Способ определения коэффициента пересыщения сахаросодержащих растворов
Использование: т сахарной, а также молочной 1.рсмы1иленности. Сущность способа зьхлю 1201 о. ь юм, 4io в качестве контрол -.ь/члщи о параметра используют относительную диэлектрическую проницаемость рай вера, при этом коэффициент пересыщения определяют как функцию относительной диэлектрической проницаемости и температуры с помощью математической модели. За счет этого повышается гочн хт , определения коэффициента пересыщоып, сэхаросодержаидих веществ, т.к. Hcno ioT/t (Ся физический информативный парами, р водно сахарных растворовД з.п ф-лы, 1 табл.
СОКЭЭ СОВЕ1СКИХ
СОЦИАЛИС 1171ГСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Э =1 U96HAll
All)"." " .-." "(;ЛЗ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 а
loo ) фь
Ql
О (21) 4923762/13 (22) 01.04,91 (46) 30.06,93. Бюл. М 24 (71) Воронежский технологический инс. итут (62) С.M,Ïåòðîâ, М,В.Êóëåíêî и К,К.Полянский (56) Авторское свидетельство СССР
М 1105504, кл. С 13 Р 1/02, 1982, Авторское свидетельство СССР
Й 1124035, кл. С 13 Г 1/02, 1982.
Авторское свидетельство СССР
М 810818, кл. С 13 F1/02,,1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1!ОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕСЫЩЕНИЯ САХАРОСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ
Изобретение относится к способам аналогового определения степени пересыщения рафинированных растворов сахароэы, лактоэы и других сахаристых веществ и может быть применено при автоматизации процесса кристаллизации.
Цель изобретения — повышение точности определения коэффициента пересыщения растворов за счет использования физически информативного параметра и наличии сахаристых веществ в растворах.
Это достигается тем, что согласно способу определения коэффициента пересыщения сахаросодержа1цих растворов, предусматривающему измерения температуры и электрофизического параметра раствора, исследуют чистые растворы и в качестве электрофизического параметра непрерывно измеряют относительную диэлектрическую проницаемость раствора, при этом коэффициент пересыщения определя„„Ы3,.Ä 1824580 А1 (sl)s G П М 33/02, С 13 Г 1/02 (57) Использование: э сахарной, а также молочной;ромыи ленности, Сущность способа эаклю l."01сь в 1ом, ч о в качестве контрол;. y ощо.о параметра используют относительную диэлектрическую проницаемость рас1вора, при этом коэффициент пересыщения определяют как функцию относительной диэлектрической проницаемости и температуры с помощью математической модели. За счет этого повышается точн,:ть 0llpopелепия коэффициента пересыще»11ь сахаросодержащих веществ, т.к. испо 1 э:,0 ся физический информативный парамэ р водно-сахарных растворов. э,п. ф-лы, 1 1абл. ют как фу; кцию относительной диэлектрическои проницаемости и температуры с поМОЩЬЮ МатвыатИЧЕСКОй МОДЕЛИ.
При э1ом для конгроля содержания сахарисгык вещестp-д 1э1ектриков, растворенных в воде, также являющейся диэлектриком, используется величина, свойс1ве|1ная такомy состоянию веществ: относительнэя диэлектрическая проницаемость. В э ом заключается принципиальное отличие предлагаемого способа от известного, в ко,ором основная информация о массовой доле сахаристых веществ в растворах п1. .;у-1ае. я на основе нехарактерного для ли»n -zpvrов электрофизического параметра - электросопротивления.
Дру;оо отличие îñòîèò в том, что в качестве ма ематической модели, определяющей связь между коэффициентом пересыщения относителнай диэлектрической прониц;- eìîñòüþ; температурой рас1824580 твора используют квадратичное уравнение регрессии
П =- a ) Ь1 r; < b2t+ ЬЗ Г + Ь4 Е t+ Ь51 ., 2 2 где П вЂ” коэффициент .)ересыщения; — относительная диэлектрическая проницаемость рас вора; т — температура раствора; а, Ь), Ьг, Ьз, b4, Ь5 — коэффициенты уравнения регрессии квадратичной модели.
П редлагаемый диэлькометрический способ Определения коз >фициента пересыщения, вместо кондуктометрического, используемого в настоящее время, позволяет повысить его надежность и информативнос ь. 8 результате повышается точность определения коэффициента пересыщения сахаросодержащих растворов, поскольку относ»тельная диэлектри«еская проницаемость при постоянной температуре определяется соотношением компонентов сахаристое вещество -- растворитель (вода).
В известном же кондуктометрическом способе величина электросопротивления в значительной степени вариабельна и зависит от колебаний количественных и качественных состава солевых примесей, что, конечно вносит дополнительную погрешность в определение коэффициента пересыщения, Точность определения коэффициента
ilepl ыl)tci »n оо предлагаемому способу завис») таким образом, лишь О- основной погрешll()ст» MО1одл измеpе)lия каждого из парамет ров: относ»тельной д»электрической проницаемос.». » температуры раствоp3, Fl значит может быть высокой.
II р и м е р, Проводилось экспериментальное определение коэфф>иц»ен-а пересыщения в двух чистых сахаросодержащих растворах: сахарозы и лактозы. Интервал температур составляет 20" С вЂ” 70" С. Массовая доля содерхсапия сухих вещее гг) (С, -1>) составляла в растворах сахарозы 40-90 )(„ лактозы 10--40%.
Для Определения коэффициента пересыщения (П) указанных сахаросодержащих растворов непрерывно измеряли относительную д»электрическую проницаемость» одновременно контролировали температуру раствора ((С}, Измеренные параметры использовались для расчета величины коэфф»циента пересыщения растворов по математ»ч ской мо.;ели для растворов сахарозы:
Пяа„= 0 96 4- 0,026 r: + 0,0058
0,000395 г — 0,000268 г t — 0,000002t
55 для растворов лактозы:
Прдсч =- 18,04 — 0,3066 f: — 0,0506t +
0,001233 с + 0,000089 r. t + 0.000011tг
Для получения сравнительных данных параллельно проводилось определение коэффициента пересыщения растворов лактозы по известному способу на основании измеренич электросопротивления R, экстремального электросопротивления Кэ, разбавленного до концентрации 28-30 (ного раствора, и температуры раствора. При этом связь с коэффициентом пересыщения устанавливалась для отношения электросопротивлений R/Кэ, Данные приведены в таблице, Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа повышает точность определения коэффициента пересыщения сахаросодержащих растворов на 23;(,, Относительная погрешность при этом составляет 2-5 Q,t:ðoìå того, способ позволяет надежно и объективно контролировать коэффициент пересыщения по физически корректному информативному параметру - относительной диэлектрической проницаемости . Повышение точности определения величины коэффициента пересыщения на основе микропроцесорных систем процесс кристаллизации.
Формула изобретения
1, Способ определения коэффициента пересыщения сахаросодержащих растворов, предусматривающий измерение температуры и электро >изического параметра раствора, о т л и ч . ю шийся тем, что, с целью повышения )очности определения козф ..циента пересы;цения, растворяют, исследуют чистые растворы и непрерывно измеряют относительную диэлектрическую проницаемость раствора, а коэффициент пересыщения опредсляют в зависимости от относительной диэлектрической проницаемости и температуры с помощью математической модели.
2. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что математическая модель представляет собой следующее выражение:
П--а+Ь1 е +Ьгт+ Ьз я +b4 к с+Ь 1 где П вЂ” коэффициент пересыщения;
F. — относительная диэлектрическая проницаемость раствора;
t — температура Раствора; а, Ь1, Ьг, Ьз, Ь4, Ьв — коэффициенты уравнения регрессии квадратичной модели.
1
О а
И (С» ч»
-о (Ъ .О ,,4 а аа (и
03 Г а
Ю
СО
Г 4 Ч»
Г4 О м
С» ч ъ
D m (Г\ м -т (ч л м -т.О сз Ю о л
an (ч а о оъ л л а
m О с» о оъ гч (т\
С»
ОЪ (л
С».о о ъ .О г 4 о о а в м О г4
-Ф ЪО (\ о ъ
С»
CO.м о в --о ,о а о Ñ»
ГЧ О со
О» Ю а о ъо о
Оз В
Г 4
С»
С» (Г\
С» (Ч 4» о
СО
Г 4 ОЪ о
OO О с в (Ч (Ч
О
СЗ ОЗ
Ю о о
СГ
v
3 о и о о г о о а, ч3 о о с» о (ч м
О D
D D
О \
О О с» о (Ч (Ч
С»
С» о г \
О О
С» бО (л ч» о о ю о .О (С»
С» (Ч о о о о —:Г гЧ с» о о ь м! м
"О
ОЪ
Ю о а а
-Ф О3
Ю
О3 о
m o о м а
СО (Ч (Ч Ч»
ОЪ СЪ
Ю Ю
Г чз
m о
03 ( (ю ч»
ОЪ
О
СО гч л чз м о о м
Ч» чЗ ъО (4 ч» гъ
Ю чз
° ъо сч
С4
ГГЪ О Ю (Ч (Ч ч» гг\ (Ч м 47 ъО м гч ч» чз М
°вЂ” м
03
О м (7Ъ С(3
О» Л м оъ о
CD СО м со
СГ\ CO (Ч л чз м сз
Ч3 Г Ъ ч» (Ч (ч л о ч»
ЪО гч чз ч»
ГЧ (Ч
Г л (Ч (Ч л гч (4 л ч» (Ч
- сч о
m ч» О а гч о м
ОЪ О.Ъ
ОР Л сз сз (4 (CD C» м
1 с а о бv
О. сз о (Ч с4 (3 СЗ м оъ о с»
-о . сз м гъ
O D (Ч С4 р. 1
ФС» 1
I !
I
I
1
1 м ((о о
03 с(л гч о оъ л ъо гъ
0 о л (Ч
С» (Ч а с! ъО
m (ч м
ОЪ ь а ч» с\ сз с»
J (Ч -о (ч о ю (ч съ л сз
-Ф ь г4 (Ч с-ъ съ с съ ,С» 0 о О
СО чз
С» (Ч ъо
-Ф о м оз Г
o o (л сз оз с» в ,о а а о ч» о о» В.-Г
-Ф (Ч о
CO со о о с»
03 сз (Ч ч» сз в
С» г 4 ч»
Ю о сз оз
С» о> еч сЮ
03 о (4 (4
6 сз
1
1
I
1
I
4O I оз (I
I а!
I
I
I !
1 О
5 ь о ю о (л О
D О
C» C»
an 4» с» о о о гч м
С»
С» л м а
ЪО (л съ
С»
С» (4
С»
Ю ("Ъ о о сз ь г \ а о а сз
-t а о о а 43 Г
О Ю
С» О (ч м
Ю
--0 сз сз с» о (Ч
СГ (Ч ч»
Г л
m m
ОЪ
С» м л а л ъо м ч» ч»
Ч3 м ч»
С \ О3
an г» о с3 ю а
ГЧ л сз
m л а а (4
V O м (ч ч3 ч3
-r ь
Оз ь в
Г- ч» м ч» a(3 съ (ч ю л
Са
Ю а о
* (Ч (Ч
1 !
1 б ! !
1
1
I !
I
1!
1 °
1 с43 ! (! о
1 а
С.ъ л (ч м о л м м (Ч о (ч (л
03 о м
ГЧ
Л (3 а
»с ((7
v а о бСб (о
О сз
О а о
CD С» л со
Ф о а
Г (Ч
m а
Ю а an а а
С» О чз м сз о о ч»
ОЪ О3 о о г мъ м
О3 О3 о о ъо
an о а
О г(\
О\
an
Ю ь г
Ю о (4 ГЧ а мъ а а о о
ОЪ л
03 03 о о
О С» о о а о
С»
С» (Ч
С»
Ю о о с» о а о о о ь
Ч» Г
D O о о (л Ю
О С» о с» в ю ь с» о о м
Ю сз л о о а о (4 г"Ъ! и
О О (О
ОЪ гч м
С»
С»
С» л
С»
Г
Г Ъ (О о (л
С4 а а о о л ю о 03 ч» an о оъ
CO М
m л а а с» m
Оъ а
ОЪ
С» ъО (V м
СО ОЪ
Ю (ч (л Ю л со
I 1
1 (I
1 1
1 ЗФ I
1 1 ! I
1, I
1» 1 ! 1
I (1
C=- C!
6-! I
I (.! 1
1 о I
I и
С4
1 1
1-" — I
I I (а (o
17Ю 1
1 1
z йо
1 ОО °
1 Y I
1 (О I! о 1 и —.!
I о()
1 ! — + —
1 1 40
I 1 г 1 б I
1 с(Ъ
1 1
1 I
4 л 1 йс I
1824580 а (ч о со
0О 0О о» Л о о о о, О (О О (Ч
m л -7 (ч о л м а .э
03 ОЪ О
ОЪ (4 (4 (4 о î о о о о л (ч гъ о m o
Оз --О (7Ъ ОЪ м в о л а
С» а
Г м о"ъ
С»
С»
С» л
-о (г Ъ ъо
С»
--»
CA
С» (44 I
СГЪ I
CO г4
II ф(1
1
1
I !
1
1 (1
1
I
I
I
1
1
1
1
1
I
1
1 до I чз I
an 1 б(I
