, мол Esc, оцени визуально все ли в порядке в системе охлаждения;
• примерно через 1час и 6 мин содержимое куба закипело и ...

Жидкость в кубе кипит, таймер "Работа на себя" тикает, на оборудовании происходят следующие события.

Режим " Работа на себя".

Содержимое "зеленого овала" с первой диаграммы - в деталях.

Отбор первой половины голов:
• таймер "на себя" оттикал час;
• мозги контроллера подсчитали АС, вычленили 10% голов и прикинули время необходимое для отбора половины голов;
• на это время и открыли клапан отбора голов с производительностью около 80мл/час.

Что могу сказать. ИМХО самый не динамичный отрезок процесса. Если бы не чуть мельтешащее кубовое давление и "рыжая" кулебула температуры ключей в индукции - чес говоря не на что и глаз положить.
Хотя нет. Голубая синусоида температуры воды покидающей установку после охлаждения неплохо смотрится. ПИД верхом на ШИМе помпы охлаждения и творит сию кулебулу.

P.S.
В расчете объема голов заметил незначительный ляпсус. Точка начала расчета - конец "Работа на себя". Соответственно кубовая спиртуозность к этому моменту понизилась (часть спирта ушла в оборудование на барботаж). Поручу контроллеру при следующем погоне считать головы в начале "работы на себя".

Прошло расчетное время по отбору первой половины голов.
Пора:
• закрывать слив с буфера;
• снижать скорость отбора второй половины голов;
• ловить момент когда буфер заполнится флегмой;
• начинать отбор тела.

Хотел проконтролировать телодвижения контроллера воочию (как никак первый реальный погон НДРФ на полной автоматике), и уснул...
Но контроллер, вернее программный код, таки неплохо справился с задачей  и без моего участия.

Итак графики Начало отбора тела.

Распределение температуры по оборудованию крупным планом.

Коллеги.
Отчет об погоне НДРФ которым полностью управляет автоматика интересен вам?
Продолжать, ... иль завязывать?

Обязательно продолжать! Крайне полезная информация.

продолжать!Morr_A, 03 Марта 17, 14:40

Уговорил, продолжаю.
И собственно сам отбор тела крупным планом.

Я так понимаю, отбор около литра в час на мощности 1.2КВт? Как по мне, то много. По своему опыту заметил, что все параметры будут в норме, а нос подскажет присутствие незначительного количества хвостовых примесей. Хотя у меня нет ПБ, возможно с ним все иначе. У меня мощность 1600(реальная) и отбор 700-750. Делаю больше, не устраивают органлептическте показатели. Ну и соответственно уменьшаю отбор с 83-85 градусов в кубе. Ну а с 89 дожим хвостов при почти покапельном отборе до поднятия изиков на третью тарелку снизу, это примерно 95-96 в кубе. Когда нибудь прикуплю или ПБ или короткую колпачковую с узлом промежуточного отбора, чтоб отдельно выжать эту вонючку.

Ш

Ну а с 89 дожим хвостов при почти покапельно отборе до поднятия изиков на третью тарелку снизу, это примерно 95-96 в кубе.Morr_A, 03 Марта 17, 22:16

С польским буфером у меня при 95-96 в кубе, в 20 см от начала насадки на датчике даже намека на залёт температуры нет.

Я так понимаю, отбор около литра в час на мощности 1.2КВт? Как по мне, то много.Morr_A, 03 Марта 17, 22:16

Конечно много...
Ну лоханулся я отождествляя проценты отбора клапана тела с приведенными выше литро/часами. Поднял записи сделанные на бумажном носителе при калибровке клапана отбора тела.
А там черным по белому, что при максимальном ШИМе в 99% добивался отбора:
• примерно 13,3 ÷ 13,5мл за минуту;
• или около 800мл в час.

Чего в башку втемяшилось, что 100% равно 1000мл, ... не понимаю.
Спасибо за твои сомнения и сори за дезу с моей стороны.

Esc, Добрый вечер!А какой у тебя объем польского буфера?

Буфер ХД/4, объем 3л.

.........................................

Попытка контроллера самостоятельно завершить отбор тела, или очередное подтверждение народной мудрости о комковатости первого блина.

Итак контроллер отслеживая буферную температуру постепенно снижает отбор (кстати процент отбора, как и кубовой температуры по правой шкале "Y" ). Примерно в 17:18 отбор упал до 20% или до 160мл/час. По моим наивным предположениям, клапан отбора "посидев" некоторое время на двадцати процентах, должен был бы снизить отбор до 15, 10, 5 и 0%...
Но реальность внесла коррективы в желаемое.
Не смотря на то, что при 20% отборе тела, за два часа отбора температура в кубе выросла с 96,9°С до 98,4°С, буферная температура, как впрочем и другие стала "колом". И эта "колоподобность" накрыла медным тазом весь мой алгоритм перехода отбора тела в хвосты.
Конечно, если набраться терпения и тупо ждать у моря погоды на капельном отборе тела в 15, 10 ,5%, температура в буфере таки подрастет и контроллер перейдет на хвосты. Но когда это произойдет, через сутки, двое... проверять не стал.

В 19:12 терпение лопнуло и я принудительно задействовал заранее припасенную пиктограмку повышения отбора тела. Но этот кусок кода в силу своей "сыроватости" отработал не так, как ожидалось. И в 20:10 мой первый автоматический погон НДРФ был завершен (обесточил контроллер).

Что еще почерпнул из графиков после принудительного увеличения отбора тела (ИМХО):
• "колоподобность" ДЕФовой температуры;
• на фоне температурных возмущений на тарелочках колон (t750-1 - первая тарелка над буфером, t750-9 - девятая тарелка, t375-8 - восемнадцатая тарелка над буфером);
• окончательно отвернули меня  от мысли управлять отбором разместив датчик автоматики в ДЕФе;
• или стоить пропеть дифирамбы ЦП (царге пастеризации)? Ведь именно после этой приблуды располагается ДЕФ.

Добавлено через 8мин.:

С польским буфером у меня при 95-96 в кубе, в 20 см от начала насадки на датчике даже намека на залёт температуры нет.imidalv, 03 Марта 17, 22:32

ИМХО при корректной для данной ситуации скорости отбора продукта. Или точнее при правильном ФЧ.

Очень круто!

Погон под управлением автоматики завершился отбором тела. Руцями дожал "хвосты" до 93°С - 94°С в буфере. Почему хвосты в кавычках? Многие до такой температуры рекомендуют брать тело. Продукт две недельки постоял в стекле.

Количественный отчет по погону НДРФ.
Исходник 22л. 39% СС содержал около 8580мл АС.

На выходе:
• головы - 1050мл х 97% = 1018мл АС;
• подголовники - 725мл х 96% = 696мл АС;
• тело - 4450мл х 96% = 4272мл АС;
• "хвосты" - 1950мл х 94,5% = 1843мл АС;
• остаток в буфере - 1750мл х 13% = 227мл АС (слил в топас);
• кубовый остаток - х.з;
• итого общий - 8056мл АС, или потеря, около 6,1% от АС содержавшегося в исходном СС.  .

Распределение по фракциям:
• голова - 1018мл,  или 11,9% от исходного АС;
• подголовники - 696мл,  или 8,1% от исходного АС;
• тело - 4450мл, или 51,9% от исходного АС;
• хвосты - 1843мл, или 21,5% от исходного АС;

Не смотря на единицы миллилитров в числах, ИМХО цифры по АС примерные.  Температура продукта в который совал спиртометр была около 22,5°С. Пересчет крепости к 20°С, при которой ареометр якобы кажет точно - не производил. И собственно сами спиртометры АСП-3 не проверял.

Качественный отчет по НДРФ:
• от подголовников, трех емкостей с телом и емкости с хвостами отобрал по 10мл;
• разбодяжил 5 этих проб примерно таким же количеством воды, пронумеровал;
• часа через 4 понюхал и лизнул;
• подголовники и 3 порции тела на запах практически идентичны, на вкус имеют незначительную разницу;
• хвосты, на мой взгляд конечно отличаются в худшую сторону (запах);
• сосед оприходовавши из емкостей тестовые жидкости, сказал кратко - зажрался. Мол рюмка с номером 5 (хвосты), которые собираюсь пустить в последующую переработку - вполне съедобна...

Буферный клапан.

Для перекрытия слива флегмы с буфера в куб, производитель комплектует ПБ игольчатым регулятором.

Для автоматизации слива заменил "иголку" на 12V электромагнитный клапан.

Клапан при 12в потребляя ток около 450ма, греется не по детски. Чтобы снизить нагрев обычно рекомендуют последовательно с клапаном включать балластное сопротивление (мощный резистор, лампу накаливания), зашунтировав последнее электролитическим конденсатором. Мол в начальный момент пусковой ток через обмотку клапана максимальный, а по мере заряда конденсатора ток падает.
Так как буферный клапан открыт довольно длительное время (при погоне крайнего НДРФ больше 6 часов), довелось и мне решать проблему перегрева.
От балластного сопротивления отказался, пошел немного другим путем. Кто имел дело с ардуинкой знает, что в ней имеются выходы поддерживающие ШИМ (PWM по импортному). Идея проста. В момент включения клапана на него подается 100% ШИМ, а допустим через секунду ШИМ снижаем, например до 30%. И все 6 часов открытого состояния клапана питаем его пониженным напряжением. Проведенные испытания показали, что после срабатывания клапана, для его удержания достаточно и 4в. Ток при этом около 150ма. Для преобразования импульсов с ШИМа в более менее "приличное" напряжение, параллельно обмотке клапана подключил интегрирующий электролит на 47мкф.

Результаты следующие:
• 12в при токе 450ма - мощность рассеиваемая клапаном около 5,4вт (греется);
•  4в при токе 150ма - соответствует мощности 0,6вт...

Ток через клапан коммутирует МОСФЕТовский транзистор, затвор которого развязан с ардуинкой оптопарой. Резинки в клапане заменю на силикон.

Добрый день Александр, наткнулся на эту отличную тему, где очень доходчиво расписан весь процесс дистилляции на колпачковой колонне. Большое спасибо, всего две страницы и мне стало более менее понятен весь процесс!
Я только получил ПК 2500, колпачковую колонну 750 и автоматику Максима(msg31) на контроллере ардуино Mega2560. Для правильной работы нужно задать погрешность термосопротивления которые устанавливаются в куб, ПК или Деф, аварийный, поэтому хочу налить воды в куб и дистиллировать воду, без охлаждения, тем самым определив погрешности, приняв температуру пара воды 100 гр. Увидев сколько у тебя датчиков температуры, хочу спросить совета: сначала дистиллирую воду с помощью ПК 2500 и выставляю погрешности датчиков, а потом на колонне и тоже запоминаю свои корректировки для каждого датчика, - правильно ли я мыслю? и можно ли гонять пар в стеклянной колонне, а то боюсь лопнет.Буду благодарен за совет извени, что влез в эту тему со своими вопросами, просто интересно как ты столько датчиков тарировал.
Александр

Теплоизоляционный стакан к буферу в пути. Помаленьку делаю запас СС для постановки будущих опытов. Погон сахарной браги - для контроллера банальная обыденность, ничего любопытного.
Последние погоны делаю с рулонной медной РПН в диоптре.

Все "бражные кардиограммы", как под копирку:

•  в кубе обычно 21-22л браги, спиртуозностью около 12%;
•  примерно за час 1,8 кВт индукции разгоняют куб;
•  кипящая брага отдает продукт;
•  отбор продолжается около 3 часов;
•  в конце погона контроллер "видит", что кубовая температура "стала колом" и завершает процесс (тушит индукцию и охлаждение);
•  получаю в среднем около 6,5 - 7,0л СС крепостью чуть ниже 40%...

Но дернул меня черт рассмотреть под микроскопом, вчерашний

и сегодняшние бражные графики.

В принципе, ничего интересного. Поведение большинства температурных кулебул легко объяснимо.

Например, "красная" кривая температуры кубовой жидкости t Куб(ж1), говорит, что:
•  31.03.2017г. погон закончилась на отметке в 99,2°С;
•  а 01.04.2017г. - при 99,5°С.

Объяснение простое. Апрель пошутил с атмосферным давлением (поднял примерно на 10мм.).

Чуть ниже лежит пунктирная температурная кривая неопределенного цвета с  легендой t Куб(ж2).
В начале погона она как бы дружит с "красной" кулебулой. А к концу склоняется к "голубой" кривой температуре кубового пара.
Логика и этой "пунктирной" проститутки легко объяснима. Датчик с легендой t Куб(ж2) в начале погона находится в жидкости. А по мере "выкипания" браги уходит в паровую зону.

Синяя кривая t Куб(п) - кубовый датчик в паровой зоне.

Зеленая кривая, мониторящая температуру пленочной колоны ПК-2500 (работает в режиме прямоточника) тоже как бы понятна. Озадачили "всплески-прыщи" вскочившие на теле зеленый кулебулы.

Когда заметил их 31.03.2017 - подумал сбойнул датчик/контроллер.
Но и на сегодняшнем погоне от 01.04.2017 они вылезли примерно в тех же местах.
Хотя на графиках месячной давности, лицо зеленой кулебулы без "прыщей"...

???

Серия ХД-4, 375 провальная и 750 ситчатая. Под мышку каждой тарелки сунул по индивидуальному градуснику.Esc, 10 Янв. 17, 10:43

Извините за возможно глупые вопросы, я не сильно погрузился в тему, у вас как я вижу более 20 датчиков, они все используются в автоматике или это просто для исследования процессов? В моём понимании в автоматике нужно два градусника в баке и на выходе или я что-то не осознал?