Микроконтроллерная автоматизация процессов перегонки и ректификации

Почему две недели - брага кончилась(((sfinexer, 29 Апр. 11, 08:24

Подкорми дрожжи и за пару дней готова будет

Я гоню на водяной бане. Гоню пока СС бежит струйкой. Как начинает капать - процесс прекращаю. Отсюда два вывода:
1. Стоп по скорости прироста продукта
2. Подобрать минимально необходимую мощность нагрева (кто гонит не на бане)

Подкорми дрожжи и за пару дней готова будет
VOVA-M, 29 Апр. 11, 09:00

Подкормил, работают хорошо, но думаю надо будет сделать порядка 4-6 перегонок для уточнения всех нюансов, а это гдето 40 литров надо, на данный момент стоит где-то в 3 раза меньше.

Поэтому хочу немного рассказать о некоторых узлах КОЛОННЫ которые планирую внедрить.
1) Необходим плавное регулирование отбора спирта, для этих целей покопавшись в своем "хламе" я нарыл сгоревший флоппи дисковод. В нем для привода дискеты используется некий "плоский" двигатель диметр порядка 6 сантиметров, тоесть я предполагаю что некоторое усилие он создать сможет.
На прикрепленном рисунке показан "рычаг" пережимающий силиконовую трубку (диаметр трубки выбирается экспериментальным путем), шаговый двигатель управляется темже микроконтроллером что и сейчас управляет дистилляцией (в нем будет два режима, дистилляция и ректификация).
Также установлено два датчика в дефлегматоре и на 2/3 колонны, по из показаниям и их изменениям ПЛАВНО регулируется величина отбора флегмы путем подачи соответствующих импульсов на шаговый двигатель, с учетом небольшого диаметра "штыря" да и самого рычага, точность регулирования будет достаточно неплохой. Преимущества данной технологии по сравнению с клапаном который имеет два режима очевидна.
2) Стабилизация давления в кубе вероятно будет проводится по уровню водяного столба, хотя данная методика пока не опробирована и говорить о ней рано.
3) Как и в случае с дистилляцией где микроконтроллер управляет расходом охлаждающей воды из учета температуры ее выхода из холодильника, а вторая часть системы охлаждения регулирует напряжение на вентиляторах которые обдувают радиатор охлаждения охлаждающей жидкости из учета температуры на выходе из него. Иными словами, в начале система находится в покое, потом холодильник нагревается, температура в нем растет, по датчикам ПЛАВНО запускается насос охлаждения, если его мощность мала - поднимаем напряжение питания этого насоса = увеличивается расход, иначе - понижаем напряжение и расход уменьшаем (например остановка колонны, насос выключится сам как тока система расхолодится). Управление насосом предоставлено также микроконтроллеру где по некой формуле (по сути ПИД регулятор но немного упрощенный) изменяя расход охлаждающей жидкости поддерживается на выходе некая температура, например 65 градусов...
Вторая часть система охлаждения - управление вентиляторами (я использовал четыре 80 вентилятора от компьютера, взял у системщиков на работе, так как дома тока два нашел) осуществляется из учета того какая температура на выходе из радиатора охлаждения, данная температура поддерживается аналогичным образом как и температура на выходе из холодильника, отличие тока в уставке данной температуры, например 50 градусов.

Вот собственно некоторые хитрости, некоторые уже используются а некоторые, например регулятор отбора, еще не созданы. Собственно после разработки нормальной системы дистилляции перейдем к ректификации, часть нюансов которой я и описал.

...
некий "плоский" двигатель диметр порядка 6 сантиметров
....
шаговый двигатель
...
путем подачи соответствующих импульсов на шаговый двигатель
....
sfinexer, 29 Апр. 11, 11:28

это не шаговик, это синхронный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов
ЗЫ
шаговик там стоит на приводе головки

это не шаговик, это синхронный двигатель с возбуждением от постоянных магнитов
ЗЫ
шаговик там стоит на приводе головки
KD, 29 Апр. 11, 10:15

Пусть так (хотя и не уверен что оно так), но я его буду применять как шаговый двигатель.

Пусть так (хотя и не уверен что оно так), но я его буду применять как шаговый двигатель.
sfinexer, 29 Апр. 11, 10:33

ну теоретически это возможно. Успехов

Может проще настоящий шаговик из старого принтера выкорчевать,
там бывают довольно мощные.
Хотя, не это главное.
У тебя получится, что мотор будет все время под напряжением,
для того что бы удерживать трубку в пережатом состоянии,
а вращения при этом не будет.
Как быть с температурным режимом самого двигателя?
При нагреве магнитопровода, поле ослабляется,
параметры двигателя плывут,
короче, косяков больше чем пользы, ИМХО.
Посмотри вот здесь
Надеюсь, тебе это будет полезно.

Принтер выкинул недавно, а минут через (после того как выкинул) 10 понял что зря.
В общем нету принтера.
Греться ничего там не будет я не трубу от теплотрассы пережимаю, а трубочку силиконовую, причем даже не для охлаждающей воды, где расходы огого, а для спирта, тонкую если и нужно будет дополнительное сопротивление то подав чуток напряжения двигатель стабилизируется, и без всякого перегрева.

Может пригодится, статистика изменения сетевого напряжения. Обыкновенная электросеть , Новосибирск, не промышленный район, но офисов много( видно по просадке в 9 утра). Размах получается от 240 до 200 вольт!

Можно на каждый эксперимент не делать новый замес браги. Смешивай просто назад сэм с бардой.
Для варианта отлова окончания спирта в браге дешевле поставить связку из ДС-ки(разрешение 0,06˚С) и дешового микроконтроллера. Один раз откалиброваться с барометром, чайником, дистиллированной водой. Если сильно хочется точных циферь. А нет- просто отслеживаем отсутствие подъема температуры в течении последних 5 минут и по наступлению такого случая стопаем процесс. А наворачивать для терморезистора термокомпенсированную токовую стабилизацию, решать вопрос нелинейности терморезистора- вряд ли выйдет дешевле чем 70 рублей за DS18B20. Которая не потребует никаких настроек.
Еще можно LM35 использовать, но вещь как оказалось хоть и дешовая но редкостная в Новосибе и многих других городах.

DS18B20 у нас 290р стоит (http://www.chipdip.ru/product/ds18b20.aspx).
А я хочу сделать так, чтобы это смог повторить каждый и без особого труда, и используя подручные компоненты.
А если делать ТОЛЬКО ДЛЯ СЕБЯ то можно былобы так и не заморачиваться, например с разработкой метода чтобы ЛЮБОЙ терморезистор подцепить и все бы заработало, а откалибровать один датчик для себя и все .

Но я хочу не только бездумно писать о том что делаю, но и так чтобы предложенные мною решения были кому-то полезны, собственно поэтому и затеял все это.

DS18B20 у нас 290р стоитsfinexer, 29 Апр. 11, 17:20

Ужас, как вы там живете  :o

(http://www.chipdip.ru/product/ds18b20.aspx)sfinexer, 29 Апр. 11, 17:20

смело делим цены на два (а то и на три):
http://www.promelec.ru/catalog/1/22/135/2/  - 61 руб.
http://www.elbase.ru/products/search/DS18B20 - 58 - 100 руб.
http://freeduino.ru/arduino/products.html#Procee - 80 руб.
я свои покупал по 80 руб в ближайшем магазине радиодеталей.
Могу тебе выслать.

чтобы ЛЮБОЙ терморезистор подцепитьsfinexer, 29 Апр. 11, 17:20

а дс-ку так-же можно взять ЛЮБУЮ и даже калибровать не надо.

Если комуто интересно, то вот так выглядит у меня радиатор охлаждения
http://tiven.ru/homedistiller/IMG_2027.JPG
Красной стрелкой показано куда поступает самотеком вода для охлаждения, а черной стрелкой показана трубка, по которой возвращается охлажденная вода обратно.

то вот так выглядит у меня радиатор охлажденияsfinexer, 29 Апр. 11, 19:46

И такой площади хватает? Какой мощностью нагреваешь и какой объем перегоняемой бражки?

И такой площади хватает? Какой мощностью нагреваешь и какой объем перегоняемой бражки?

Фома, 29 Апр. 11, 22:19

Киловатт работает нормально, больше не пробовал, объем 4 литра можно и больше обьемом но тогда на тестовые перегонки браги ненапасешся, а разбавлять то жалко...

Да......
Я конечно знал что самогоноварение при всей своей простате достаточно технологический процесс, но не думал что настолько.

На сегодняшний момент обычная перегонка в автоматическом режиме включает у меня несколько этапов (часть реализовано и отлажено, часть реализовано но не полностью отлажена, а чтото пока не реализовано).

Итак, описываю поэтапно систему контроля процесса перегонки браги в СС с использованием холодильника (змеевика).

1) После залива браги в куб автоматика должна проверить наличие питания всех управляющих систем такие как питание клапанов, насосов, вентиляторов и рыле. Так как ОБЫЧНО это 1-2 источника питания (например 12 вольт и 24, или иные напряжения) то проверка сводится в проверки наличия напряжения на общей питающей шине.
2) Запускается система охлаждения на прокачку охлаждающей воды, при этом датчик расхода должен фиксировать наличия движения жидкости по системе (у меня это два проводника, когда вода попадает на них цепь замыкается, и контроллер фиксирует наличие расхода воды в системе). После этой процедуры система охлаждения останавливается и находится в режиме ожидания.
3) На данном этапе включается рыле нагрева куба.
4) Нагрев куба ПРЕКРАЩАЕТСЯ при наличие сигнала с датчика "наличие пара в холодильнике", суть заключается в том, что при начале кипения в холодильник устремляется горячий пар, изменение температуры и фиксируется терморезистор (точности достаточно важен сам факт события).
5) Запускается система охлаждения холодильника, при наличие сигнала с датчика "вода пошла", ЗАПУСКАЕТСЯ нагрев куба.
6) Отводимое тепло от холодильника проходит решетку радиатора, на которой установлены вентиляторы, далее вода попадает в некий резервуар, откуда насосом системы охлаждения опять загоняется в холодильник. В вышеупомянутом резервуаре установлен датчик температуры, а в контроллере запрограммирован ПИД регулятор, который путем изменения напряжения (стоит ШИМ) изменяет частоту вращения вентиляторов на радиаторе, тем самым температура в данном резервуаре поддерживается на уровне 55-57 градусов.
7) На выходе из холодильника установлен датчик температуры, и также ПИД-ШИМ регулятор оборотов насоса, температура на выходе поддерживается путем изменения оборотов насоса на установленной пользователем величине. (Нетрудно понять что если температура входа фиксирована автоматикой, то расход жидкости пропорционален отводимой от холодильника теплоте)
8) Процесс перегонки прекращается когда производная температуры в кубе будет приближатся к некому пороговому значению, при этом выключится нагрев куба.
9) После отключения нагрева куба, насос охлаждения продолжает работать еще некоторое время (пока не определил по какому критерию его отключать, вероятно по падению температуры в баке системы охлаждения), А ВЕНТИЛЯТОРЫ БЛОКИРУЮТСЯ ОТ ОТКЛЮЧЕНИЯ по уставке "температура в баке ниже", затем вентиляция и насос системы охлаждения отключаются.


Вот все что у меня сделано для автоматизации ПЕРЕГОНКИ браги.
Как только оттестирую, выложу код программы контроллера. Если комуто понравится можно попробовать собрать установку и выслать по почте комунить (бесплатно), чтобы проверить алгоритм на длугой установки.

2) Запускается система охлаждения на прокачку охлаждающей воды, при этом датчик расхода должен фиксировать наличия движения жидкости по системе (у меня это два проводника, когда вода попадает на них цепь замыкается, и контроллер фиксирует наличие расхода воды в системе). После этой процедуры система охлаждения останавливается и находится в режиме ожидания.sfinexer, 15 Мая 11, 21:04

Вот тут не понятно. Движения воды может и не быть, а цепь будет замкнута (стоячая вода).

Вот тут не понятно. Движения воды может и не быть, а цепь будет замкнута (стоячая вода).
АФС, 16 Мая 11, 07:52

В моем варианте водяной контур разомкнут, если нет питания насосов вода из охлаждения сливается (частично) в бак системы охлаждения, в него при этом поступает примерно 0,8 литра жидкости.
В целом, ПОКА жидкости в контуре порядка 1 литра гдето, потом необходимо довести "запас" до 2 литров наверное, и поставить датчик отсутсвия воды, хотя в принципе датчика "отсутствие потока" досточно...
А то был случай, вылетел шланг подвода воды к холодильнику, благо я это сразу заметил, а на тот момент защиты от этого не было.
Разомкнутая схема имеет рад приемуществ таких как удаление пузырьков воздуха из насоса путем временного отключения оного, что приводит к возникновению обратного потока жидкости которая вымывает скопившийся воздух. Хотя пока я это не применяю, воздуха там почти нет, но данную процедуру легко предусмотреть.

В целом вымывание воздуха необходимо при аварийном недостатки воды в системе охлаждения, так как в ее отсутсвии в насос происходит заброз воздуха, при нормализации (ручном) количества воды, надо какбы "продуть" систему, сейчас я делаю это в ручную... Если конечно вода кончится...