Regulator temperatury par w głowicy

Teoria, praktyka, sprzęt, kolumna
Awatar użytkownika
Tofi
100%
100%
Posty: 1863
Rejestracja: 2006-01-05, 00:36
Lokalizacja: zDolny Śląsk
Kontaktowanie:

Post autor: Tofi » 2006-12-13, 23:50

od tego jest forum by sobie pomagać

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2007-05-15, 13:30

Czy któryś z kolegów zauważył i mógłby potwierdzić nast. zależność:
Po początkowej stabilizacji temperatury w głowicy (przykładowo na poziomie 78,2°C*), po ok. 10-15min. następuje spadek o 0,4 - 0,5°C i stabilnie trwa to praktycznie do końca procesu. Jak tylko temperatura zaczyna rosnąć, to w kegu zostaje max. 0,2l. - 0,3l. alkoholu, czyli praktycznie pogon.

*kol. CK, kiedyś pytałeś o różnice w nastawianiu temeratury w zależności od ciśnienia atm.
W/g moich doświadczeń jest to ok. 0,5 °C, raz proces stabilizuje się na 78,2, a przy bardzo niskim ciśnieniu, na 77,6.
pozdrawiam - inżynier

Awatar użytkownika
a_priv
100%
100%
Posty: 3144
Rejestracja: 2006-08-25, 08:30

Post autor: a_priv » 2007-05-15, 14:00

inżynier pisze:.....Po początkowej stabilizacji temperatury w głowicy (przykładowo na poziomie 78,2°C*), po ok. 10-15min. następuje spadek o 0,4 - 0,5°C i stabilnie trwa to praktycznie do końca procesu. .......
Ja nie mam takich obserwacji.
To (u Ciebie) wygląda tak, jakby w ciągu tych 10-15min następowało pełniejsze zalanie kolumny (dolanie :lol: )?
A próbowałeś może mierzyć stężenia destylatu? Gdyby to było zalewanie to na początku powinien być trochę słabszy od tego który wylatuje przy temperaturze niższej o 0,4-0,5°C.

pzdr

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2007-05-15, 15:07

a_priv pisze: A próbowałeś może mierzyć stężenia destylatu? Gdyby to było zalewanie to na początku powinien być trochę słabszy od tego który wylatuje przy temperaturze niższej o 0,4-0,5°C.
No i tak dokładnie jest.
pozdr. - inżynier

Awatar użytkownika
Citizen Kane
-#Admin
-#Admin
Posty: 5058
Rejestracja: 2005-12-19, 23:37
Lokalizacja: Polska
Kontaktowanie:

Post autor: Citizen Kane » 2007-05-15, 16:49

inżynier pisze:*kol. CK, kiedyś pytałeś o różnice w nastawianiu temeratury w zależności od ciśnienia atm. W/g moich doświadczeń jest to ok. 0,5 °C, raz proces stabilizuje się na 78,2, a przy bardzo niskim ciśnieniu, na 77,6.
Szczerze mówiąc, ton pełen pewności, w jakim odpowiedziałeś na tamten post, wywołał u mnie falę zwątpienia... nie podejmowałem więc dyskusji w temacie. Teraz mogę napisać... a jednak! Osobiście także obserwowałem różne temperatury podczas procesu, ale bardziej skłaniałem się ku temu, że głównym sprawcą tej różnicy było umiejscowienie elementu pomiarowego. Głównym, niemniej ciśnienie także brałem pod uwagę.

Wtedy zwracałem Ci uwagę na ten problem z uwagi na bardzo mały gradient temperatur jakim chciałeś sterować. Okazuje się, że ciśnienie atmosferyczne może jednak spłatać psikusa jeśli go odpowiednio nie uwzględnimy w sterowniku urządzenia.
Ostatnio zmieniony 2007-05-15, 21:43 przez Citizen Kane, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2007-05-18, 16:43

@All

Myślę, że mogę już przedstawić konkretne wioski dotyczące zastosowania elektronicznych układów regulacji w procesie rektyfikacji.

Generalnie cały proces możemy podzielić na 3 etapy.
1.odprowadzenie przedgonów
2. rektyfikacja właściwa
3. odprowadzenie pogonów

Podczas etapu 1, temperatura na głowicy powinna być utrzymywana na poziomie 77°C, aby wszystkie frakcje, mające temperaturę parowania niższą mogły zostać odprowadzone i skroplone. Bardzo trudno jest dobrać moc grzania kolumny, aby uzyskać stabilny odbiór lekkich frakcji, ze względu na ich niewielką ilość, i precyzyjny regulator PID jest tutaj podstawowym elementem stabilizującym. Widać wyraźnie, jak po pierwszych 30-40ml urobku szybkość odbioru wyraźnie spada i cały układ znajduje się w stanie równowagi chwiejnej z niewielką oscylacją temperatury na głowicy +/- 0,250C. Precyzja utrzymania temperatury bardzo silnie zależy od jakości regulatora i nastawionych parametrów P,I,D.

Podczas etapu 2, rolę stabilizatora przejmuje kolumna. Temperatura na głowicy zależna jest wówczas od ilości półek teoretycznych i ciśnienia atmosferycznego. Na ciśnienie atmosferyczne specjalnego wpływu nie mamy, :( ale też i nie ma po co, natomiast ilość półek teoretycznych zależy od:
- rodzaju wypełnienia (wielkość nieregulowalna w trakcie procesu)(chyba, że użyjemy szklanych pierścieni i będziemy w trakcie procesu stukać w kolumnę młotkiem) :twisted:
- wielkości refluxu (tzw. Reflux ratio)
- mocy grzania
regulator temperatury pełni tutaj rolę sterowanego temperaturowo regulatora mocy, wymagania co do jego właściwości dynamicznych są niewielkie, zmiana temperatury jest powolna i jedynym istotnym parametrem jest właściwie dobrany człon proporcjonalny, oraz możliwość nastaw z dokładnością do 0,1 °C.
Nastawiając temperaturę pracy regulatora na temperaturę wynikającą z maksymalnej teoretycznie możliwej rozdzielczości kolumny ( w przypadku kolumny o wysokości wypełnienia 1,3m jest to temp. 77,6 – 77,8 °C w warunkach normalnych) ustawiamy moc grzania na poziomie minimalnym bez możliwości odbioru. Zwiększając stopniowo nastawę temperatury co 0,2°C zaczynamy obserwować nast. zjawisko: temperatura na głowicy rośnie minimalnie, natomiast szybkość odbioru rośnie zdecydowanie, aż do zalania kolumny.
Regulator daje moc na grzałki proporcjonalnie do tzw. „uchybu”, czyli różnicy pomiędzy temp. nastawioną, a rzeczywistą, co z kolei daje nam możliwość wyboru pomiędzy jakością, a szybkością. Ten sposób regulacji uniezależnia nas od powiewów powietrza mających wpływ na stabilność pracy, zmian ciśnienia wody i związanych z nimi zmianami refluxu, a co najważniejsze daje nam automatyczne zmniejszenie mocy grzania wraz z ubytkiem etanolu w kotle. W warunkach normalnych temperatura wraz z ubytkiem etanolu cały czas minimalnie rośnie, co powoduje zmniejszenie uchybu i zmniejszoną moc grzania i związaną z tym większą ilośćą półek.

Dochodzimy do etapu 3, normalnie przy małej ilości etanolu temperatura par w głowicy zaczyna gwałtownie rosnąć, ale tu regulator PID redukuje moc grzania utrzymując temperaturę na ustawionym poziomie np. 80 °C utrzymując odbiór na poziomie pojedynczych kropli. Zmieniamy naczynie, nastawiamy temp. na 85°C i otrzymujemy ok. 150 ml pogonu, po czym przestaje cokolwiek kapać.

Jak widać w zależności od etapu wymagania stawiane regulatorowi są trochę inne. Regulator PID jest rozwiązaniem uniwersalnym, ale jeżeli chcemy zminimalizować koszty, to do rektyfikacji właściwej wystarczy regulator typu P. Jedna bardzo istotna uwaga na koniec, :!: każdy z zastosowanych regulatorów musi mieć możliwość płynnego sterowania mocą grzałek, może to być tzw. regulacja fazowa lub grupowa ( o właściwie dobranej podstawie czasu, z moich doświadczeń, dla grzałek o mocy rzędu 3kW jest to 1,5s)

Pozdrawiam - inżynier

P.S. składam podziękowania kol. Tomy’emu za uświadomienie mnie, że sposób sterowania triakiem który stosuję, nazywa się „grupowy” .

Awatar użytkownika
v.s.o.p.
50%
50%
Posty: 163
Rejestracja: 2006-02-11, 18:45
Kontaktowanie:

Post autor: v.s.o.p. » 2007-05-20, 14:46

Ooo a my właśnie kończymy kolumnę, w której będziemy badać pomysły Warrena, czyli bardzo przerośnięty reflux i regulator temperatury sterujący nie grzaniem ale przepływem wody chłodzącej w oparciu o czujnik temperatury umieszczony nad refluxem i podłączoną do regulatora pompę obiegu zamkniętego.

Warren stosował wodę bieżącą i bimetalowy regulator bezpośredniego działania sterujący przepływem (+/- 3 C)

My planujemy połączenie procesorowego regulatora z histerezą 2 stop. C i pompę zanużoną w schładzanej wodzie do powiedzmy 14-15 C

ŚP CO2 wypisał się na ten temat kiedyś na oliwce i właśnie on sugerował chłodzenie pośrednie czyli nie puszczanie freonu w aparaturę tylko schładzanie medium pośredniczącego (woda). za ok 2 tyg powinniśmy być po pierwszych testach.

Cel tej zabawy to oczywiście próba okiełznania 5 kegów x 4300W w jednej kolumnie i dokręcenie wydajności do 13 L /h/ 94-95%
Lutek
V.S.O.P.
www.vsop.com.pl
http://vsop.blox.pl
Gdy dłużej nie odpowiadam pisz bezpośrednio na info@vsop.com.pl

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2007-05-20, 15:57

@Lutek

Obie metody działają w oparciu o płynną regulację HETP, w Waszym rozwiązaniu, poprzez regulację refluxu, u mnie regulację grzania. Już kiedyś pisałem, że tak naprawdę, to jest to kwestia bilansu energetycznego i każda metoda powinna być dobra. Ja idąc w stronę regulacji grzania kierowałem się prostotą rozwiązania (oczywiście z mojego punktu widzenia).
Może uda nam się porównać bezpośrednio obie metody na tym samym sprzęcie, daleko do siebie nie mamy. :wink:

pozdrawiam - inżynier

zbyszek1281
101%
101%
Posty: 2012
Rejestracja: 2006-05-12, 22:49

Post autor: zbyszek1281 » 2007-05-20, 17:28

Witam
Metode ,która chce zastosować VSOP stosuję od dłuższego czasu w swojej 3" kolumnie.
Tylko regulacja temperatury wodą przy dużym. o dużej powierzchni deflegmatorem równomiernie rozpraszajacym reflux na całej pow. przekroju wypełnienia.
Moc grzania ustawiana w zalezności od zakładanej szybkości odbioru.
W tej metodzie nie występują problemy wskazywane przez Jnżyniera.
Sprawa zmienności HETP wystąpi dopiero jak kolega WSOP podłączy 5 kegów jednocześnie.
Przy jednym jest to nie możliwe, dlatego że nie ma możliwości dostarczenia bardzo dużej mocy potrzebnej do zdławienia kolumny.Przy grzaniu ok. 10KW gazem takie zjawisko nie występuje.Zbadałem to osobiście zakładając na dole kolumny pułkę z której moge odprowadzać reflux Ponadto wpiąłłem do kotła manometr lekarski i wykonywałem pomiary
%.Pomimo mocno upchanych zmywaków nic nie zakłócało pracy kolumny. Ciśnienie na kotle
0.00.Głowica NS otwarta.Dzięki tej metodzie. a właściwie jej prostocie uzyskuję spirytus lepszy jakościowo bez zanieczyszczen co przedstawiłem wcześniej na Forum
Nie będe podłączał wielu kegów .Wyczyn mnie nie interesuje tylko jakośc
Do tej metody potrzebna jest automatyka VSOP zapewniająca komfort pracy.Pompa nie koniecznie .
Pozdrawiam i gwarantuję dobrą jakość w tej metodzie

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2007-05-20, 23:37

zbyszek1281 pisze: W tej metodzie nie występują problemy wskazywane przez Jnżyniera.
Sprawa zmienności HETP wystąpi dopiero jak kolega WSOP podłączy 5 kegów jednocześnie.
:?: :?: :?:
Nie rozumiem o co Ci chodzi.
pozdr. - inżynier

Awatar użytkownika
Tofi
100%
100%
Posty: 1863
Rejestracja: 2006-01-05, 00:36
Lokalizacja: zDolny Śląsk
Kontaktowanie:

Post autor: Tofi » 2007-05-21, 00:44

Jak już schładzanie pośrednie, to może by tak wykorzystać moduły peltiera. Chłodnicą była by wtedy spirala wewnątrz prostopadłościanu. Na ściankach prostopadłościanu podłączone 4 moduły załączane parami po dwa (przy eksperymentach z chłodzeniem karty graficznej zdarzyło mi się, że w modułach po pewnym czasie ciepło przechodziło ze strony ciepłej na zimną i w tym momencie w ciągu kilku chwil temperatura ostro zaczynała wzrastać, aż moduły zaczęły grzać z obu stron) W momencie kiedy jedna para chłodzi w chłodnicy, druga odprowadza zgromadzone ciepło do wody z drugiej strony. Pytanie czy to wystarczy, taki moduł może odprowadzic do 150W, co w parze daje 300W, a dostarczacie 4300W. Ideałem było by wykorzystanie strony ciepłej do podgrzewania zacieru, a zimnej do chłodzenia chłodziwa. Niestety takie moduły utrzymują różnicę temperatur do ok 60°C. Z drugiej jednak strony taki moduł grzej tyle co przepompuje plus energia do przepompowania, więc 300 W grzeje, 150W chłodzi. Rozwiązanie bardzo ciekawe, jednak dochodzę do wniosku, że nie ekonomiczne, chyba ze ktoś ma elektrownie.
Konstytucja RP - Art. 54. 1. Każdemu zapewnia się wolność wyrażania swoich poglądów oraz pozyskiwania i rozpowszechniania informacji.

lukuj
0%
0%
Posty: 7
Rejestracja: 2007-05-11, 14:15
Lokalizacja: pl

Post autor: lukuj » 2007-05-21, 09:59

nie warto, złożenie na Peltierach układu odbierająceko tyle ciepła kosztowałoby krocie, mam pewne doświadczenia z chłodzeniem fermentora do piwa, nic z tego nie wyszło...
Ostatnio zmieniony 2007-05-22, 00:43 przez lukuj, łącznie zmieniany 1 raz.

zbyszek1281
101%
101%
Posty: 2012
Rejestracja: 2006-05-12, 22:49

Post autor: zbyszek1281 » 2007-05-21, 17:47

Witam Jnżynierze
Problemy o ,których myślę to:
etap1 trudny dobór mocy. aby uzyskać stabilny odbiór
etap2 rolę stabilizatora przejmuje kolumna.Temp. głowicy zależna od ilości półek
Zależność od ciśnienia atmosferycznego
etap3 temp. par głowicy zaczyna rosnąć, ale tu PID zmniejsza moc
Płynna regulacja HETP
To jest dla mnie nie zrozumiałe i można to rozważać czysto teoretycznie.
Dla mnie kolumna jest stałą konstrukcją o określonej ilości półek,które podczas całej destylacji
powinny zostać niezmienne.Gwarantuje to max rektyfikację.Konstukcja kolumny powinna zapewnić jak najmniejsze różnice ciśnień kocioł/ głowica.U mnie jak pisałem jest 0,00 nie zależnie od pogody.Zalanie może nastąpić wtedy,gdy zbyt duża ilość pary uniemożliwi spływ refluxu.Ja nie mam możliwości zrobić badanie, za mały kocioł.Można dla porównania rozpatrzyć pracę czajnika z gwizdkiem i bez .Dla mnie manipulacja mocą grzania jest nie zrozumiała i chwieje pracę całej kolumny z całą tego konsekwencją czyli jakością destylatu.W moich poszukiwaniach nie znalazłem sposobu na uzyskanie max %za pomocą ciągłej zmiany mocy grzania.Natomiast mówi się o stabilności i równomiernym parowaniu.Do tego stosuje sie mieszadła mechaniczne W mojej kolumnie mam takie na wyposażeniu .Moje spostrzeżenia na razie dotycza obrotów mieszadła,mianowicie nie należy wirować z dużą prędkością .Kawitacja uszkodziła mi łopatke mieszadła podczas małej implozji w zacierze.
Przy prędkości 300obr/ min wszystko pracuje dobrze .Pozostaje mi uchwycić różnicę pomiędzy właczonym i wyłaczonym mieszadle
@Tofi
Lukuj ma racje z tymi płytkami Peltiera komplikacja konstrukcji .Wydajność zalezna od sprawnego chłodzenia strony gorącej.Do extremalnych osiagów można w obiegu zastosować wytwornicę wody lodowej.Do moich wybryków wystarcza woda ze studni głębinowej o stałej temperaturze.Do ewentualnych extremalnych wybryków posiadam obecnie uszkodzony deflegmator, wktórym jest 12 rurek fi8 mm po 8cm dł kazda+ pow 2 dennic 2"i 8cm rury2", oraz dwie koronki rozprowadzające skropliny na pow. wypełnienia.
Do jazdy na całość potrzebny jest jeszcze kocioł o poj.min 200l
Pozdrawiam

lukuj
0%
0%
Posty: 7
Rejestracja: 2007-05-11, 14:15
Lokalizacja: pl

Post autor: lukuj » 2007-05-21, 21:44

zbyszek1281 pisze: Przy prędkości 300obr/ min wszystko pracuje dobrze
to i tak bardzo duża prędkość... czy mieszanie wymuszone wrzeniem nie wystarcza?

zbyszek1281
101%
101%
Posty: 2012
Rejestracja: 2006-05-12, 22:49

Post autor: zbyszek1281 » 2007-05-21, 22:04

Bez obawy 300obr/min to widac łopatki .Przy średnicy 10cm wolno wprawia w ruch 25l wody.
Gęsty zacier przy słodowaniu zboża poruszaja łopaty ośrednicy 30cm. Czy to pomaga w procesie destylacji.Chyba tak skoro montuje sie fabrycznie w kolumnach np. z wirującą wstegą
Pozdrawiam

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 32 gości