无水葡萄糖结晶器冷却控制系统
葡萄糖连续结晶的新工艺
工艺技术葡萄糖在生物学领域具有重要地位，是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物，即生物的主要供能物质。
植物可通过光合作用产生葡萄糖。
在糖果制造业和医药领域有着广泛应用。
结晶葡萄糖是结晶状态下存在的葡萄糖总称，相对液体葡萄糖、固体糖分而言。
按照用途，分为工业级、口服级、注射级三种。
按照分子结构，分为一水α-D、无水α-D、无水β-D六环葡萄糖。
1 葡萄糖连续结晶新工艺设计1.1 设计依据日产100 t口服结晶葡萄糖含水量≤9%，结晶口服葡萄糖收率≥98%。
淀粉含量≥86%，喷射液化速度为30 m3/h。
年工作日300 d，日工作时间20 h，结晶周期为56 h，结晶罐110 m3/只，每年生产8 000 t口服葡萄糖。
材料选精制玉米淀粉，采用液化酶、复合糖化酶作为发酵酶。
采用高压喷射液化技术系统。
1.2 工艺流程概述工艺流程主要为：淀粉调浆→液化→糖化→除渣过滤→离子交换→浓缩→结晶→分离→气流干燥。
首先将配料罐中粉浆调到Be17，利用碳酸钠溶液调节pH到5.0~7.0，检测合格加入耐高温α淀粉酶，搅拌均匀由泵打入喷射液化器，保温120 min，温度控制在95 ℃左右。
再进行二次喷射，料液与蒸汽结合，温度上升到120~140 ℃，在高温中持续3 min，彻底杀除耐高温α淀粉酶，利用高温压差分散。
真空冷却系统冷却降温，pH值调至4.2，加入糖化酶，保温糖化48 h，糖化终点后升温到80 ℃，灭酶。
再将pH调到5.0，加入活性炭过滤脱色，控制时间为30 min，过滤后的糖液进入离子交换，去除糖液中灰分、蛋白质、有机酸、色素，蒸发浓缩至70%，换热（48 ℃）进入结晶器进行降温结晶，根据各层温度控制点控制降温，确保糖液不断饱和。
葡萄糖分子在晶核上析出，结晶完全后达到平衡，经检测母液浓度达到要求后放料。
2 葡萄糖连续结晶新工艺介绍①液化：用纯水在调浆罐中，将料液波美调到17°±0.2 Be，加入碳酸钠溶液调节pH，将调好的淀粉乳打到料罐内，做好液化准备。
连铸结晶器及二冷室冷却水系统优化
冶全
１ ７
连铸 结 晶器 及 二 冷 室 冷 却 水 系统 优 化
李叶军 徐 忠 良
（ 杭 州钢铁 集 团公 司转 炉炼钢 厂 杭 州 ３ １ ０ ０ ２ ２ ） 摘 要 ： 为减 少结 晶 器冷却 软水 的 消耗量 ， 降低 结 晶 器冷 却 水的硬 度 、 钙 离子 、 碱度、 氯 离子含 量 ， 降低 连铸
实 现一 台水泵 供一 台 连铸机 ， 结 晶器冷 却 水 实行 开 路循 环 ， 实行 两 开一 备 ， 三 台泵 前 后 通 过 公 用 管道
坯连铸机（ 以下简称 ： 连铸机）， １ 号连铸机 四机四 流， Ｒ ６ ｍ， 于２ ０ ０ ０年 ６月投 产 ， 产能 ６ ２万 ｔ ｈ
，
冶金
２ ０ １ ４ 年２ 月 第 一 期
２ 号水处理结结 晶器冷却水共用 四台冷 却 塔冷 却流 量为 ５ ０ ０ ｍ ３ ／ ｈ 。
１ ． ２ 连铸 水 系统水 质参 数
正常时某 日（ ７ 月份） 水质参数数据见表 １ 。
连铸 结 晶器 和二 次 喷淋 冷 却 水 系 统 设 备 运 行 表 １ 连铸 冷却 水水 质参 数
为了改善连铸机结 晶器 、 二 冷室冷却水水质 ， 减少 软 水 用 量 ， 确 保 连 铸 机 的设 备 正 常运 行 ， 改 善 铸坯冷却效果及提高铸坯质量 ， 为连铸机二冷水 冷 却今后采用气雾冷却创造条件 ， 同时提高冷却水循 环利用 率 ， 减少污水排放 ， 节 约 成 本 。公 司决 定 对 连铸水处理结晶器冷却水系统和二冷室冷却水 系 统进 行 改造 。水 质条件 的改 善 ， 可 以明 显 的改 善 连
铸机 铸 坯 质 量 ， 降低 废 品率 ， 改善 现 有 管 网 的工 作 状况 ， 延 长设 备 的使用 寿命 。
冷水机组的自动控制系统
深圳市凌通制冷机电有限公司-------冷水机组的自动控制系统为了进一步说明各种自动控制装置在制冷系统中的应用，现以直接膨胀式(干式)冷水机设备为例，介绍各种自动控制元件在冷水机中的综合控制方式。
这种水冷却器一般为壳管式，制冷剂在冷却管内直接膨胀。
它与满液式水冷却器相比，制冷剂用里少，控制方便，自动控制系统.1.流量控制这种冷水机制冷剂在管内燕发，循环水在管外流动。
为了使制冷剂管路有一适当的流速，一般采用较简单的温度式膨胀阀来控制。
膨胀阀的感温包安装在冷水机的制冷剂出口管路上。
2.温度控制温度继电器安装在冷却水或盐水的出口端。
当出口温度低于规定温度时，便停止制冷机运转，同时关闭供液电磁阀。
但考虑与冷却负荷的关系，有时也放置在入口端。
3.防结冻装里(1)用温度继电器控制:循环水泵发生故障或负荷降低时，可能造成出口冷却水温度或盐水温度下降到冰点以下，使水冷却器冻结。
为防止冻结，在冷却水或盐水的出口端装设温度继电器，将水温控制在2-3摄氏度。
当温度过低时，停止制冷机的运转。
温度继电器的感温包安装位!必须仔细选择。
感温包一般应抽入冷水管路中，否则控制不准确。
(2)用断水继电器控制:断水或水量不足，均能使冷却水或盐水出口温度降低，出现冻给现象。
为防止冻结，一般在循环水管路中安装断水继电器。
断水继电器靠水压差动作，当水量不足时，便停止制冷机运转。
4.制冷量控制在大型工业冷水机中，制冷机如果经常启动、停止，不仅使冷却水温度产生急剧变化，而且还形响制冷机正常运转。
所以应尽量减少制冷机的启动次数。
对于小型冷水机，可用蓄水槽进行调节。
但对大型冷水机，如果仍用蓄水槽，体积必然很大而不经济。
因此一般对大型冷水机，均以冷却水的温度来控制制冷机的制冷琶。
当水温过低时，制冷机自动卸载。
通常用温度继电器和电磁阀组控制制冷机卸载，也可使用压力继电器代替温度继电器进行控制。
系数，按瞬时建筑物总设计负荷确定。
此文来源于凌通冷水机：。
溶液结晶的方法、结晶器结构与工作原理
溶液结晶的方法、结晶器结构与工作原理根据析出固体的方式不同，可将结晶分为溶液结晶、熔融结晶、升华结晶和沉淀结晶等多种类型。
工业上使用上最为广泛的是溶液结晶，采用降温或移除溶剂的方法使溶液达到过饱和状态，析出溶质作为产品。
此外，也可按照操作是否连续，将结晶操作分为间歇式和连续式，或按有无搅拌装置分为搅拌式和无搅拌式等。
一、溶液结晶的方法溶液结晶是指晶体从溶液中析出的过程。
溶液结晶的基本条件是溶液的过饱和，一般经过以下过程：不饱和溶液、饱和溶液、过饱和溶液、晶核的形成、晶体生长。
1、冷却法冷却法也称降温法，它是通过冷却降温使溶液达到过饱和的方法。
冷却结晶基本上不除去溶剂，靠移去溶液的热量以降低温度，使溶液达到过饱和状态，从而进行结晶。
这种方法适用于溶解度随温度降低而显著下降的情况。
冷却又分为自然冷却、间壁冷却和直接接触冷却。
自然冷却法是使溶液在大气中冷却结晶，其设备结构和操作均最简单，但冷却速率慢、生产能力低且难于控制晶体质量。
间壁冷却法是工业上广为采用的结晶方法，靠夹套或管壁间接传热冷却结晶，这种方式消耗能量少，应用较广泛，但冷却传热速率较低，冷却壁面上常有晶体析出，在器壁上形成晶垢或晶疤，影响冷却效果。
直接接触冷却器以空气或制冷剂直接与溶液接触冷却。
这种方法克服了间壁冷却的缺点，传热效率高，没有结疤问题，但设备体积庞大；采用这种操作必须注意的是选用的冷却介质不能与结晶母液中的溶剂互溶或者虽互溶但应易于分离，而且对结晶产品无污染。
2、蒸发法蒸发法是靠去除部分溶剂来达到溶液过饱和状态而进行结晶的方法，适用于溶解度随温度变化不大的情况。
蒸发结晶消耗的能量较多，并且也存在着加热面容易结垢的问题，但对可以回收溶剂的结晶过程还是合算的。
蒸发结晶设备常在真空度不高的减压下操作，目的在于降低操作温度，以利于热敏性产品的稳定，并减少热能损耗。
3、真空冷却法真空冷却法又称闪蒸冷却结晶法。
它是溶剂在真空条件下闪蒸蒸发而使溶液绝热冷却的结晶法。
oslo结晶器和fc结晶器原理
oslo结晶器和fc结晶器原理Oslo结晶器和FC结晶器原理引言:结晶器是一种用于实现物质结晶过程的设备。
在化学、冶金、生物、材料等领域中，结晶过程被广泛应用于纯化、提纯、晶体生长和材料制备等方面。
本文将介绍两种常见的结晶器——Oslo结晶器和FC结晶器，分别探讨其工作原理和应用特点。
一、Oslo结晶器的原理Oslo结晶器是一种常用的连续结晶设备，其原理基于湿式结晶的过程。
它主要包括稳定器、冷却器、搅拌器和收集器等部分。
Oslo结晶器通过控制温度、溶液浓度和搅拌速度等参数，使溶液中的溶质逐渐凝结成晶体。
Oslo结晶器的工作原理可概括为以下几个步骤：1. 溶液进入稳定器：溶液首先进入稳定器，通过稳定器中的调节装置控制温度和浓度，以保持溶液在稳定的状态。
2. 溶液进入冷却器：稳定的溶液随后进入冷却器，在冷却器中通过降低溶液温度，使溶质逐渐达到过饱和状态。
3. 溶液进入搅拌器：过饱和的溶液进入搅拌器，通过搅拌器中的机械搅拌或气体搅拌等方式，引入扰动，促进晶体的形核和生长。
4. 溶液进入收集器：晶体在搅拌器中逐渐生长，随着溶液流动，晶体被带到收集器中，从而实现结晶过程。
Oslo结晶器的特点：1. 高效连续：Oslo结晶器能够实现高效连续的结晶过程，大大提高了生产效率。
2. 粒度可控：通过调节温度、浓度和搅拌速度等参数，可以控制晶体的粒度和形状，满足不同需求。
3. 适用范围广：Oslo结晶器适用于各种溶液的结晶过程，具有较广泛的应用领域。
二、FC结晶器的原理FC结晶器是一种常见的批式结晶设备，其原理基于气体扩散结晶的过程。
它主要包括反应器、冷却器和收集器等部分。
FC结晶器通过控制温度、压力和流速等参数，使气体中的溶质逐渐凝结成晶体。
FC结晶器的工作原理可概括为以下几个步骤：1. 溶液进入反应器：溶液首先进入反应器，通过加热使其达到过饱和状态。
2. 过饱和气体进入冷却器：过饱和的气体进入冷却器，通过降低温度，使气体中的溶质逐渐凝结成晶体。
板坯连铸机结晶器调节阀优化控制
式中
Ｏ ——调节阀某一开度时的流量 ， ｍ ｓ ｍ
ｐ 一
— —
调 节 阀全 开 时流 量 ， ％ ｍｍ 调 节 阀某 一 开 度 时 行 程 ， ｍ ｍ 调 节 阀全 开 时行 程 ， ｍｍ
Ｌ 一
一
场 实际验证 冷却水 量得 出 的经典参 数 ， 保证 调节 阀输 出的 是
最 小开 度模 拟量 ， 对应 ２ ％开 度 的数 字量 ） 赋 予调 节 阀 是 ５ 再
行。
二 、 进前 分 析 改
结 晶器
件（ 流量计 、Ｌ Ｐ Ｃ等 ） 出现故障会直接导致调节 阀执行 错误动 若
作， 给生产带来极大隐患 。
结 晶器冷 却
压
力 田 ｒ ＝］ 变 热 送 璧 电
冷却 回水
水 浇 钢 。同时发 出报 警提 醒 主控人 员及 时切 进 零管
－— 。 Ｌ ＿ Ｉ 。 － 。 。 ● 。 。 — 。 。 一 一
器 计 阻
一
总管 进水 手 阀
回水 总 阀
１ 节 阀 的 流量 特 性 ． 调
Ｒ ——热 电阻 Ｆ —一 ＿ 流量计
Ｆ ——气动调节 阀 Ｐ Ｖ ＿
压力表
手动阀
号 通过气路与弹簧阻力节 的 拟 调 阀 受 调的作用达到一个平 节 接 皇 琶 模 － 输
，
图 晶 冷 系设 工 流 １结 器 却 统 备 艺 程
通过以上综合分析调节阀的流量特性与工艺要求 ，在控制 中引入调节 阀开度最小控制程序 ， 确保设备故 障时 的安全生产 。
三、 改进 实 施
衡 点使推杆动作 ， 改变开度调节介质流量 。 调节 阀的流量特性 是
阀 位 开 度 和 流量 的关 系 ， 反 映 调 节 阀 性 能 的 重 要 指 标 『 数 学 是 ｌ ＿ ， 表达式如下 。 Ｑ
基于EPA的新型结晶器液位控制系统
化 动 及 表，０ ，７２： ～２ 工自 化 仪 ２１ ３（）９ ２ ０ １
Ｃｏ ｔ ｌ ｎ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔ ｎｒ ｄ Ｉ ｓｒ ｏａ ｕ ｎ ｓｉ Ｃ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓ ｙ ｎ ｒ
基 于 Ｅ Ａ 的 新 型 结 晶器 液 位 控 制 系统 Ｐ
水 液面计等。和其 它方法相 比 ， 动式 电祸流 传感 差 器不但具有传 统电涡流传感器非接触测 量、 响应快 、
通用性强等优点 ， 而且 量程可 以达到线 圈直径 的五 倍 ， 量精度为 ± ％ 。所 以， 测 ３ 本文选择镭 目公 司生
驱动执 行单元构成了一个 闭环 ， 以对提 高系统 的 所 控制精度具有关键作用 。整个新型结晶器液位控制 系统的组成结构如图 １ 所示。
级 和 网络 扩展 。
连铸生产中 ， 了防止结 晶器液位波动， 为 导致相 应流的浇铸中断 ， 正常的生产节 奏产生严 重的 冲 对 击， 传统 的控制 方法是利用 Ｒ －８ 、 Ｓ４５ 现场 总线 、 Ｌ ＰＣ 等把设备 连接 在 一起 ， 构成 简单 的 Ｄ Ｓ或 Ｆ Ｓ网 Ｃ Ｃ 络。这种方法虽然 起到 了一定 的控制效果 ， 是存 但 在成本高 、 围有 限 、 范 支持应用有限等 缺陷。相反 ，
圈
针对小方坯的连铸生产设计 ， 结晶器液 位控制
系统 是 由 液 位 信 号 检 测 调 理 电 路 、 控 制 器 主 Ｍ Ｘ ８９ 以太 网接 口电路 和驱 动执 行 机构 等组 Ａ ８７６、
成 。因 为液 位 信 号 检 测 调 理 单 元 、 控 制 器 单 元 和 主
目前用于结 晶器钢水液 面高度检测 的装置有同 位素式钢水液面计 、 电磁式钢水液面计 、 电涡流式钢
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囊ｉ 。ｊ
无水葡萄糖结晶器
冷却控制系统
技术背景
我国是农业大国，目前工业上大
规模生产多采用淀粉水解制葡萄糖，再
经固定化葡萄糖异构酶转化为转化糖，
其中含有４２％的果糖和５８％的葡萄糖，
然后经树脂分离或络合分离或氧化分离、
结晶的技术。随着结晶工艺不断创新， 先进结晶技术的应用，对于促进结晶 糖工业的发展起到了一定的推动作用， 结晶工艺也从间歇向半连续、连续过渡。 工业自动化必将成为结晶无水葡萄糖 制造业的发展趋势。 在整个生产工艺中，结晶冷却单元 主要针对果糖结晶循环冷却水系统工艺 及过程控制的设计进行讨论。 二系统组成与工艺概述 循环冷却系统的设备组成为：无水 葡萄糖结晶器５台、板式换热器１ ５台、 循环水泵１５台、补水膨胀罐５台。冷却 胡成栋杨鹏郭健全 水控制系统组成： 气动单座调节阀组 ３０组、温度控制一 次元件５５个、ＤＣＳ 控制系统１套、三维 力控上位组态软件１ 套、工控机１台。 每个单台系统
由３个独立的循环
冷却系统、冷冻水
关键词：果糖结晶器结晶工艺
冷却循环水自动控制系统
胡成栋先生，西安航天华威化工生物工程
有限公司副主任 杨鹏先生，研究院副院长
郭健全先生，生物工程有限公司工艺室主任。
本文第一作者胡或拣先生
系统、备份系统即事故水系统组成。用
于结晶的内部冷却水分上部、中部和
底部３个回路，保证精确控制结晶过
程。每一回路都设循环水泵１台、板式 换热器１台。正常生产时，结晶器冷却盘 管组、循环水泵、板式换热器形成一个 独立的闭路循环水系统。循环水对结晶 器盘管内的果糖膏换热后 通过循环水 泵送入换热器经冷冻水系统换热达指定 温度后送入结晶器，完成一个循环。在 循环水及冷冻水的进水管路中设有气动 单座调节阀组，通过结晶器内果糖膏温 图１装置区Ｉ艺流程 度的变化控制 调节阀的开 度，并对整个 循环水的流量 进行调节。冷 冻水进水量ｉｎ， 通过在循环回 水的温度变化 进行调节，保 证回水与糖膏 进料温差，以 满足葡萄糖结晶的控温要求。 因循环冷却水系统管道漏 损等原因而亏损的水量，备份水 由联合泵送到结晶器顶平台的 ０．５ ｍ。补水膨胀罐内ｆ兼做调节水 罐）贮存。锅炉软水靠膨胀罐与回 水管道压力差进入循环。使循环 水泵出口压力稳定在一定标准以 内。 三监控系统 一皿】工刁Ｒ： Ｌ 上述的整个工艺系统都采用ＤＯＳ全 自动控制来完成整个运作，并由上位组
态软件监控整个工艺流程。
工艺流程画面显示整个装置区工艺
流程如围７所示。该画面动态实时显示
监控区域的监测参数，各参数醒目显示
于工艺流程相应位置。当报警发生时，
最新报警会有显示，以提示操作人员及
时处理。图２为ＰＩＤ调节界面。
定时报表及历史趋势的储存和查询
为整套系统正常的工作提供了依据。
四控制及运算
每单台葡萄糖结晶冷却水处理控制
系统主要包括对１ １路温度信号的监测和
６路调节阀的控制。通过测糖温，经模
糊算法滞后补偿模型来修正葡萄糖结晶
温度曲线。一则解决葡萄糖温度调节滞
后问题，二则解决葡萄糖液的温度不确
定性。全自动控制之后具有以下优点：
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无水葡萄糖结晶器冷却控制系统 应用广角
匿２ ＰＩＤ谪币界面
门）节约用水量，高效地利用了冷却
水，降低成本：
（２）缩短了结晶时间，提高质量；
（３）提高了结晶率。温度分布均匀易
于控制结晶温度。
系统框架主要有３层：上位监控层， 控制层和现场设备层，见图３。 国３系统框架 五系统功能及ＤＣＳ系统设置 １．系统功能 （１）数据采集：水温、糖温：搅拌 开始、停止信号等： （２）打印功能：｝］－ＦＦ水温、糖温曲线 和报表： （３）调节功能：开设操作工窗ｌＺｌ， 操作工根据糖温曲线要求能调节水温 曲线，以使操作工能摸索出合理的水温 控制曲线： （４）存储 功能：能存 储不同工艺 要求的水温 控制曲线， 并且能随时 调出： （５）控制 功能：通过 调节开关阀 的开启和关 闭时间来控制冷却水的流量，从而控制 夹层水温，进而控制糖液温度。 （６）ＤＣＳ设置：对这６路调节阀的 控制是通过与其相对应的温度信号互锁， 形成６个闭环控制系统，再通过ＤＣＳ 控制器内部进行６组ＰＩＤ的运算后，最终
输出给现场执行机构（调节阀）。 ２．ＰＩＤ控制器参数整定 ＰｌＤ控制器的参数整定是控制系统 设计的核心内容。它是根据被控过程的 特性确定Ｐｌ Ｄ控制器的比例系数、积分 和微分时间的大小。ＰｌＤ控制器参数整 定的方法很多，概括起来有两大类：一是 理论计算整定法，它主要是依据系统的 教学模型，经过理论计算确定控制器参 数，这种方法所得到的计算数据未必可 直接用，还必须通过工程实际进行调整 和修改：二是工程整定方法，它主要依 赖工程经验，直接在控制系统的试验中 进行，且方法简单、易于掌握，在工程 实际中被广泛采用。ＰＩＤ控制器参数的 工程整定方法，主要有临界比例法、反 应曲线法和衰减法，３种方法各有其特点， 其共同点都是通过试验，然后按照工程 经验公式对控制器参数进行整定。但无 论采用哪一种方法所得到的控制器参数， 都需要在实际运行中进行最后调整与 完善。 这套系统我们采用的是临界比例 法。利用该方法进行Ｐ『Ｄ控制器参数的 整定步骤如下： 门）首先预选择一个足够短的采样周 期让系统工作： （２）仅加入比例控制环节，直到系统 对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这 时的比例放大系数和临界振荡周期； （３）在一定的控制度下通过公式计算 得到ＰＩＤ控制器的参数。 ＰｌＤ参数的设定：是靠经验及工艺 的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线， 从而调整Ｐ＼Ｉ＼Ｄ的大小。 ＰｌＤ参数是根据控制对象的惯量来 确定的。大惯量如：大烘房的温度控 制，一般Ｐ可在１ ０以上，ｌ＝３～１ ０，Ｄ＝１ 左右。小惯量如：一台小电动机带一 台水泵进行压力闭环控制，一般只用Ｐｌ 控制。Ｐ＝１～１０，ｌ＝０．１～１，Ｄ＝０，这些要 在现场调试时进行修正的。
这次冷却水系统的Ｐ＼Ｉ＼Ｄ设定值分别
为５＼１＼０（仅供参考）。执行效果：能够比
较及时对现场温度变化做出反应，且能
与设定值始终保持在±１．５ ｏＣ这么一个
相对平稳的范围内。
六通信方式
通信方式为以太网通信。这套控制
系统通过１ ０Ｂａｓｅ—Ｔ通信网络与上位监控
层主ＰＣ机接口进行通信、使用Ｍｏｄｂｕｓ／
ＴＣＰ协议。这套系统最多可支持５个
主连接，通过以太网进行控制监视和数
据采集。混合控制设计软件也可通过
以太网处理任何一个控制器，进行组态
监视、诊断询问、上传／下载、或在线
组态更改。这样，一个控制网络的控制
器和上位机可分为若干个过程段来调试，
以确保理想的控制效果。可使用通用的
Ｈ Ｍ『软件在全厂范围通过以太网轮流访
问其中每一个过程段。
本套设备运行一年多以来，高效性
和稳定性都得到了充分的证实。四
６ ２００８ ・ 孽 簦爨 囊薄
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