Automatisierung der Steuerung des Rückflussverhältnisses einer Heimdestillationskolonne. DIY-Destillationskolonne

Es ist kein Geheimnis, dass man es heutzutage ganz einfach bekommen kann reiner Alkohol oder hochreines Destillat zu Hause, mit einer Rektifikation oder in Ihrem Arsenal Geschirrsäule. In Russland sind ein Dutzend namhafter Hersteller mit der Produktion solcher Geräte beschäftigt.

Allerdings ist es nur dann möglich, die Korrektur zu Hause korrekt, effizient und mit einem stabilen Ergebnis durchzuführen, wenn Sie über eine Automatisierung verfügen, auf die weiter unten eingegangen wird.

Theorie

Vereinfacht ausgedrückt ähnelt das Prinzip der Rektifikation der herkömmlichen Destillation. Dämpfe, die beim Erhitzen durch das Heizelement entstehen, steigen in der Säule nach oben Destillierkolben und im Kühlschrank kondensieren. Der Unterschied besteht darin, dass bei der Destillation die gesamte Flüssigkeit sofort in den Auffangbehälter geleitet wird, bei der Rektifikation nur ein kleiner Teil und der Rest, durch einen Rückflusskühler kondensiert, zurück in den Würfel geleitet wird. IN Destillationskolonne Es gibt einen Füllkörper (oder Platten), die sogenannte Düse, die die Kontaktfläche von Dampf und Flüssigkeit vergrößert. Somit strömt Dampf von unten nach oben durch die Kolonne und Flüssigkeit von oben nach unten. Dieser Prozess ermöglicht im Gegensatz zur Destillation, die im ursprünglichen Rohalkohol enthaltenen Bestandteile sequentiell anzuordnen und durch einen Selektionsregler einzeln in Form verschiedener Fraktionen auszuwählen.

Wichtig dabei ist die Wärmedämmung, die den Wärmeaustausch reduziert Außenumgebung. Das Thermometer zeigt zur Kontrolle die Temperatur alkoholhaltiger Dämpfe an Tailing-Fraktionen. Während des Rektifikationsprozesses darf der Druck auf keinen Fall über dem Normaldruck liegen, um das sogenannte Choking zu verhindern. Das Gerät zur Druckmessung ist ein Druckrohr oder ein normales Manometer, und die atmosphärische Armatur dient der Kommunikation mit der Atmosphäre.

Ohne auf Einzelheiten einzugehen, besteht der durchschnittliche statische Rohalkohol aus drei Hauptstoffgruppen: Kopffraktionen, kommerzieller Alkohol, Schwanzfraktionen. Der Zweck der Rektifikation besteht darin, zunächst die Kopffraktionen abzutrennen und dann den kommerziellen Alkohol auszuwählen, ohne dass die Schwanzfraktionen in diesen gelangen. Kopffraktionen werden üblicherweise nach ihrem Volumen (5–10 %) abgetrennt Gesamtzahl roher Alkohol. Das Einsetzen von Rückständen wird normalerweise mit einem Thermometer am Boden der Kolonne überwacht.

Trotz der Einfachheit des Prozesses wird der Heimbrenner in der Praxis immer wieder mit spezifischen Fragen konfrontiert, die letztendlich über die Reinheit des ausgewählten kommerziellen Alkohols entscheiden. Alle diese Probleme werden größtenteils durch zwei Geräte gelöst: einen Leistungsregler zur genauen Einstellung der Nennheizleistung einer bestimmten Säule und ein Auswahlgerät, um eine gleichmäßige Auswahl des Produkts auf eine bestimmte Weise sicherzustellen.

Die Besonderheit der Rektifikation besteht darin, dass selbst bei Gewährleistung einer stabilen Beheizung der Kolonne der gesamte Erfolg der Arbeit und damit die Reinheit des Produkts nur von der Trennfähigkeit der Kolonne abhängt, die hauptsächlich von zwei Faktoren abhängt. Der erste Faktor liegt im Design der Säule selbst, in ihrer Höhe, ihrem Durchmesser und der Art der Düse, von der ihr Preis abhängt. Der zweite Faktor ist die bei der Selektion aufgenommene Flüssigkeitsmenge oder, einfacher ausgedrückt, die Selektionsgeschwindigkeit. Je höher die Geschwindigkeit, desto schlechter ist die Trennfähigkeit der Säule und umgekehrt. Darüber hinaus ist es sehr wichtig, in allen Phasen der Rektifikation eine einheitliche Auswahlrate sicherzustellen, und die Rate ist in jeder Phase unterschiedlich.

Es scheint ausreichend, den Silikon-Absaugschlauch mit unterschiedlichen Kräften abzuklemmen, beispielsweise mit einer Hoffman-Klemme.

Das Problem besteht jedoch darin, dass Silikon bei Kontakt mit Alkohol allmählich zu quellen beginnt, wodurch sich der Querschnitt und damit die Selektionsgeschwindigkeit verändert. Der Nadelhahn hat diese Nachteile nicht, aber auch damit ist es nicht möglich, die exakte Probenahmerate (bis zu 1 ml/h) mehrmals hintereinander einzustellen.

Auswahlgeräte auf Basis eines elektromagnetischen Ventils weisen diese Nachteile nicht auf.

Das Ventil öffnet und schließt im PWM-Modus, d.h. in bestimmten Abständen, durch deren Änderung Sie die Selektionsrate regulieren können. Die Zeitintervalle sind sehr genau eingestellt, sodass die Auswahlgeschwindigkeit von Zeit zu Zeit gleich bleibt.

Wenn wir außerdem die Kopffraktionen einfach durch Kontrolle des Volumens trennen können, müssen wir zur Kontrolle der Schwanzfraktionen die Temperatur in der Säule kontrollieren. Bei der Auswahl von handelsüblichem Alkohol sollte diese Temperatur bei richtig gewählter Heizleistung, Selektionsgeschwindigkeit und ausreichender Isolierung der Säule mit einer Genauigkeit von 0,1 Grad Celsius stabil sein. Ein Anstieg dieser Temperatur führt dazu, dass Rückstände aus dem Würfel auszubrechen beginnen. In diesem Fall muss die Selektion gestoppt werden, wodurch die Säule in den maximalen Trennmodus versetzt wird, wodurch sie letztendlich in den Würfel zurückgeschickt wird, was dazu führt, dass die Temperatur auf ihre vorherigen Werte zurückkehrt. Diese Technologie wird Start-Stopp genannt. Dieser Vorgang erfordert die ständige Anwesenheit eines Bedieners in der Nähe der Kolonne, was gelinde gesagt unpraktisch ist, wenn man bedenkt, dass die durchschnittliche statische Rektifikation etwa 10 Stunden dauert.

Eine weitere, fortschrittlichere Methode zur Kontrolle der Schwanzfraktionen besteht darin, die Selektionsrate proportional zum Alkoholgehalt in der Destille sanft zu verringern und dadurch deren Temperatur zu erhöhen. Ohne auf Einzelheiten einzugehen, lässt sich argumentieren, dass es bei der Rektifikation umso schwieriger ist, die Schwanzfraktionen vom kommerziellen Alkohol zu trennen, je weniger Alkohol im Destillierapparat verbleibt, was bedeutet, dass die Trennkapazität der Kolonne und die Selektion erhöht werden sollten sollte entsprechend sinken. Bei einer richtig gewählten Selektionsreduzierung können die Schwanzfraktionen grundsätzlich nicht in die Selektion eindringen, sodass die Reinheit des Produkts maximal ist. Bei dieser Methode ist eine manuelle Wiederholung des Ergebnisses überhaupt nicht möglich und die Notwendigkeit der Anwesenheit in der Nähe der Säule steigt sogar noch.

Aus dem oben Gesagten lässt sich eine einfache Schlussfolgerung ziehen: Eine Korrektur ohne Automatisierung der Auswahl kann durchgeführt werden, aber um ein stabiles Ergebnis zu erzielen und die Arbeit des Bedieners so einfach wie möglich zu machen, ist dies einfach notwendig.

Üben

Die Berichtigung besteht aus den folgenden Schritten

1. Stellen Sie die Arbeitszeit selbst ein, um die Säule zu stabilisieren
Das System sorgt dafür, dass die Betriebszeit auf sich selbst eingestellt wird (Zähler), d. h. eine Verzögerung zur Stabilisierung der Säule, um die Kopffraktionen am Kopf der Säule zu konzentrieren. Danach beginnt die Auswahl der Kopffraktionen.

2. Auswahl der Kopffraktionen
Das zuvor beschriebene Prinzip der PWM-Ventilsteuerung ermöglicht es Ihnen, jede Abtastgeschwindigkeit jederzeit absolut genau einzustellen. Das Gerät arbeitet auf einer Skala von 0 bis 999, wobei der Skalenwert die Zeit in Sekunden zwischen Ventilöffnungen ist. Bei einem Wert von 10 vergehen beispielsweise 10 Sekunden zwischen den Ventilöffnungen. Die Zeit, in der sich das Ventil leicht öffnet, wird ebenfalls in den Geräteeinstellungen in Zehntelsekunden eingestellt.
In der Praxis muss der Bediener typischerweise ein bestimmtes Volumen der Kopffraktionen auswählen, bevor er mit der Auswahl des kommerziellen Alkohols fortfährt. Mit dem System können Sie die Lautstärke ausgewählter Kopffraktionen mithilfe eines Schallsenders nach Gehör überwachen. Weil Ist die Selektionsrate bei gleichen Werten der Selektionsskala immer gleich, dann entspricht ein bestimmtes Volumen selektierter Kopffraktionen einer bestimmten Anzahl Ventilöffnungen. Das System kann so konfiguriert werden, dass beispielsweise alle 10, 20, 30 usw. Sobald das Ventil geöffnet wurde, wurde ein Signal gegeben. Wenn Sie beispielsweise festlegen, dass das Signal alle 40 Öffnungen des Ventils ausgelöst wird, gibt das System nach 40 Öffnungen ein Signal, nach 80 Öffnungen zwei Signale und nach 120 Öffnungen 3 Signale. So können Sie nach Gehör das Erreichen des erforderlichen Volumens der Kopffraktionen überwachen. Diese Funktion kann deaktiviert werden. Alle akustischen Benachrichtigungen können auch ganz ausgeschaltet werden.

3. Auswahl an handelsüblichem Alkohol
Nach der Auswahl der Kopffraktionen und dem Wechsel des Behälters wird das Gerät in den Modus zur Auswahl von handelsüblichem Alkohol geschaltet und die sogenannte Stabilisierungstemperatur automatisch gespeichert, von der aus die Temperaturabweichung beim Durchbruch der Schwanzfraktionen erfasst wird. Die erforderliche Abweichung (0,1, 0,2 usw. Grad) kann in den Geräteparametern eingestellt werden. Wenn festgestellt wird, dass die Temperatur über den vom Bediener festgelegten Grenzwerten liegt, wird das Ventil verriegelt und das System wartet darauf, dass die Temperatur wieder den angegebenen Bereich erreicht, wodurch verhindert wird, dass die Schwanzfraktionen in den kommerziellen Alkohol gelangen. Wenn die Temperatur nicht in den eingestellten Bereich zurückkehrt, besteht je nach Einstellung die Möglichkeit, die Auswahl entweder zu beenden oder die Auswahlgeschwindigkeit um eine bestimmte Prozentzahl zu reduzieren (Start-Stopp mit Dekrement).
Eine Selektion ist auch möglich, wenn die Selektionsrate proportional zur Temperatur des Würfels abnimmt. Bei dieser Auswahlmethode wird die Temperatur nicht in der Säule, sondern im Würfel gesteuert. Wenn die Temperatur alle 0,1 Grad von einem bestimmten (vom Benutzer eingestellten) Wert ansteigt, verringert sich die Auswahl um einen vom Bediener festgelegten Prozentsatz. Wenn wir beispielsweise den Beginn der Auswahlreduzierung auf 84 Grad und den Prozentsatz der Auswahlreduzierung auf 0,6 Grad festlegen, erhalten wir eine Reduzierung der Auswahl um 96 % auf 100 Grad oder eine Reduzierung der Auswahl um 90 % auf 99 Grad. Auch die Temperatur, bei der die Probenahme beendet werden soll, wird aus Gründen der Energieeinsparung vom Betreiber angepasst.

4. Aktuator für Prozessende
Manchmal ist es praktisch, dass am Ende des Vorgangs nicht nur ein Signal ertönt, sondern auch eine Aktion erfolgt. Zu diesem Zweck verfügt das System über ein elektromagnetisches Relais mit geringer Leistung (galvanisch vom Gerät selbst isoliert, entspricht dem mechanischen Verschluss von 2 Drahtstücken), das beispielsweise den Strom abschalten oder den Alarm einschalten kann. Es kann auch zum Ausschalten der Stromversorgung verwendet werden, beispielsweise über ein Halbleiterrelais.

Projektquellcode (ATMEGA8-Sicherungen)

#define F_CPU 16000000UL

#enthalten
#enthalten
#enthalten
#enthalten

Vorzeichenlose Zeichennummer = (

0x3f, //0
0x06, //1
0x5b, //2
0x4f, //3
0x66, //4
0x6d, //5
0x7d, //6
0x07, //7
0x7f, //8
0x6f, //9

0x00, // 10
0x40, //- 11
0x08, //6bup_ 12

0x23, //up 13
0x1c, //down 14
0x50, //r 15
0x58, //c 16
0x5e, //d 17
0x74, //h 18
0x63, //oup 19
0x5c, //o 20
0x6b, //Ob 21
0x54, //n 22
0x79, //E 23
0x36 //|| 24

Char param_dot =( 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0 );
int param_min = ( 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 80, 0, 0);
int param_max = ( 999, 999, 3, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,99 );

Vorzeichenloses Zeichen data1 = 0, data2 = 0, data3 = 0, fv = 0, fp = 0, fp2 = 0, fl = 0,
status = 0, mtype = 0, is_menu = 0, vcount = 0, fvz = 0, kk = 0, sf = 0, resbutt = 0, count = 0, jj = 0, pi, upState,
downState, OldState, NewState, isok = 0;
int x = 0, curr_temp = 0, temp_temp = 0, stab_temp = 0, tic_h = 0, xtic_voice =
0, xtic_sil = 0, tic_reg = 0, head_kol = 0, tic_voice = 0, tic_sil = 0,
theheads_kol = 0, total_kol = 0, temp_total_kol = 0, tic = 0,
tic_m = 0, kol_stop = 0, quadro = 0, t3pr = 0;
long tic_w = 0,vkoeff = 0, param, tparam,reg_k=1000;

Unsigned int fparam EEMEM;

#define W1_PORT PORTC
#define W1_DDR DDRC
#define W1_PIN PINC
#define W1_BIT 3

ISR(TIMER1_OVF_vect) (
cli();

TCNT1H = 0xF9;
TCNT1L = 0xE4; //16 MHz

Wenn ((PINB & 0b00000001) == 1) (
resbutt++;
if (resbutt > 30) (
PORTC &= ~(1<< PC5);
vcount = 1;
vkoeff = 0;
tic_w=0;
fvz = 0;
reg_k=1000;
pi = 2;
}
) anders (
resbutt = 0;
}

Wenn (quadro>0&¶m == 2&&pi > 14 && pi< 17&®_k >param*10&& stab_temp + param< curr_temp)
{
if (quadro>0)
{
quadro--;
}
if (quadro==0)
{
PORTC &= ~(1<< PC5);
vcount = 1;
vkoeff = 0;
pi = 18;
}
}

Wenn (isok > 0) (
ist in Ordnung--;
) anders (
isok = 0;
}

Wenn (fv == 1 && x > 0 && param< 99) {
if (tic_voice > 0) (
PORTC |= (1<< PC4);
tic_voice--;
) anders (
PORTC &= ~(1<< PC4);
fv = 0;
tic_sil = 10;
}
}
if (fv == 0 && x > 0) (
if (tic_sil > 0) (
tic_sil--;
) anders (
X--;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;
}
}

Wenn (x == 0) (
kk = 0;
fv = 0;
}

Wenn (pi > 10) (
tic++;
}
wenn (pi == 13) (
tic_w++;
}
wenn (pi == 17) (
tic_reg++;
}

Wenn (pi == 16&¶m<3) {
tic_h++;
if (tic_h > param * 60) (
if (param == 1) (
tic_h = 0;
pi = 18;
}
if (param == 2) (
reg_k = reg_k — param*10;
pi = 17;
x = 1;
xtic_voice = 30;
xtic_sil = 5;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;

Wenn (reg_k<= param*10) {
tic_h = 0;
pi = 18;
}
}

}
if (pi == 0 || pi == 1) (
tic_m++;
if (tic_m > 40) (
tic_m = 0;
pi = pi + 14;
}
}

If ((vcount == 0 && pi == 14) | (vcount == 0 && pi == 0)) (
vkoeff++;
wenn (vkoeff< param) {
PORTC |= (1<< 5);
) anders (
vcount = 1;
vkoeff = 0;
}

}
if ((vcount == 0 && pi > 14 && pi< 17) | (vcount == 0 && pi == 1)) {
vkoeff++;
wenn (vkoeff< param) {
PORTC |= (1<< 5);
) anders (
vcount = 1;
vkoeff = 0;
}

If ((vcount == 1 && pi == 14) | (vcount == 1 && pi == 0)) (
vkoeff++;
wenn (vkoeff< param * 10) {
PORTC &= ~(1<< 5);
) anders (
vcount = 0;
vkoeff = 0;
head_kol++;
}

}
if ((vcount == 1 && pi == 15) | (vcount == 1 && pi == 1)) (
vkoeff++;

Wenn (fvz == 0) (
if (param==3)
{
reg_k=1000-t3pr;
}
wenn (vkoeff< param * 1000 / reg_k) {
PORTC &= ~(1<< 5);
) anders (
vcount = 0;
vkoeff = 0;
}

) anders (
wenn (vkoeff< param * 30) {
PORTC &= ~(1<< 5);
) anders (
vcount = 0;
vkoeff = 0;
fvz = 0;
}
}
}

Wenn (pi == 19) (
PORTC |= (1<< 5);
}
if ((pi > 1 && pi< 14) || (pi >16 && pi< 19)) {
PORTC &= ~(1<< 5);
}

ISR(TIMER0_OVF_vect) (
cli();

TCNT0 = 0xbc; //16 MHz

PORTC &= ~((1<< 2) | (1 << 1) | (1 << 0));

Wenn (Anzahl == 0) (
PORTD = Nummer;
PORTC |= (1<< 0);
}
if (count == 1) (
PORTD = Nummer;
PORTC |= (1<< 1);
if (param_dot == 1) (
PORTD |= (1<< 7);
}
if (param_dot == 0) (
PORTD &= ~(1<< 7);
}
}
if (count == 2) (
PORTD = Nummer;
PORTC |= (1<< 2);
wenn (pi == 14) (
PORTD |= (1<< 7);
) anders (
PORTD &= ~(1<< 7);
}
}
count++;
if (count == 3)
Anzahl = 0;

ISR(TIMER2_OVF_vect) (
cli();

If ((PINB & 0b00000001) == 1 && isok == 0) //
{

Wenn (pi >= 2 && pi<= 11) {
pi++;
}

Wenn (pi == 12) (

Für (unsigned char pj = 2; pj< 12; pj++) {
if (param > tparam || param< tparam) {

}
}
}

Jj = 0;
if (pi == 15 || pi == 16) (
PORTC &= ~(1<< PC5);
vcount = 1;
vkoeff = 0;
pi = 14;
jj = 1;
}

Wenn (pi == 14 && jj == 0) (
stab_temp = curr_temp;
pi = 15;
sf = 0;
PORTC &= ~(1<< PC5);
vcount = 1;
vkoeff = 0;
}

Wenn (pi == 19) (
kol_stop = 0;
pi = 2;
}

Wenn (pi == 18) (
pi = 19;
}

NewState = PINB & 0b00000110;
if (NewState != OldState) (
Schalter (OldState) (
Fall 4: (
if (NewState == 6)
upState++;
if (NewState == 0)
downState++;
brechen;
}

Fall 0: (
if (NewState == 4)
upState++;
if (NewState == 2)
downState++;
brechen;
}
Fall 2: (
if (NewState == 0)
upState++;
if (NewState == 6)
downState++;
brechen;
}
Fall 6: (
if (NewState == 2)
upState++;
if (NewState == 4)
downState++;
brechen;
}
}
OldState = NewState;
}

Wenn (upState >= 4) (
tic_m = 0;

Wenn (pi<= 11) {
param++;
if (param > param_max) (
param = param_min;
}
}

Wenn (pi > 13 && pi< 16) {
tic_m = 0;
param++;
if (param > param_max) (
param = param_min;
}

Pi = pi - 14;
}

UpState = 0;
}

If (downState >= 4) (
tic_m = 0;

Wenn (pi<= 11) {
if (param == param_min) (
param = param_max;
) anders (
param--;
}

Wenn (pi > 13 && pi< 16) {
tic_m = 0;
if (param == param_min) (
param = param_max;
) anders (
param--;
}

Pi = pi - 14;
}

DownState = 0;
}

Void show_seg(int data, int literal) (
if (literal == 0) (
data3 = Daten / 100;
Daten2 = (Daten - Daten3 * 100) / 10;
Daten1 = (Daten - Daten3 * 100) % 10;
) anders (
if (literal == 12) (
data3 = literal;
data2 = literal;
data1 = literal;
) anders (
data3 = literal;
data2 = Daten / 10;
Daten1 = Daten% 10;
}
}

Unsigned char w1_find() (
unsigniertes char-Gerät;
W1_DDR |= 1<< W1_BIT;
_delay_us(485);
W1_DDR &= ~(1<< W1_BIT);
_delay_us(65);
if ((W1_PIN & (1<< W1_BIT)) == 0x00)
Gerät = 1;
anders
Gerät = 0;
_delay_us(420);
Rückgabegerät;
}

Void w1_sendcmd(unsigned char cmd) (
< 8; i++) {
if ((cmd & (1<< i)) == 1 << i) {
W1_DDR |= 1<< W1_BIT;
_delay_us(2);
W1_DDR &= ~(1<< W1_BIT);
_delay_us(65);
) anders (
W1_DDR |= 1<< W1_BIT;
_delay_us(65);
W1_DDR &= ~(1<< W1_BIT);
_delay_us(5);
}
}
}

Unsigned char w1_receive_byte() (
unsigned char data = 0;
for (unsigned char i = 0; i< 8; i++) {
W1_DDR |= 1<< W1_BIT;
_delay_us(2);
W1_DDR &= ~(1<< W1_BIT);
_delay_us(7);
if ((W1_PIN & (1<< W1_BIT)) == 0x00)
Daten &= ~(1<< i);
anders
Daten |= 1<< i;
_delay_us(50);
}
Rückgabedaten;
}

Int temp_18b20() (
unsignierte Zeichendaten;
int temp = 0;
if (w1_find() == 1) (
w1_sendcmd(0xcc);
w1_sendcmd(0x44);
_delay_ms(750);
w1_find();
w1_sendcmd(0xcc);
w1_sendcmd(0xbe);
data = w1_receive_byte();
data = w1_receive_byte();
temp = Daten;
temp = temp<< 8;
temp |= Daten;
Temperatur = Temperatur * 0,625;
if (temp > 0 && temp< 999) {
temp_temp = temp;
) anders (
temp = temp_temp;
}
}
Rücklauftemperatur;
}

DDRC |= (1<< 5) | (1 << 4) | (1 << 2) | (1 << 1) | (1 << 0);
DDRB |= (1<< 5) | (1 << 4);

DDRD = 0xff;
PORTD = 0xff;

TCCR0 = (1<< CS02) | (0 << CS01) | (1 << CS00);
TCCR1B = (1<< CS02) | (0 << CS01) | (1 << CS00);
TCCR2 = (1<< CS02) | (0 << CS01) | (1 << CS00);

TIMSK |= (1<< TOIE0);
TIMSK |= (1<< TOIE2);
TIMSK |= (1<< TOIE1);

TCNT1H = 0xF9;
TCNT1L = 0xE4; //16 MHz

Pi = 2;
mtyp = 1;

< 12; pj++) {
param = eeprom_read_word(&fparam);
tparam = param;
}

PORTC &= ~(1<< PC5);

Wenn (pi == 0||pi == 1) (
show_seg(param, 0);
}
wenn (pi< 12&&pi>1) {
show_seg(param, pi + 13);
}
if (pi == 12 || pi == 14) (
show_seg(curr_temp, 0);
}
wenn (pi == 13) (
show_seg(param * 6 — tic_w / 600, 0);
}
if (pi == 15&¶m<3) {
if (curr_temp >= stab_temp) (
if (curr_temp - stab_temp > 99) (
show_seg(99, 10);
) anders (
show_seg(curr_temp — stab_temp, 10);
}

}
if (curr_temp< stab_temp) {
if (stab_temp - curr_temp > 99) (
show_seg(99, 11);
) anders (
show_seg(stab_temp - curr_temp, 11);
}

}
}
if (pi == 15&¶m==3) (
show_seg(curr_temp, 0);
}
wenn (pi == 16) (
show_seg(param * 6 - tic_h / 10, 0);
}
wenn (pi == 17) (
show_seg(reg_k/10, 0);
}
wenn (pi == 18) (
show_seg(kol_stop, 0);
}
if (pi == 19) (
show_seg(888, 0);
}

Wenn (tic > 10 && pi > 11) (
curr_temp = temp_18b20();
Tic = 0;
}

Wenn ((param<3&&curr_temp >500 && pi == 12)||(param==3&&curr_temp > 800 && pi == 12)) (
x = 5;
xtic_voice = 10;
xtic_sil = 10;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;
pi = 13;
head_kol = 0;
theheads_kol = 0;
kk = 0;
PORTB |= (1<< PB4);
}
if (param * 6< tic_w / 600 && pi == 13) {
x = 2;
xtic_voice = 5;
xtic_sil = 10;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;
pi = 14;
}

Wenn (pi == 14) (
if (heads_kol % (param * 10) == 0
&& head_kol > (param * 10 - 1) && kk == 0
&& head_kol > theheads_kol&& param>0) (
x = head_kol / (param * 10);
xtic_voice = 5;
xtic_sil = 10;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;
kk = 1;
theheads_kol = head_kol;
}

If (pi == 15 && stab_temp + param< curr_temp&¶m<3) {
PORTC &= ~(1<< PC5);
tic_h = 0;
vcount = 1;
vkoeff = 0;
fvz = 1;
if (sf == 0 && (param == 2 || param == 1)) (
pi = 16;
kol_stop++;
quadro = param*4*60;
}
sf = 1;
}
if (pi > 14 && pi< 17 && stab_temp + param >= curr_temp&¶m<3) {
sf = 0;
pi = 15;
}

If (pi == 17 && tic_reg > 30) (
tic_reg = 0;
pi = 15;
}

Wenn (param==2&&pi > 14 && pi< 18 && stab_temp + param >= curr_temp) (
quadro=0;
}

Wenn (param==3&&pi==15)
{
if (curr_temp {
t3pr=0;
}
if (curr_temp>=param*10&&curr_temp<=param*10)
{
t3pr=param*(curr_temp-param*10);
}
if (t3pr>1000||curr_temp>param*10||param>param)
{
pi=18;
PORTC &= ~(1<< PC5);
vcount = 1;
vkoeff = 0;
}
}

Wenn (pi == 18 && kk == 0) (
x = 1;
xtic_voice = 20;
xtic_sil = 5;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;
kk = 1;
reg_k = 1000;
tic_w = 0;
fvz = 0;
PORTB |= (1<< PB5);

Für (unsigned char pj = 0; pj< 2; pj++) {
if (param > tparam || param< tparam) {
eeprom_write_word(&fparam, param);
}
}
}

Wenn (pi == 19) (
PORTB &= ~(1<< PB5);
}

}
0 zurückgeben;

Schematische Darstellung und externes Gerät.

Abschließend stelle ich fest, dass meine ursprüngliche Vorstellung von dem Gerät idealistisch und natürlich falsch war. Erst durch die Anpassung der ursprünglichen Problembeschreibung durch Kollegen in einem bekannten Forum und ein Jahr Arbeit wurde dieses eher einfache Gerät wirklich praktisch. Derzeit wurde es an über 50 Exemplaren getestet und hat sich im Prinzip als Komplettlösung bewährt. Das Projekt steht derzeit jedermann zur Wiederholung offen.

Schauen wir uns also den Berichtigungsprozess an, der in der Kolonne stattfindet. In verschiedenen Quellen im Internet habe ich nur zwei Arten von Möglichkeiten gefunden, den Berichtigungsprozess zu beschreiben. Der erste beschrieb alles kurz und ohne das Wesentliche preiszugeben, etwa: „Stellen Sie die Säule auf den Würfel, schalten Sie den Herd ein, und der Alkohol beginnt herauszufließen.“ Letztere enthielten in der Regel so viele spezifische Begriffe und Grafiken, dass man ohne einen wissenschaftlichen Abschluss nicht verstehen konnte, was dort vor sich ging. Ich erlaube mir, es sozusagen an meinen Fingern zu erklären ...

Die Säule muss vertikal auf einer Oberfläche installiert werden, die beheizt wird. Bei einer erheblichen Abweichung von der Vertikalen geht der technologische Prozess schief und die Qualität des Endprodukts nimmt merklich ab. Die Flüssigkeit kocht und Dampf beginnt in die Säule zu strömen. Im mittleren Teil der Struktur befindet sich eine Auswahleinheit und noch höher ein Kühlschrank, dessen Aufgabe es ist, den Dampf abzukühlen und in den Würfel zurückzuleiten. Auf seinem Weg trifft der Dampf auf Schleim (das Kondensat abfließen lässt) und durch den Kontakt zwischen ihnen wird der leichte Anteil des Schleims in Dampf und der schwere Anteil im Gegenteil in Schleim umgewandelt. So entsteht das Endprodukt des Prozesses. So sieht die Berichtigung in Kürze aus. Versuchen wir nun, jede Phase im Detail zu betrachten.

Wie funktioniert der Berichtigungsprozess?

Zur Korrektur verwenden wir also nicht mehr Mondschein, sondern direkt. Nun, natürlich verwenden nur wenige Menschen hochwertigen Mondschein zur Rektifikation – dafür nehmen sie entweder „Schwänze“, die ein normaler Mondscheiner nicht ausgießt, oder sie verwenden zur Rektifikation Mondschein, der sich hinsichtlich Geschmack und Transparenz als nicht sehr erfolgreich herausstellte und andere organoleptische Eigenschaften. Es ist notwendig, für die Rektifikation Mondschein anstelle von Maische zu verwenden, da der Mondschein durch die Destillation bereits von zahlreichen in der Maische vorhandenen Verunreinigungen befreit ist und bei Verwendung von Maische der Maischeschaum beim Kochen in die Säule geschleudert wird, was dazu führt, dass die Maische in die Säule eindringt Dies führt zu erheblichen Problemen beim Waschen des Geräts.

In den Würfel gegossen, die Säule installiert, wir beginnen mit dem Erhitzen. Beim Kochen steigt Dampf in die Säule auf. Es durchläuft den mit Kontaktelementen gefüllten unteren Teil der Schublade und steigt in den Rückflusskühler, wo es an den durch einen Wassermantel gekühlten Wänden zum Rückfluss kondensiert und nach unten fließt. Lassen wir den Auswahlknoten vorerst überspringen, wir kommen später darauf zurück. Unser Schleim passiert also die Selektionseinheit und gelangt in den unteren Teil der Säule, wo er durch unsere geschnittenen Schwämme zurück in den Würfel fließt. Und hier liegt genau das Geheimnis, das dem Rektifikationsprozess zugrunde liegt: Wärme- und Stoffübertragung. Um bei der Beschreibung der ablaufenden physikalischen Prozesse nicht durcheinander zu geraten, werde ich versuchen, sie so weit wie möglich zu vereinfachen.

Im unteren Teil der Kolonne steigt also alkoholhaltiger Dampf nach oben und alkoholhaltige Flüssigkeit – Schleim – fließt nach unten. Auf der Oberfläche der Kontaktelemente interagieren Dampf und Flüssigkeit, durch diese Wechselwirkung entzieht der Dampf der Flüssigkeit Alkohol und steigt noch alkoholgesättigter höher, und Schleim mit minimalem Restalkoholgehalt fließt in den Würfel zurück. Da die Wechselwirkung direkt an der Oberfläche der Kontaktelemente stattfindet, haben wir die Säule mit Waschlappen gefüllt. Als solche Elemente wurden in Destillationsanlagen zunächst plattenähnliche Edelstahlteile verwendet. Sie befanden sich übereinander und auf ihnen strömte (gurgelte) Dampf durch eine Flüssigkeitsschicht. Heutzutage werden jedoch häufig kleine Destillationskolonnen verwendet, und die Verwendung solcher Böden hat sich aufgrund ihrer konstruktiven Komplexität als unpraktisch erwiesen. Daher werden sie meist mit Elementen gefüllt, die eine große bebaute Oberfläche haben. Dies können verschiedene Netze, Ringe, Bälle und Federn sein.

Diagramm der Destillationskolonne

Konstruktionsmerkmale der Destillationskolonne

Kommen wir nun zu einem Element der Destillationskolonne wie dem Kommunikationsrohr mit der Atmosphäre, das sich ganz oben befindet. Viele Menschen haben eine Frage: Entweichen alkoholhaltige Dämpfe nicht einfach dadurch in die Atmosphäre? Bei richtiger Auslegung der Kolonne entstehen also keine Verluste – das Rohr dient dem Druckausgleich. Beim Erhitzen des Behälters mit Flüssigkeit zur Rektifikation entweicht Luft aus der Kolonne und dem Würfel durch dieses Rohr, wodurch die entstehenden Alkoholdämpfe durch die Kolonne strömen und zum Rückflusskühler gelangen können. Und wenn die Luft keinen Auslass hat und Alkoholdämpfe sich nicht frei durch die Säule bewegen können, ist die Explosion eines Würfels ohne Ventil unvermeidlich. Während des Betriebs der Anlage und bei korrekten Temperaturbedingungen gelangt Alkoholdampf in den kalten Kühler und nicht in das Rohr.

Dabei kondensiert der Alkoholdampf im Rückflusskühler und es kommt dort zu Druckverlusten. Das Rohr gleicht diese Druckunterschiede aus, um Störungen des stabilen Betriebs der Anlage zu vermeiden. Aus diesem Grund muss das Verbindungsrohr an den Rückflusskühler angeschlossen werden und nicht an ein anderes Element der Destillationseinheit. Wenn der Prozess stabil ist, bewegt sich die Luft aus der Säule leicht durch dieses Rohr hin und her. Einige besonders gefräßige Gleichrichter installieren einen kleinen Rückflusskühler am Rohr. Dieser Schritt hilft dabei, noch ein paar Gramm Alkohol aufzusammeln, der möglicherweise noch austritt. Das Verbindungsrohr zur Atmosphäre muss am höchsten Punkt des Rückflusskühlers angeschlossen werden. Dies ist notwendig, damit sämtlicher Alkoholdampf, der in den Rückflusskühler gelangt, darin kondensieren kann und nicht durch das Rohr in die Atmosphäre entweicht. Der Abstand vom Rohr zum Eingang zum Rückflusskühler sollte maximal sein.

Selektionseinheit in der Destillationskolonne

Jetzt der Auswahlknoten. Wie auf dem Bild zu sehen ist, handelt es sich bei der Selektionseinheit um eine kleine Seite, die den freien Schleimfluss nach unten verhindert. Dementsprechend bleibt ein Teil des Schleims auf dieser Seite zurück und gelangt bei geöffneter Selektionseinheit in den Kühlschrank, wo er zum gewünschten Destillat wird, und der Rest des Schleims fließt weiter nach unten zum nächsten Wärme- und Stoffaustauschprozess der untere Teil der Säule. Das Verhältnis zwischen dem entnommenen Destillat und der Durchflussmenge des zurückgeführten Rücklaufs wird als Rücklaufverhältnis bezeichnet; es wird in Industrieanlagen über einen Auswahlhahn eingestellt, und hier übernimmt die Tropfklemme diese Rolle. Je höher er ist, desto mehr reiner Alkohol fließt in den Auffangbehälter.

Bei vollständig geschlossener Klemme liegt diese Zahl nahe bei Unendlich. Wenn also die Kolonne in Betrieb geht, muss die Klemme geschlossen werden, und erst wenn nach mehrmaligem Durchlaufen der Kontaktelemente möglichst mit Alkohol gesättigter Dampf im Rückflusskühler zirkuliert, sollte mit der Destillatselektion begonnen werden. Hier lässt sich der genaue Zeitpunkt des Selektionsbeginns nicht ermitteln; es gibt hier keine Fische, die sich in ihrem charakteristischen Geruch unterscheiden können, sodass der Zeitpunkt des Selektionsbeginns nur experimentell ermittelt werden kann.

Manchmal kann ein so unangenehmes Phänomen wie das Verstopfen der Destillationskolonne auftreten; es ist an dem starken Gurgelgeräusch im Inneren der Betriebsstruktur zu erkennen. Dann sammelt sich der vom Rückflusskühler kommende Schleim darin und gelangt nicht in den Würfel. Typische Ursachen für das Ersticken sind zu hohe Heizleistung, Konstruktionsfehler oder eine zu große Anzahl an Waschlappen.

Es ist kein Geheimnis, dass Sie heutzutage reinen Alkohol oder hochreines Destillat ganz einfach zu Hause erhalten können, indem Sie eine Rektifikations- oder Bodenkolonne in Ihrem Arsenal haben. In Russland sind ein Dutzend namhafter Hersteller mit der Produktion solcher Geräte beschäftigt.

Theorie

Vereinfacht ausgedrückt ähnelt das Prinzip der Rektifikation der herkömmlichen Destillation. Der durch das Heizelement erhitzte Dampf steigt aus dem Destillationswürfel durch die Säule auf und kondensiert im Kühlschrank. Der Unterschied besteht darin, dass bei der Destillation die gesamte Flüssigkeit sofort in den Auffangbehälter geleitet wird, bei der Rektifikation nur ein kleiner Teil und der Rest, durch einen Rückflusskühler kondensiert, zurück in den Würfel geleitet wird. In der Destillationskolonne befindet sich ein Füllkörper (oder Böden), die sogenannte Packung, die die Kontaktfläche von Dampf und Flüssigkeit vergrößert. Somit strömt Dampf von unten nach oben durch die Kolonne und Flüssigkeit von oben nach unten. Dieses Verfahren ermöglicht es, im Gegensatz zur Destillation, die im ursprünglichen Rohalkohol enthaltenen Komponenten sequentiell anzuordnen und durch einen Selektionsregler einzeln in Form verschiedener Fraktionen auszuwählen.

Wichtig ist dabei die Wärmedämmung, die den Wärmeaustausch mit der Außenumgebung reduziert. Das Thermometer zeigt die Temperatur alkoholhaltiger Dämpfe an, um Schwanzfraktionen zu kontrollieren. Während des Rektifikationsprozesses darf der Druck auf keinen Fall über dem Normaldruck liegen, um das sogenannte Choking zu verhindern. Das Gerät zur Druckmessung ist ein Druckrohr oder ein normales Manometer, und die atmosphärische Armatur dient der Kommunikation mit der Atmosphäre.

Ohne auf Einzelheiten einzugehen, besteht der durchschnittliche statische Rohalkohol aus drei Hauptstoffgruppen: Kopffraktionen, kommerzieller Alkohol, Schwanzfraktionen. Der Zweck der Rektifikation besteht darin, zunächst die Kopffraktionen abzutrennen und dann den kommerziellen Alkohol auszuwählen, ohne dass die Schwanzfraktionen in diesen gelangen. Kopffraktionen werden üblicherweise nach ihrem Volumen (5–10 %) von der Gesamtmenge an Rohalkohol abgetrennt. Das Einsetzen von Rückständen wird normalerweise mit einem Thermometer am Boden der Kolonne überwacht.

Es scheint ausreichend, den Silikon-Absaugschlauch mit unterschiedlichen Kräften abzuklemmen, beispielsweise mit einer Hoffman-Klemme.

Auswahlgeräte auf Basis eines elektromagnetischen Ventils weisen diese Nachteile nicht auf.

Üben

Die Berichtigung besteht aus den folgenden Schritten

Projektquellcode (ATMEGA8-Sicherungen)

#define F_CPU 16000000UL

#enthalten
#enthalten
#enthalten
#enthalten

vorzeichenlose Zeichennummer = (

0x3f, //0
0x06, //1
0x5b, //2
0x4f, //3
0x66, //4
0x6d, //5
0x7d, //6
0x07, //7
0x7f, //8
0x6f, //9

0x00, // 10
0x40, //- 11
0x08, //6bup_ 12

0x23, //up 13
0x1c, //down 14
0x50, //r 15
0x58, //c 16
0x5e, //d 17
0x74, //h 18
0x63, //oup 19
0x5c, //o 20
0x6b, //Ob 21
0x54, //n 22
0x79, //E 23
0x36 //|| 24

char param_dot =( 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0 );
int param_min = ( 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 80, 0, 0);
int param_max = ( 999, 999, 3, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99,99 );

unsigned char data1 = 0, data2 = 0, data3 = 0, fv = 0, fp = 0, fp2 = 0, fl = 0,
status = 0, mtype = 0, is_menu = 0, vcount = 0, fvz = 0, kk = 0, sf = 0, resbutt = 0, count = 0, jj = 0, pi, upState,
downState, OldState, NewState, isok = 0;
int x = 0, curr_temp = 0, temp_temp = 0, stab_temp = 0, tic_h = 0, xtic_voice =
0, xtic_sil = 0, tic_reg = 0, head_kol = 0, tic_voice = 0, tic_sil = 0,
theheads_kol = 0, total_kol = 0, temp_total_kol = 0, tic = 0,
tic_m = 0, kol_stop = 0, quadro = 0, t3pr = 0;
long tic_w = 0,vkoeff = 0, param, tparam,reg_k=1000;

unsigned int fparam EEMEM;

#define W1_PORT PORTC
#define W1_DDR DDRC
#define W1_PIN PINC
#define W1_BIT 3

ISR(TIMER1_OVF_vect) (
cli();

TCNT1H = 0xF9;
TCNT1L = 0xE4; //16 MHz

if ((PINB & 0b00000001) == 1) (
resbutt++;
if (resbutt > 30) (
PORTC &= ~(1<< PC5);
vcount = 1;
vkoeff = 0;
tic_w=0;
fvz = 0;
reg_k=1000;
pi = 2;
}
) anders (
resbutt = 0;
}

if (quadro>0&¶m == 2&&pi > 14 && pi< 17&®_k >param*10&& stab_temp + param< curr_temp)
{
if (quadro>0)
{
quadro--;
}
if (quadro==0)
{
PORTC &= ~(1<< PC5);
vcount = 1;
vkoeff = 0;
pi = 18;
}
}

if (isok > 0) (
ist in Ordnung--;
) anders (
isok = 0;
}

if (fv == 1 && x > 0 && param< 99) {
if (tic_voice > 0) (
PORTC |= (1<< PC4);
tic_voice--;
) anders (
PORTC &= ~(1<< PC4);
fv = 0;
tic_sil = 10;
}
}
if (fv == 0 && x > 0) (
if (tic_sil > 0) (
tic_sil--;
) anders (
X--;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;
}
}

wenn (x == 0) (
kk = 0;
fv = 0;
}

wenn (pi > 10) (
tic++;
}
wenn (pi == 13) (
tic_w++;
}
wenn (pi == 17) (
tic_reg++;
}

if (pi == 16&¶m<3) {
tic_h++;
if (tic_h > param * 60) (
if (param == 1) (
tic_h = 0;
pi = 18;
}
if (param == 2) (
reg_k = reg_k - param*10;
pi = 17;
x = 1;
xtic_voice = 30;
xtic_sil = 5;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;

if (reg_k<= param*10) {
tic_h = 0;
pi = 18;
}
}

}
if (pi == 0 || pi == 1) (
tic_m++;
if (tic_m > 40) (
tic_m = 0;
pi = pi + 14;
}
}

if ((vcount == 0 && pi == 14) | (vcount == 0 && pi == 0)) (
vkoeff++;
wenn (vkoeff< param) {
PORTC |= (1<< 5);
) anders (
vcount = 1;
vkoeff = 0;
}

}
if ((vcount == 0 && pi > 14 && pi< 17) | (vcount == 0 && pi == 1)) {
vkoeff++;
wenn (vkoeff< param) {
PORTC |= (1<< 5);
) anders (
vcount = 1;
vkoeff = 0;
}

if ((vcount == 1 && pi == 14) | (vcount == 1 && pi == 0)) (
vkoeff++;
wenn (vkoeff< param * 10) {
PORTC &= ~(1<< 5);
) anders (
vcount = 0;
vkoeff = 0;
head_kol++;
}

}
if ((vcount == 1 && pi == 15) | (vcount == 1 && pi == 1)) (
vkoeff++;

if (fvz == 0) (
if (param==3)
{
reg_k=1000-t3pr;
}
wenn (vkoeff< param * 1000 / reg_k) {
PORTC &= ~(1<< 5);
) anders (
vcount = 0;
vkoeff = 0;
}

) anders (
wenn (vkoeff< param * 30) {
PORTC &= ~(1<< 5);
) anders (
vcount = 0;
vkoeff = 0;
fvz = 0;
}
}
}

if (pi == 19) (
PORTC |= (1<< 5);
}
if ((pi > 1 && pi< 14) || (pi >16 && pi< 19)) {
PORTC &= ~(1<< 5);
}

ISR(TIMER0_OVF_vect) (
cli();

TCNT0 = 0xbc; //16 MHz

PORTC &= ~((1<< 2) | (1 << 1) | (1 << 0));

if (count == 0) (
PORTD = Nummer;
PORTC |= (1<< 0);
}
if (count == 1) (
PORTD = Nummer;
PORTC |= (1<< 1);
if (param_dot == 1) (
PORTD |= (1<< 7);
}
if (param_dot == 0) (
PORTD &= ~(1<< 7);
}
}
if (count == 2) (
PORTD = Nummer;
PORTC |= (1<< 2);
wenn (pi == 14) (
PORTD |= (1<< 7);
) anders (
PORTD &= ~(1<< 7);
}
}
count++;
if (count == 3)
Anzahl = 0;

ISR(TIMER2_OVF_vect) (
cli();

if ((PINB & 0b00000001) == 1 && isok == 0) //
{

if (pi >= 2 && pi<= 11) {
pi++;
}

for (unsigned char pj = 2; pj< 12; pj++) {
if (param > tparam || param< tparam) {

}
}
}

jj = 0;
if (pi == 15 || pi == 16) (
PORTC &= ~(1<< PC5);
vcount = 1;
vkoeff = 0;
pi = 14;
jj = 1;
}

if (pi == 14 && jj == 0) (
stab_temp = curr_temp;
pi = 15;
sf = 0;
PORTC &= ~(1<< PC5);
vcount = 1;
vkoeff = 0;
}

if (pi == 19) (
kol_stop = 0;
pi = 2;
}

wenn (pi == 18) (
pi = 19;
}

NewState = PINB & 0b00000110;
if (NewState != OldState) (
Schalter (OldState) (
Fall 4: (
if (NewState == 6)
upState++;
if (NewState == 0)
downState++;
brechen;
}

if (upState >= 4) (
tic_m = 0;

wenn (pi<= 11) {
param++;
if (param > param_max) (
param = param_min;
}
}

if (pi > 13 && pi< 16) {
tic_m = 0;
param++;
if (param > param_max) (
param = param_min;
}

pi = pi - 14;
}

upState = 0;
}

if (downState >= 4) (
tic_m = 0;

wenn (pi<= 11) {
if (param == param_min) (
param = param_max;
) anders (
param--;
}

if (pi > 13 && pi< 16) {
tic_m = 0;
if (param == param_min) (
param = param_max;
) anders (
param--;
}

pi = pi - 14;
}

downState = 0;
}

void show_seg(int data, int literal) (
if (literal == 0) (
data3 = Daten / 100;
Daten2 = (Daten - Daten3 * 100) / 10;
Daten1 = (Daten - Daten3 * 100) % 10;
) anders (
if (literal == 12) (
data3 = literal;
data2 = literal;
data1 = literal;
) anders (
data3 = literal;
data2 = Daten / 10;
Daten1 = Daten% 10;
}
}

unsigned char w1_find() (
unsigniertes char-Gerät;
W1_DDR |= 1<< W1_BIT;
_delay_us(485);
W1_DDR &= ~(1<< W1_BIT);
_delay_us(65);
if ((W1_PIN & (1<< W1_BIT)) == 0x00)
Gerät = 1;
anders
Gerät = 0;
_delay_us(420);
Rückgabegerät;
}

void w1_sendcmd(unsigned char cmd) (
< 8; i++) {
if ((cmd & (1<< i)) == 1 << i) {
W1_DDR |= 1<< W1_BIT;
_delay_us(2);
W1_DDR &= ~(1<< W1_BIT);
_delay_us(65);
) anders (
W1_DDR |= 1<< W1_BIT;
_delay_us(65);
W1_DDR &= ~(1<< W1_BIT);
_delay_us(5);
}
}
}

unsigned char w1_receive_byte() (
unsigned char data = 0;
for (unsigned char i = 0; i< 8; i++) {
W1_DDR |= 1<< W1_BIT;
_delay_us(2);
W1_DDR &= ~(1<< W1_BIT);
_delay_us(7);
if ((W1_PIN & (1<< W1_BIT)) == 0x00)
Daten &= ~(1<< i);
anders
Daten |= 1<< i;
_delay_us(50);
}
Rückgabedaten;
}

int temp_18b20() (
unsignierte Zeichendaten;
int temp = 0;
if (w1_find() == 1) (
w1_sendcmd(0xcc);
w1_sendcmd(0x44);
_delay_ms(750);
w1_find();
w1_sendcmd(0xcc);
w1_sendcmd(0xbe);
data = w1_receive_byte();
data = w1_receive_byte();
temp = Daten;
temp = temp<< 8;
temp |= Daten;
Temperatur = Temperatur * 0,625;
if (temp > 0 && temp< 999) {
temp_temp = temp;
) anders (
temp = temp_temp;
}
}
Rücklauftemperatur;
}

DDRC |= (1<< 5) | (1 << 4) | (1 << 2) | (1 << 1) | (1 << 0);
DDRB |= (1<< 5) | (1 << 4);

DDRD = 0xff;
PORTD = 0xff;

TCCR0 = (1<< CS02) | (0 << CS01) | (1 << CS00);
TCCR1B = (1<< CS02) | (0 << CS01) | (1 << CS00);
TCCR2 = (1<< CS02) | (0 << CS01) | (1 << CS00);

TIMSK |= (1<< TOIE0);
TIMSK |= (1<< TOIE2);
TIMSK |= (1<< TOIE1);

TCNT1H = 0xF9;
TCNT1L = 0xE4; //16 MHz

pi = 2;
mtyp = 1;

< 12; pj++) {
param = eeprom_read_word(&fparam);
tparam = param;
}

PORTC &= ~(1<< PC5);

if (pi == 0||pi == 1) (
show_seg(param, 0);
}
wenn (pi< 12&&pi>1) {
show_seg(param, pi + 13);
}
if (pi == 12 || pi == 14) (
show_seg(curr_temp, 0);
}
wenn (pi == 13) (
show_seg(param * 6 - tic_w / 600, 0);
}
if (pi == 15&¶m<3) {
if (curr_temp >= stab_temp) (
if (curr_temp - stab_temp > 99) (
show_seg(99, 10);
) anders (
show_seg(curr_temp - stab_temp, 10);
}

}
if (curr_temp< stab_temp) {
if (stab_temp - curr_temp > 99) (
show_seg(99, 11);
) anders (
show_seg(stab_temp - curr_temp, 11);
}

if (tic > 10 && pi > 11) (
curr_temp = temp_18b20();
Tic = 0;
}

wenn ((param<3&&curr_temp >500 && pi == 12)||(param==3&&curr_temp > 800 && pi == 12)) (
x = 5;
xtic_voice = 10;
xtic_sil = 10;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;
pi = 13;
head_kol = 0;
theheads_kol = 0;
kk = 0;
PORTB |= (1<< PB4);
}
if (param * 6< tic_w / 600 && pi == 13) {
x = 2;
xtic_voice = 5;
xtic_sil = 10;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;
pi = 14;
}

wenn (pi == 14) (
if (heads_kol % (param * 10) == 0
&& head_kol > (param * 10 - 1) && kk == 0
&& head_kol > theheads_kol&& param>0) (
x = head_kol / (param * 10);
xtic_voice = 5;
xtic_sil = 10;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;
kk = 1;
theheads_kol = head_kol;
}

if (pi == 15 && stab_temp + param< curr_temp&¶m<3) {
PORTC &= ~(1<< PC5);
tic_h = 0;
vcount = 1;
vkoeff = 0;
fvz = 1;
if (sf == 0 && (param == 2 || param == 1)) (
pi = 16;
kol_stop++;
quadro = param*4*60;
}
sf = 1;
}
if (pi > 14 && pi< 17 && stab_temp + param >= curr_temp&¶m<3) {
sf = 0;
pi = 15;
}

if (pi == 17 && tic_reg > 30) (
tic_reg = 0;
pi = 15;
}

if (param==2&&pi > 14 && pi< 18 && stab_temp + param >= curr_temp) (
quadro=0;
}

if (param==3&&pi==15)
{
if (curr_temp {
t3pr=0;
}
if (curr_temp>=param*10&&curr_temp<=param*10)
{
t3pr=param*(curr_temp-param*10);
}
if (t3pr>1000||curr_temp>param*10||param>param)
{
pi=18;
PORTC &= ~(1<< PC5);
vcount = 1;
vkoeff = 0;
}
}

if (pi == 18 && kk == 0) (
x = 1;
xtic_voice = 20;
xtic_sil = 5;
tic_voice = xtic_voice;
tic_sil = xtic_sil;
fv = 1;
kk = 1;
reg_k = 1000;
tic_w = 0;
fvz = 0;
PORTB |= (1<< PB5);

for (unsigned char pj = 0; pj< 2; pj++) {
if (param > tparam || param< tparam) {
eeprom_write_word(&fparam, param);
}
}
}

if (pi == 19) (
PORTB &= ~(1<< PB5);
}

}
0 zurückgeben;

Schematische Darstellung und externes Gerät.

Standard-Automatisierungslösung. Die Rektifikation ist einer der Hauptprozesse der chemischen Technologie. Zweck Prozesskontrolle ist aufrechtzuerhalten dauerhaft Angestellte Zielprodukt. Das Zielprodukt kann entweder der Sumpfrückstand oder das Destillat sein, das wir im Folgenden als Zielprodukt betrachten. Die Zusammensetzung eines anderen Produkts kann aufgrund von Änderungen in der Zusammensetzung der Originalmischung in gewissen Grenzen schwanken.

Als Kontrollobjekt nehmen wir eine Anlage zur Trennung eines binären Gemisches (Abb. 3.1), bestehend aus einem Wärmetauscher zur Erwärmung des Ausgangsgemisches 1, einer Plattendestillationskolonne 2, einem Rückflusskühler 3 und einem externen Kessel 4.

Eine Destillationsanlage ist ein komplexes Steuerungsobjekt mit einer Vielzahl von Parametern, die den Prozess charakterisieren, zahlreichen Beziehungen zwischen ihnen, ihrer Verteilung usw. Eine erhebliche Verzögerungszeit des Objekts kann in einigen Fällen dazu führen, dass die Ausgangsparameter des Prozesses beginnt sich nach Änderung der Parameter des Rohmaterials erst nach 1–3 Stunden zu verändern

Es kommt zu Störungen in der Anlage, wie z. B. Änderungen der Temperatur und Zusammensetzung des Ausgangsgemisches sowie von Wärme und Kühlmitteln, Änderungen der Eigenschaften von Wärmeübertragungsflächen aufgrund der Ablagerung von Stoffen an den Wänden usw. Darüber hinaus kommt es zu Störungen in der Anlage Die technologische Art der unter freiem Himmel installierten Destillationskolonnen wird durch Schwankungen der atmosphärischen Lufttemperatur beeinflusst.

Leistungsindikator Die Rektifikation ist die Zusammensetzung des Zielprodukts. Die Abhängigkeit des Effizienzindikators von den Prozessparametern lässt sich aus der Stoffbilanzgleichung ermitteln und hat die Form

, (3.1)

Wo S d, Mit mit, Also– Konzentration der Komponente im Destillat, im Ausgangsgemisch bzw. im Rückstand; G c, Gehen– Verbrauch der Ausgangsmischung bzw. des Rückstands. Die Analyse der Gleichung zeigt, dass die Konzentration S d hängt direkt von den Anfangsparametern der Ausgangsmischung ab. Bei ihrer Veränderung können stärkste Störungen in den Prozess gelangen, insbesondere über den Zusammensetzungskanal der Ausgangsmischung, da deren Zusammensetzung durch den bisherigen technologischen Prozess bestimmt wird.

Erster Mischungsverbrauch G c durch Regler stabilisiert Fluss 1. Die Membran und der Stellantrieb dieses Reglers müssen vor dem Wärmetauscher installiert werden, da der Flüssigkeitsstrom nach dem Erhitzen der Mischung durch den Wärmetauscher bis zum Siedepunkt eine Dampfphase enthalten kann, die den Betrieb des Durchflusssensors stört.

Die Stabilität der Temperatur der Ausgangsmischung ist für den Rektifikationsprozess von großer Bedeutung. Wenn das Gemisch beispielsweise bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunkts in die Kolonne gelangt, kühlt es die vom Boden der Kolonne kommenden Dämpfe ab und beschleunigt deren Kondensation, was den gesamten Rektifikationsprozess stört. Daher wird die Temperatur der Ausgangsmischung stabilisiert, indem der Kühlmittelfluss durch den Wärmetauscher mithilfe eines Reglers verändert wird Temperaturen 3.

Betrachten wir die Möglichkeiten zur Regulierung der Betriebsparameter des oberen (Verstärkungs-)Teils der Destillationskolonne, die direkt die Zusammensetzung des Destillats bestimmen. Die Abhängigkeit der Zusammensetzung der den Verstärkungsteil der Kolonne verlassenden Dämpfe (und damit der Zusammensetzung des Destillats) von anderen Prozessparametern lässt sich im Diagramm (Abb. 3.2) nachvollziehen.

Reis. 3.2. Temperaturdiagramm ( T) – Konzentration der niedrigsiedenden Komponente in der Flüssigkeit ( X) und Paare ( bei)

Die Analyse des Diagramms zeigt, dass die Konzentration bei(Wirkungsindikator) wird durch die Konzentration bestimmt X, Siedepunkt T

Flüssigkeits- und Dampfdruck Rüber Flüssigkeit. Gemäß der Phasenregel erhält man eine vorgegebene Konzentration y z Nur zwei der aufgeführten Parameter sollten auf einem bestimmten Wert gehalten werden, beispielsweise dem Druck R und Konzentration x s.

Druck R lässt sich leicht stabilisieren, indem der Dampffluss aus der Kolonne geändert wird. Regler Druck 6(siehe Abb. 3.1) In diesem Fall werden sie an der Kühlmittelleitung installiert, die in den Rückflusskühler eintritt, und nicht an dem Helmrohr, das den oberen Teil der Destillationskolonne mit dem Rückflusskühler verbindet. Dies ist insbesondere dadurch bedingt, dass bei der Dampfdrosselung im Helmrohr der Dephlegmator im Wechseldruckbetrieb zu arbeiten beginnt, was sich negativ auf den Kondensationsprozess auswirkt.

Die Stabilisierung des Drucks im oberen Teil der Kolonne ist nicht nur notwendig, um die gewünschte Zusammensetzung des Zielprodukts aufrechtzuerhalten, sondern auch, um das normale hydrodynamische Regime der Kolonne sicherzustellen. Wenn beispielsweise der Druck steigt, nehmen die Geschwindigkeit des Dampfstroms und die Produktivität der Anlage ab, und wenn der Druck sinkt, kann es zu einer „Überflutung“ der Kolonne kommen, wenn der aufsteigende Dampfstrom die an den Platten herunterfließende Flüssigkeit mitreißt.

Auch die Konzentration lässt sich relativ einfach regulieren X durch Veränderung der Rückflussgeschwindigkeit: Je höher diese Flussgeschwindigkeit, desto mehr niedrigsiedende Bestandteile sind in der Flüssigkeit enthalten. Regulierungsbehörde der Regulierungsbehörde Durchflussmenge 4 In diesem Fall kann es sowohl an der Rückflussleitung als auch an der Destillatleitung installiert werden, was gleichbedeutend ist. In der Praxis werden sowohl die Dampfzusammensetzung als auch die Destillatzusammensetzung selbst häufig durch Änderung der Rückflussgeschwindigkeit gesteuert. Chromatographen und Gasanalysatoren werden in der Industrie als Zusammensetzungsanalysatoren eingesetzt.

Um das Kontrollziel zu erreichen, ist es daher notwendig, den Druck und die Zusammensetzung der Flüssigkeit am Kopf der Kolonne zu stabilisieren, indem der Kühlmittelfluss, der in den Rückflusskühler eintritt, und der Rückflussfluss verändert werden. Die Qualität der Regulierung dieser Parameter hängt von der Zusammensetzung und Geschwindigkeit der Dämpfe ab, die sich aus dem unteren Abgasteil der Kolonne bewegen, und wird durch deren technologischen Modus bestimmt – hauptsächlich vom Druck, der Temperatur und der Zusammensetzung der Flüssigkeit im Kolonnenboden.

Eine Stabilisierung des Dampfdrucks im Sumpf ist nicht erforderlich, da die Destillationskolonne in diesem Parameter über ausgeprägte Selbstnivellierungseigenschaften verfügt. Innerhalb weniger Minuten nach der Einstellung des Drucks im Verstärkungsteil der Säule nimmt der Druck im Würfel einen bestimmten Wert an, der etwas höher ist als der Druck am Kopf der Säule.

Dies kann nicht über die Temperatur (Zusammensetzung) der Flüssigkeit im Würfel gesagt werden (wie im oberen Teil der Säule reicht es im Würfel aus, neben dem Druck nur einen Parameter zu regulieren). Eine Änderung der Rückflussmenge zur Regulierung des zweiten Parameters führt erst nach einigen Stunden zu einer Änderung der Parameter im Kolonnensumpf. In diesem Zusammenhang ist es zur Aufrechterhaltung des normalen Betriebs im Würfel erforderlich, einen dieser Parameter unabhängig zu regulieren. Normalerweise wird die Temperatur stabilisiert, da einerseits der Temperatursensor viel einfacher und zuverlässiger ist als Zusammensetzungsanalysatoren und andererseits, wenn das Zielprodukt ein Destillat ist, die Anforderungen an das technologische Regime am Boden liegen der Säule sind weniger streng als oben.

Durch Veränderung der Durchflussmengen des Sumpfrückstandes und des dem Kessel zugeführten Kühlmittels können regulierende Einflüsse im unteren Teil der Kolonne vorgenommen werden. Wenn wir bedenken, dass eine davon, nämlich die Durchflussrate des Rückstands, zur Aufrechterhaltung des Materialgleichgewichts, d. h. zur Stabilisierung des Flüssigkeitsspiegels im Würfel (Regler), verwendet werden sollte Level 5), dann besteht die einzig mögliche Regulierungswirkung darin, den Kühlmittelfluss durch den Kessel mithilfe eines Reglers zu ändern Temperaturen 2.

Wenn das Zielprodukt also ein Destillat ist, sind zur Erreichung des Kontrollziels folgende Regler erforderlich: Durchflussmenge der Ausgangsmischung – 1, Temperatur der Ausgangsmischung – 3, Druck im oberen Teil der Kolonne – 6, Die Flüssigkeitszusammensetzung im oberen Teil der Säule beträgt 4, die Temperatur beträgt 2 und der Flüssigkeitsstand im Würfel beträgt 5.

Vorbehaltlich der Kontrolle: Verbrauch der Ausgangsmischung, des Destillats, des Rückflusses, des Rückstands, der Wärme und der Kühlmittel; Zusammensetzung und Temperatur der Endprodukte; Temperatur der Ausgangsmischung, Wärme und Kühlmittel; Ebene im Würfel der Säule; Temperatur entlang der Kolonnenhöhe, Druck im oberen und unteren Teil der Kolonne sowie die Differenz dieser Drücke.

Alarme unterliegen erhebliche Abweichungen von den angegebenen Werten für die Zusammensetzung des Zielprodukts, den Füllstand und den Druck in der Kolonne. Wenn der Druck in der Kolonne höher als zulässig ist und die Zufuhr des Ausgangsgemischs stoppt, müssen automatische Schutzvorrichtungen die Destillationseinheit abschalten. In diesem Fall werden die Kühlmittel-, Rückstands- und Destillatleitungen blockiert und die Kühlmittel- und Rückflussleitungen vollständig geöffnet.

Regelung des Prozesses bei Verwendung des Bodenrückstandes als Zielprodukt. Der Sumpfrückstand wird nicht seltener als Destillat als Zielprodukt verwendet. In diesen Fällen werden strengere Anforderungen an die Aufrechterhaltung des technologischen Regimes im unteren Teil der Kolonne gestellt, daher wird im Kolonnenwürfel ein Zusammensetzungssensor und im oberen Teil ein Temperatursensor installiert. Die übrigen Steuergeräte der Standardschaltung bleiben unverändert.

Anpassung der Parameter an Steuerplatten. Bei einer großen Anzahl von Böden erfolgt die Wiederherstellung des gestörten Säulenmodus aufgrund einer erheblichen Verzögerung erst nach längerer Zeit. In diesem Fall ist es bequemer, als Regelgröße die Zusammensetzung der Fraktion auf dem Zwischenboden zu verwenden, die sich viel schneller und stärker (20–60-mal) ändert als die Zusammensetzung des Produkts am Auslass der Kolonne.

Die Zusammensetzung der Endprodukte ändert sich bei einer abrupten Änderung der Rückflussgeschwindigkeit (Abb. 3.3) geringfügig, da die Kurven 1 und 2 in der Nähe der Extrempunkte fast zusammenfallen. Gleichzeitig sind an den mittleren Kontrollplatten der erschöpfenden (Punkte A 1 und A 2) und verstärkenden (Punkte B 1 und B 2) Teile der Kolonne erhebliche Zusammensetzungsänderungen zu verzeichnen, an denen Zusammensetzungssensoren installiert werden sollten. Beachten Sie, dass alles, was über die Zusammensetzung von Produkten gesagt wurde, auch für die Temperaturen gilt.

Regulierung des Prozesses zur Auswahl der Zwischenfraktion. Bei der Rektifikation von Mehrstoffgemischen können mehrere Komponenten dampfförmig aus dem Zwischenteil der Kolonne entnommen werden. Der Dampf wird im Rückflusskühler kondensiert, das Kondensat wird in die Kolonne zurückgeführt und teilweise als eines der Zielprodukte selektiert.

Um die gewünschte Zusammensetzung der Zwischenfraktion auf der Sammelplatte sicherzustellen, ist es notwendig, eine konstante Zusammensetzung oder Temperatur der Flüssigkeit aufrechtzuerhalten (der konstante Dampfdruck über der Platte wird durch einen Druckregler am Kopf der Kolonne aufrechterhalten). Der häufigste Kontrolleffekt wird durch Ändern der Durchflussrate der zur Kolonne zurückgeführten Zwischenfraktion erzielt.

Temperaturregelung. Die Temperatur in der Säule hat eine deutlich geringere Verzögerung als die Zusammensetzung. Darüber hinaus sind Temperatursensoren einfacher und zuverlässiger. Wenn daher keine sehr hohen Anforderungen an die Reinheit des Zielprodukts gestellt werden, wird der Rückflussfluss (oder Kühlmittel in den Kessel) nicht durch die Zusammensetzung, sondern durch die Temperatur im oberen (unteren) Teil der Kolonne reguliert.

Wenn Störungen über viele Kanäle in die Kolonne gelangen (mit Änderungen der Parameter der Ausgangsmischung, Kühlmittel, Kühlmittel usw.), werden Verbesserungen der Regulierungsqualität der Zusammensetzungen der Zielprodukte durch die Stabilisierung der Temperaturdifferenz auf zwei erreicht benachbarte Steuerplatten, da der Temperaturunterschied im Durchschnitt schneller auf Störungen reagiert als die Temperatur.

Regulierung physikalisch-chemischer Variablen von Zielprodukten. Bei der Trennung von Mehrkomponentengemischen werden Regler physikalisch-chemischer Größen der Zielprodukte eingesetzt. Solche Variablen können die Dichte des Produkts, sein Flammpunkt, Partialdampfdruck, Siedepunkt, Beginn und Ende des Siedens usw. sein. Besonders bevorzugt sind Geräte, deren Ausgangssignal proportional zur Differenz der Parameterwerte für das Produkt und ist entsprechen dem Standard und können direkt im Steuerkreis eingesetzt werden.

In Abb. Abbildung 3.4 zeigt insbesondere eine Einheit zur Regulierung der Zusammensetzung basierend auf der Siedepunktdifferenz des Produkts und der Referenzflüssigkeit bei konstantem Druck im Auslassteil der Kolonne.

Eine kleine Menge gesättigter Dampf einer Referenzflüssigkeit – der Bodenrückstand einer bestimmten Zusammensetzung – wird kontinuierlich in den Boden der Kolonne eingespeist. In Kammer 3 kondensieren sie; Ihre Temperatur wird mit einem Thermoelement gemessen. Ein weiteres Thermoelement misst die Temperatur der siedenden Flüssigkeit in der Säule. Die Thermoelemente sind nach einer Differenzschaltung geschaltet und die Differenz ihrer Thermo-EMK wird dem Steuergerät zugeführt. Durch die kurze Länge und den ausreichend großen Durchmesser (10–15 mm) des Verbindungsrohres sollte die Druckgleichheit im Säulenwürfel und in der Kammer 3 gewährleistet sein.

Druckregelung am Kopf der Kolonne. Die typische Methode zur Druckregulierung durch Änderung der Durchflussmenge des dem Rückflusskühler zugeführten Kühlmittels ist mit einer großen Verzögerung verbunden, weshalb auch andere Steuerungsmethoden verwendet wurden (Abb. 3.5).

Wenn die am Kopf der Kolonne austretenden Dämpfe Komponenten enthalten, die nicht im Rückflusskühler kondensieren, wird ein Druckkontrollschema verwendet, bei dem diese Komponenten aus dem Abscheider abgeführt werden. Ein Rückflussbehälter kann auch die Rolle eines Abscheiders übernehmen (Abb. 3.5 a). Es sorgt für die notwendige Rückflusszufuhr, um die Zusammensetzung des Destillats bei erheblichen Störungen zu stabilisieren. Um das Materialgleichgewicht in diesem Behälter aufrechtzuerhalten, sollte der Füllstand durch Änderung der Destillatdurchflussrate angepasst werden. Darüber hinaus sorgt die Niveaustabilisierung für einen konstanten hydrostatischen Druck vor dem Ventil in der Rückflussleitung und verbessert so die Qualität der Zusammensetzungsregelung.

Reis. 3.5. Druckkontrollschemata am Kopf der Kolonne:

1 – Spalte; 2 – Rückflusskühler; 3 – Kapazität; 4 – Auswerfer

Zur Druckregulierung wird das Bypass-Verfahren eingesetzt (Abb. 3.5 b). Dabei wird ein Teil des Dampfes aus der Kolonne (bis zu 10 %) zusätzlich zum Rückflusskühler in den Rückflussbehälter überführt und dort kondensiert. Soll die Verzögerung im Druckregelsystem auf einen Mindestwert reduziert werden, werden die aus der Kolonne austretenden Dämpfe gedrosselt. Beide Verfahren erfordern den Einsatz großer Dampfregelelemente, was ihr Nachteil ist.

Im Falle der vollständigen Abwesenheit nicht kondensierbarer Dämpfe wird eine Methode zur Druckregulierung durch Änderung der Größe der Kondensationsfläche im Dephlegmator angewendet. Wenn der Druck in der Kolonne abnimmt, schließt der Druckregler das Ventil an der Kondensatabflussleitung vom Rückflusskühler. In diesem Fall steigt der Kondensatspiegel, die Kondensationsoberfläche verringert sich und der Druck nimmt den eingestellten Wert ein.

Wenn die Kondensation von Dämpfen im Rückflusskondensator aufgrund der Verdampfung von Kältemitteln (Ammoniak, Freon usw.) erfolgt, kann eine Verbesserung der Qualität der Druckregelung durch Änderung der Durchflussmenge der aus dem Rückflusskondensator entfernten Kältemitteldämpfe erreicht werden. Dies führt zu einer schnellen Änderung des Drucks und Siedepunkts des Kältemittels und damit der Verdampfungsrate. Der Durchfluss des flüssigen Kältemittels kann entweder über den Füllstand im Dephlegmator (Abb. 3.5 c) oder über die Überhitzung des Dampfes mithilfe eines Thermostatventils gemessen werden.

Das Vakuum in Vakuumkolonnen wird üblicherweise durch Änderung der Luft- oder Inertgaszufuhr in die Leitung zwischen Rückflusskühler und Dampf-(Wasser-)Ejektor reguliert (Abb. 3.5 d).

Es ist zu beachten, dass bei starken Änderungen des dem Rückflusskühler zugeführten Kühlmittelstroms in allen oben genannten Schemata neben einer Druckregeleinheit auch eine Einheit zur Stabilisierung des Kühlmittelstroms vorgesehen werden sollte.

Kaskadenbezogene Regulierung. Destillationskolonnen sind Kontrollobjekte mit großen Verzögerungen, sodass Störungen Zeit haben, das Regime der gesamten Kolonne erheblich zu ändern, bevor sich die Zusammensetzung der Zielprodukte ändert und deren Kompensation durch die Hauptregler des Kreislaufs beginnt. Eine Verbesserung der Qualität der Prozesssteuerung kann durch die Einführung zusätzlicher Regelkreise erreicht werden.

Bei der Regulierung der Zusammensetzung von Endprodukten wird fast immer eine kaskadengekoppelte Steuerung eingesetzt, was durch die geringe Zuverlässigkeit von Zusammensetzungsanalysatoren erklärt wird. Als Hilfsparameter bei der Regulierung der Zusammensetzung im oberen Teil der Kolonne (bzw. auf der Steuerplatte) wird die Rückflussgeschwindigkeit verwendet (Abb. 3.6 a).

Reis. 3.6. Schemata zur Regulierung der Zusammensetzung des Destillats mithilfe von Mehrkreis-Steuerungssystemen: 1 – Kolonne; 2 – Rückflusskühler

Wenn Sie die Zusammensetzung des Destillats regulieren, ist es besser, die Temperatur auf der Kontrollplatte als Hilfsparameter zu verwenden. Sie können auch ein Dreikreissystem verwenden (Abb. 3.6 b), bei dem der erste Hilfskreis ein Temperaturregler und der zweite ein Durchflussregler ist.

Prozessführung in einer Kolonne mit Rückflusskühler und Kondensator. Liegen die Siedepunkte der Gemischkomponenten nahe beieinander, erfolgt die Kondensation der die Kolonne verlassenden Brüden separat. Im Rückflusskühler wird nur die hochsiedende Komponente kondensiert, das Kondensat wird in einem Abscheider vom Dampf-Flüssigkeits-Gemisch abgetrennt und in die Kolonne zurückgeführt.

Der niedrigsiedende Komponentendampf durchläuft einen Rückflusskühler und wird dann in einem Kondensator kondensiert.

Damit im Rückflusskühler nur die hochsiedende Komponente kondensiert, ist es notwendig, die Temperatur des den Rückflusskühler verlassenden Dampf-Flüssigkeits-Gemisches auf einem bestimmten Niveau zu halten. Installieren Sie dazu einen Temperaturregler (Abb. 3.7), der den Kühlmittelfluss zum Rückflusskühler beeinflusst. Der Druck in der Kolonne wird durch Änderung des Kühlmittelflusses im Kondensator stabilisiert.

Regulierung des extraktiven Rektifikationsprozesses. Ein Merkmal dieser Art der Rektifikation ist die Einführung eines Lösungsmittels in den oberen Teil der Kolonne, das den Partialdruck einer der Komponenten verringert. Die Zufuhr des Lösungsmittels muss streng proportional zur Durchflussrate der Ausgangsmischung erfolgen, da es sonst entweder zu einer ungerechtfertigten Erhöhung der Säulenbelastung oder zu einer mangelhaften Trennung der Gemischkomponenten kommt. Um das Verhältnis der Durchflussraten der Ausgangsmischung und des Lösungsmittels aufrechtzuerhalten, ist ein Regler installiert. Die übrigen Steuereinheiten der Extraktionskolonne und der Lösungsmittelregenerationskolonne ähneln denen in den zuvor diskutierten Schemata.

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