Створення ББК (НБК)

[Игорь]

Снова "онлайн", на этот раз - с данными о давлении внизу насадочной части.
http://labspirt.com/Igor/logs/
Задаю постепенно повышающуюся крепость в струе и дохожу до провала браги. После этого делаю "противопровальную терапию", меняю  настройку крепости отбора на "предпровальное" значение и считаю, что нашел оптимальный режим перегонки ЭТОЙ браги в ЭТИХ условиях.
Первый раз не получилось - противопровальная терапия вызвала резкий рост температуры в насадке, и это было воспринято как недостаток браги.
Второй раз после некоторых изменений алгоритма все отработало как по нотам.

Хочу найти связь между предпровальным и предзахлебным состоянием насадки. Для этого на график вывел толстую зеленую линию - показания датчика давления. Если увижу, что информация от него незаменима, буду использовать.

Онлайн - трансляция, как всегда, по ссылке http://labspirt.com/Igor/logs/
Скриншот на данный момент прикреплен.

[ГОГа]

А что произошло около 16-48?
И отчего пошло вверх давление после 17-00?

[Игорь]

А что произошло около 16-48?

В этот момент я заметил, что в программе я  неправильно указал критерий снижения заданной температуры пара вверху насадки, из-за чего процесс пошел не по пути поиска оптимального режима, а застрял на заведомо малой стартовой подаче , малом давлении и малой крепости выхода (около 60%об). Поэтому я прервал подачу браги (отключил насос), и процесс автоматически отключился. Через несколько минут я перепрошил контроллер, процесс возобновился.
После нового запуска, автоматика сразу стабилизировала подачу и сразу стала понижать заданную температуру. Подача стала увеличиваться и давление внизу насадки из почти нулевого (шкала слева - в миллиметрах водного столба) стала вполне адекватной для 70-ти сантиметров насадки.
По мере дальнейшего поиска оптимума, настройка все снижалась, крепость выхода росла, и после 17-30, когда крепость в струе дошла до 70-ти, произошел провал браги - температура внизу колонны скакнула вниз (красная линия вверху, шкала температур справа).
Автоматика отработала на пятёрочку - повысила настройку температуры пара и сбросила часть накопленной интегральной составляющей ПИД. Это привело к резкому уменьшению подачи. Давление упало , упавшая вниз брага отпустила спирт, температура внизу насадки стала повышаться. Примерно в 17-30 давление восстановилось, и новое управление подачей зафиксировала температуру пара (и крепость отбора) на найденном уровне....
В таком режиме процесс "на лезвии бритвы" продолжался еще час. Небольшие колебания управляемой температуры указывают на надостатки в выборе коэффициентов ПИД, и эти недостатки я учел.
Примерно в 18-25 брага снова доползла до низу, и система снова отреагировала. Тогда-же я "усилил амортизатор", дифференциальную составляющую ПИД. Это видно по увеличению высоты сиреневых зубов, после 18-25. Это дифференциальная составляющая, которая при правильной настройке гасит колебания.
Новая автоматически выбранная настройка температуры пара (синяя линия)  оказалась недостаточно высокой, и примерно в 18-35 произошла повторная автоматическая коррекция заданного значения этой температуры.
После этого процесс пошел гладко, скучно и правильно. Крепость отбора - 67% (брага 12), никаких экстремумов и неожиданностей, никакой новой информации. Поэтому примерно в 19-25 я повысил рабочую мощность, а еще через насколько минут остановил процесс чтобы внести в прошивку некоторые изменения, навеянные трехчасовым наблюдением за этим процессом...

Что важно... Мне наконец-то удается наладить самостоятельную работу колонны, при котором всякое внешнее вмешательство только вредит. Процесс поиска пути "по лезвию бритвы" занимает около часа, после этого система начинает работать оптимально, по мере необходимости внося корректировки.  Попробую сократить время поиска, хоть и не уверен в необходимости этого. Дистиллят, отобранный на этапе поиcка оптимума, имеет общую крепость 55%, на этапе работы в найденном режиме крепость составляет 65-67%
Параллельно с поиском оптимума, система следит за основными параметрами безопасности и сохранности оборудования, поэтому я близок к тому, чтобы запустить НБК и лечь спать. Но еще есть над чем поработать. Не хочется проснуться и увидеть, что 500 литров браги утекли в канализацию или на голову соседей... или найти сгоревший ТЭН генератора пара из-за того, что поплавок застрял.

[Игорь]

Мощность нагрева в предыдущем графике - 1600 ватт (колонна Двн49).
Попытка работать на более высокой мощности (1850 ватт) сначала порадовала хорошей управляемость, отсутствием рысканья управляемой температуры пара (толстая синяя линия) и более высокой производительностью, но вскоре привела к верхнему захлебу и выбросу браги в отбор. Что самое неприятное, это не сопровождалось явными экстремумами ни по температурам, ни по давлению. Хотя график еще предстоит изучить. Экстремумов нет, но есть "дрожание" температуры внизу насадки (верхняя красная линия) и рыскание давления. Процесс прервался автоматически вследствие того, что кончилась брага... Половина перегналась, вторая половина ушла в приемную емкость :)
Полагаю, что с насадочной НБК следует работать как и с насадочной ректификационной колонной - выяснять предзахлебную мощность и работать с ней. Теоретически рабочая мощность НБУ должна быть чуть меньше рабочей мощности РК того-же диаметра с той-же насадкой. Примерно так и получилось... хотя есть некоторые тонкости.
Сейчас выложу график с повышенной мощностью.

[ГОГа]

У меня есть два комментария:
- то, что система позволяет получать СС повышенной крепости ( 65-70 %) очень здорово, ввиду того, что позволит мне загружать в куб весь СС из 50кг сахара ( сейчас приходится загружать порядка 85 процентов от объема полученного СС с мешка сахара;
- второе, это скорее вопрос, заключающийся в том, что "это лезвие бритвы" позволяет сбрасывать часть хвостов, которые накапливаются внизу насадочной части и, по-всей видимости, это должно происходить периодически, если это так, то предусматривается ли какой алгоритм этого? Или сами колебания позволяют "разгружать" нижнюю часть насадки?
В целом, тема архи интересная  :)

[Игорь]

У меня есть два комментария:
- то, что система позволяет получать СС повышенной крепости ( 65-70 %) очень здорово, ввиду того, что позволит мне загружать в куб весь СС из 50кг сахара ( сейчас приходится загружать порядка 85 процентов от объема полученного СС с мешка сахара;
- второе, это скорее вопрос, заключающийся в том, что "это лезвие бритвы" позволяет сбрасывать часть хвостов, которые накапливаются внизу насадочной части и, по-всей видимости, это должно происходить периодически, если это так, то предусматривается ли какой алгоритм этого? Или сами колебания позволяют "разгружать" нижнюю часть насадки?
В целом, тема архи интересная  :)

Предварительно планирую через час после стабилизации снова начинать процесс постепенного понижения настройки температуры, что минут через 10 приведет к автоматической корректировке настройки и короткому сбросу браги, которая, пройдя сверху вниз сквозь всю насадку, снизит температуру и соберет - сконденсирует все, что в ней накопилось. Похоже, что так и происходит - резкое падение давления при сбросе говорит именно о тотальной конденсации. Записать это в алгоритм не сложно, но я хочу убедиться в необходимости и полезности этого шага. Ведь "схлопывание" пара в насадке приводит к подсосу воздуха и образованию некоторого количества продуктов окисления. Как бы не получилось, что очищая брагу от сивухи, мы загрязняем ее альдегидами...
В любом случае, минимум один раз за процесс такой ход надо сделать чтобы найти оптимум. Есть ли смысл повторять - предстоит выяснить.
Я наверное в любом случае пропишу в программу возможность повторения сбросов. В настройках надо будет задать периодичность - 20-30-60 минут. Если задать Ноль, повторов не будет.

Подсматривание за процессом в прямом эфире через графики Экселя - весьма увлекательное занятие. Удается увидеть то, чего в обычном варианте никогда бы не увидел. Но я хочу очередной раз напомнить.
Эксель никак не управляет процессом. Он только позволяет читать данные, любезно предоставляемые контроллером.... который, собственно говоря, и управляет процессом, показывая на своем индикаторе всего 4 величины - две температуры, подачу браги и крепость в струе отбора. Подсматривание за подробностями - это возможность, но не необходимость.   

[mekkaod]

Если кому интересно, то у меня бражная непрерывка работает из расчета 900 Вт на 10 литров браги на входе, а ректификационная непрерывка из расчета 1250 Вт на литр спирта на выходе

[gasblender]

Как бы не получилось, что очищая брагу от сивухи, мы загрязняем ее альдегидами...

Не вижу в этом катастрофы. Уйдут и эти альдегиды при ректификации.

[Игорь]

- второе, это скорее вопрос, заключающийся в том, что "это лезвие бритвы" позволяет сбрасывать часть хвостов, которые накапливаются внизу насадочной части и, по-всей видимости, это должно происходить периодически, если это так, то предусматривается ли какой алгоритм этого?

Записать это в алгоритм не сложно, но я хочу убедиться в необходимости и полезности этого шага.

Алгоритм периодического сброса уже работает без моего участия. Сброс происходит каждые 20-30 минут, есть возможность это время изменять.
Моя задача - налить брагу, воткнуть вилку в розетку, подключить воду и пустить слив в канализацию. После этого я не нужен.
Все остальное - задача автоматики НбК. Она сама определяет крепость браги и регулирует подачу так, чтобы поддерживать крепость и производительность на максимально возможном уровне, при этом слегка покачиваясь для сброса сивухи. При этом, кроме контроля за основными параметрами безопасности, она проследит чтобы не оголились ТЭНы, не провалилась брага, чтобы насос не работал на сухую. Наблюдаю за графиком и понимаю, что я здесь лишний... 
Если окажется, что никакого сброса сивухи не происходит, я все равно оставлю в алгоритме покачивание, но периодичность сбросов растяну на пару часов, оны нужны для выяснения правильности настроек.

[Игорь]

В 9-50 прервал процесс(проверил срабатывание на отсутствие браги), и запустил заново, изменив параметр, отвечающий за периодичность сбросов. Хочу сделать сбросы пореже - каждые 30-40 минут. Через часок стабилизируется, посмотрю что получится.

[ГОГа]

Вроде как на предыдущих настройках (http://labspirt.com/forum/index.php/topic,3348.msg156374.html#msg156374) работа системы ритмичнее (и стабильнее?) (Судя по логу в интернете)
..ан нет : беру слова обратно  - новый режим, после стабилизации, показывает прекрасную стабильность. Как я понял, пока было два сброса : 13-41 м 14-45 (примерно).
16-08 : картинка впечатляет: температура внизу как вкопанная, температура вверху постепенно понижается, давление стабильно с легким трендом вверх, соответственно температуре вверху, подача плавно, без рывков тоже имеет тренд к увеличению, вот-вот вроде как будет очередной сброс давления, в общем, картина предсказуемая и радует   :)

[Игорь]

Увы, не все так гладко. В насадочной части появляется верхний захлеб, который приводит к сбросу части браги в отбор. Я специально не ограничивал снижение температуры настройки чтобы увидеть какие изменения параметров предшествуют такой неприятности. Увы, ни температуры, ни давление не показывают момента, после которого начинается сброс. Более того, температуры и давление не показывают ничего даже когда верхний захлеб произошел и сброс браги в отбор идет на всю катушку.

Вызывает интерес резкое падение давления при небольшом снижении подачи

[ГОГа]

Наверное, выход из этого положения лежит в увеличении размера насадки и некотором (возможно) удлинении насадочной части. Я так понимаю, что увеличивающаяся спиртуозность паров в насадочной части (понижение температуры внизу - синяя линия) приводит к увеличению сопротивления стекания браги по всей насадочной части. Уменьшение подачи браги приводит соответственно, к уменьшению спиртуозности пара и соответственно, к уменьшению плотности паров.
Резкое падение при небольшом снижении подачи браги обусловлено снижением плотности паров, что приводит к прекращению захлеба и провалом накопившейся бражки по колонне (ИМХО) .
Верхний захлеб, наверное, можно отслеживать по температуре в точке чуточку ниже  подачи браги в колонну.  При захлебе она должна увеличиться ввиду вытеснения браги  парами с более высокой температурой. Вроде так...умозрительно..
 

добавлено: 01-04-2016, 08:02:39

Spoiler

Хотел бы еще добавить к написанному.
Есть такой физический эффект "эффект Жамена"  : Сопротивление давлению, которое возникает в капиллярных трубках, наполненных жидкостью и газом, вследствие того, что пузырьки газа перемежаются с жидкостью. Эффект жамена зависит от количества пузырьков газа и степени закупорки пор. Имеет, например,  существенное значение для перемещения нефти в песке.
В насадке (СПН) как бы формируются каналы, которые можно аппроксимировать капиллярами переменного сечения. Когда бражка поступает недостаточно дегазированной вполне возможно возникновение эффекта Жамена и как следствие, сопротивление поступающему снизу пару, что приводит к выталкиванию браги в отбор.
Кроме этого, возможен механизм образования  и такой : вследствие накопления в насадке примесей, кои не пошли в отбор, изменилось поверхностное натяжение жижкой фазы на поверхности СПН, что в свою очередь, опять же привело к уменьшению скорости стекания жидкой фазы вниз и какследствие, к возникновению верхнего захлеба. В обеих случаях с вышеописанными явлениями можно бороться путем добавки к браге пеногасителя, что ускорит и ее дегазацию, и снизит поверхностное натяжение на поверхности СПН. 

[close]

[ГОГа]

Я в растерянности : не пойму, что происходит . Что меняем ( меняется)  ? Прошу пояснений к графику.

[В76]

Есть дистиллятор конструкции Игоря, сверху фланец, внутренний диаметр восходящей трубы 42мм длина 650мм. Закралась мысль если произвести доработку, сверху добавить ввод браги и одну две тарелки с целью исключения брызгоуноса, внизу добавить емкость с теном и патрубком отвода барды. Восходящую трубу заполнить насадкой. Подогрев браги теплом отводящейся барды. Как думаете будет ли рабочей такая конструкция?