Automatyzacja procesu rektyfikacji

[maria-n]

Pozwoliłem sobie na nowy temat, by nie zaśmiecać kol. robertowi tematu.
Temat zaczynam nawiązując do ostatnich wpisów kol.kol. stratos i kula, w "sterownik na........"
Nie ma co pisać o w pełni automatycznym sterowniku, dopóki nie będzie pomiaru ciśnienia w kolumnie i na tej zmiennej (ostatniej której jeszcze nie mierzymy) wraz z pozostałymi parametrami wypracowywać sygnał dla silnika krokowego sterującego zaworem refluxu.
Prace wstępne zmierzające do realizacji tego zagadnienia zostały rozpoczęte i rokują dobrze na przyszłość.

[kula]

Pytanie co chcesz automatyzować - kolumnę CM jak kolega Stratos czy kolumnę LM?

[maria-n]

Cześć
Temat został otwarty dla wszystkich kol. Jedni mogą pisać o CM inni o LM, zależy co kto preferuje. Ja jeśli chodzi o typ CM, to tylko wiem tyle, że istnieją takowe. Reszta zagadnień z tym typem kolumn mnie nie interesuje.

[stratos]

To może wskażmy kolebkę tego tematu, aby przyszli czytelnicy mogli prześledzić wpisy od początku.
http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... 9&start=45

[andrzejg11]

No to ja wskażę kolebkę kolebki
http://www.bimber.info/forum/viewtopic.php?t=1503

[laurentp]

...Prace wstępne zmierzające do realizacji tego zagadnienia zostały rozpoczęte i rokują dobrze na przyszłość.

Masz jakiś "patent" na CENĘ przetwornika ciśnienia? Bo z tego co widziałem, to przemysłowe (membrana z KO) z zakresem 10-100kPa to ceny powalają: 200-2000zł...

[czytam]

...dopóki nie będzie pomiaru ciśnienia w kolumnie i na tej zmiennej (ostatniej której jeszcze nie mierzymy) wraz z pozostałymi parametrami wypracowywać sygnał dla silnika krokowego sterującego zaworem refluxu.

Pomiar ciśnienia (w różnych miejscach - zbiorniku, 1/3 czy 2/3 wysokości kolumny, głowicy, porównanie z atmosferycznym...)i regulacja na tej podstawie była modnym i popularnym tematem na homedistiller.ru kilka lat temu. Po miesiącach prób i wymiany doświadczeń konkluzja była taka - utrzymywanie stałego ciśnienia w aparaturze poprzez regulację napięcia zasilania grzałek ma sens tylko gdy w sieci zasilającej występują znaczne wahania napięcia (szczególnie gdy pracujemy blisko granicy zalania kolumny). Zwykle wystarcza lekkie obniżenie mocy (w stosunku do mocy zalania) oraz regulacja (w przypadku większych wahań sieci - stabilizacja) napięcia zasilania grzałek. Tak naprawdę kontrola ciśnienia pozwala więc zbliżyć się bardziej do granicy zalania kolumny i pracować mniej stresowo w tym obszarze. Komplikacja i awaryjność układu (w porównaniu do stabilizacji napięcia) nie była jednak ich zdaniem warta świeczki.
Nawiasem mówiąc obecnie modny jest tam zupełnie inny styl pracy kolumny - z mocą znacznie poniżej punktu zalania kolumny. Wtedy pomiar ciśnienia nie ma już praktycznie sensu.
Cena stosowanych przez nich przetworników to kilkanaście/kilkadziesiąt złotych. Oczywiście trzeba też podpatrzeć jak są podłączone aby zapobiec skraplaniu się w nich alkoholu, przekłamaniom pomiaru...

[laurentp]

...Cena stosowanych przez nich przetworników to kilkanaście/kilkadziesiąt złotych. Oczywiście trzeba też podpatrzeć jak są podłączone aby zapobiec skraplaniu się w nich alkoholu, przekłamaniom pomiaru...

W sumie (chyba) bardziej wpływa ciśnienie ZEWNĘTRZNE, a właściwie (znowu) jego ZMIANA. Cena czujnika serii BMPxx nie jest wysoka. Problem tylko, jak (charakterystyka zmiany "Tdnia" od zmiany ciśnienia) to uwzględnić.

A ze skraplaniem, to mi przyszło do głowy podłączenie czujnika powyżej i "za" małą chłodnicą (w pionie), co się ma skroplić, ścieknie z powrotem... (?).

[robert4you]

No to z innej beczki. Ja poszedłem w stronę prostego sterowania, poniważ taką automatyczną kolumnę dającą wysokiej klasy destylat to mam. Działa perfekt, jedyny mankament tego systemu to trochę mniejsza wydajność tak ok 20% w stosunku do najbardziej wydajnych konstrukcji.

[andrzejg11]

Zmiana stylu pracy kolumny z mocą w bliską połowie mocy zalania wynika u Rosjan prawdopodobnie z komercjalizacji hobby podobnie zresztą jak i u nas.
Znacznie łatwiej jest przekonać kupującego, że powinien pracować gdzieś w połowie mocy bo wtedy warunki procesu są średnio dobre, nie grozi zalaniem czy też znaczącym spadkiem wydajności. Klient jest zadowolony, produkt w miarę dobry i mocny, nie ma potrzeby stosowania wyrafinowanych i kłopotliwych urządzeń sterowniczych.
Tymczasem, o ile mi wiadomo prawa fizyki związane z rektyfikacją okresową pozostały nie zmienione, a wnioski z tych praw i zasad , które można znaleźć w podręcznikach są następujące:
1. Ilość półek teoretycznych uzyskanych w kolumnie wypełnionej jest zależna od strumienia masy w kolumnie którego zasadniczą miarą jest spadek ciśnienia na wypełnieniu.
2. Ilość półek posiada minima i maksima, przy czym maksimum występuje przy minimalnych ciśnieniach oraz bliskich ciśnieniu granicznemu zalania.
3. Zalanie wynika z nadmiaru płynu zatrzymanego w wypełnieniu. Miarą ilości płynu zatrzymanego w wypełnieniu jest ciśnienie

Z zasad opisanych powyżej wynika konieczność stabilizacji mocy dostarczanej do kotła w taki sposób aby uzyskać zadaną wartość spadku ciśnienia. na wypełnieniu.

Pomiar aktualnego ciśnienia atmosferycznego będzie pomocny w sprowadzeniu temperatur procesu do warunków normalnych. Zależnością temperatury wrzenia mieszaniny rządzi prawo Clausiussa-Clapeyrona. Niestety wg tego prawa temperatura wrzenia zależna jest od dwóch czynników: ciśnienia oraz ciepła parowania mieszaniny (etanolu, wody oraz innych składników) . Mamy zatem dwie zmienne od których zależy temperatura wrzenia. O ile ciśnienie bezwzględne jesteśmy w stanie zmierzyć, o tyle ciepło parowania mieszaniny zależy od jej składu molowego czy procentowego, który zmienia się na bieżąco.
Wpływ obu tych wielkości na ostateczną temperaturę wrzenia może być przeciwstawny. Np. wg moich obliczeń temperatura wrzenia mieszaniny o składzie 94% etanolu przy spadku ciśnienia 2 hPa wynosić będzie 78,15 stopnia, a więc tyle ile temperatura wrzenia azeotropu.
Zatem aby skorzystać z dobrodziejstwa możliwości przeliczenia temperatur do warunków normalnych musimy znać skład procentowy czy też molowy wrzącego czynnika (na głowicy, OOB, czy też na 11 półce).
Możemy zatem przerachować temperatury do warunków normalnych jedynie w przypadku, gdy jesteśmy pewni, że w punktach pomiarowych mamy do czynienia z azeotropem, bo tylko wówczas przeliczanie takie ma sens.

[robert4you]

Tak mówi teoria......

Ja od jakiegoś czasu też grzeje słabiej, i doszedłem do tego na podstawie własnych doświadczeń. Jednego jestem pewien, smak destylatu uzyskanego z mojej kolumny przy zredukowanym grzaniu jest łagodniejszy i to znacząco.

[Citizen Kane]

^^^
Oczywiście robiłeś ślepaki?

[robert4you]

Oczywiście że nie.

[Citizen Kane]

Dlaczego oczywiście? Taki 'test' wypacza miarodajny wynik.

[robert4you]

Różnica była na tyle znaczna że mnie to przekonało.