煮糖糖液浓度和过饱和度在线自动检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煮糖糖液锤度及其过饱和度在线自动检测系统和方法，该系统包括采样装置和称重装置构成的检测器、温度传感器、控制器和计算机，该系统测量范围广、可检测煮糖生产全过程糖液锤度值和过饱和值；测量精度高，安全可靠，操作简单，维护方便；一套系统可多点检测；能快速、即时、全面反映出煮糖罐糖液浓度的真实性；全自动检测系统，只需人工设定，检测过程无须人工操作。该方法能使操作人员能够了解到煮糖罐内的糖液浓度及变化情况，根据糖液浓度的变化，操作工作可以量化操作，效率高。更主要可为开发计算机监控自动煮糖系统操作提供基础，实现自动化生产管理，代替目前传统的人工操作生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液体浓度的检测系统，尤其是煮糖糖液浓度的检测系统。
技术介绍
锤度和过饱和度是制糖业上的专业用语。锤度表示糖液含糖的浓度。饱和度是表示某一克(或100克)糖液中纯糖量和在同温度下与一克(或100克)纯水中纯蔗糖的溶解量之比值；在糖液里蔗糖含量与含水的比值，与同温度下一克纯水中蔗糖的溶解量之比值，比值小于1时说明糖液处于未饱和状态，比值称之为未饱和度多少；比值大于1时说明糖液处于过饱和状态，比值称之为过饱和度是多少。过饱和度是煮糖浓缩过程中糖含量的另一种专业表示词语；在一定温度里，糖液浓度越高，过饱和度值越大，根据过饱和度值的大小，可以清楚煮糖罐中糖液的结晶情况。一般来说，蔗糖生产过程中，糖液里都含有一定的杂质成分，糖液中含糖量占固容物的比例，制糖业上用纯度表示，说明纯度是在糖液中的固容物里，蔗糖量所占的比例，用百分值表示。在煮糖浓缩过程中要经常检测其浓度及结晶情况，达到一定的锤度和过饱和度才能出罐。过饱和度值可以根据温度、锤度和纯度计算出来。目前，在国内制糖业的煮糖过程中糖液锤度的在线自动检测基本上是空白，检查煮糖糖液结晶情况都是靠人工凭经验和目测感觉，最后出罐时，化验室通过人工采样、稀释糖液，使之完全溶解后再用称重法或锤度计进行锤度检测。通过化验室人工检测糖液锤度方式，由于劳动强度大，滞后时间长，不能适应作为煮糖过程中糖液的检测使用。由于没有糖液锤度和过饱和度在线连续检测手段，煮糖过程难于实现自动化生产，只能停留在人工凭经验和感觉操作的水平上，严重制约着产量的提高和生产效率，不适应现代化生产的需要。据了解，国外制糖业在煮糖生产上实现自动化，一般不直接检测糖液浓度，而是通过电导法和流变仪。电导法是在煮糖罐内安装发射和接受电流信号装置，通过电流信号的衰减得到两导电检测点之间差值，糖液浓度越高，差值越大，从而得到了不同的电导值。利用在线测到的电导值形成的曲线和参考的电导值曲线对比，指导相关的自动操作系统来完成整个煮糖过程。流变仪检测方式是检测糖液粘度，在煮糖过程中，糖液浓度越高，同温度下粘度越大，根据在线测到的粘度值形成的曲线和参考的曲线对比，指导相关的自动操作系统来完成整个煮糖过程。这些国外检测的整套设备，由于其价格昂贵，我国制糖生产相关条件又难于符合其要求，到目前为止我国制糖生产上仅有个别厂家购买使用过。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种煮糖糖液锤度和其过饱和度在线自动检测系统。本专利技术的另一个目的是提供一种煮糖糖液锤度和过饱和度在线自动检测的方法。本专利技术的检测系统包括煮糖罐、控制器和计算机，其特征在于还包括从所述煮糖罐中取出固定容积糖液的采样装置；含称重容器和称重传感器，可称量出采样装置所取糖液重量的称重装置，该糖液的重量信号输给计算机处理；采样装置和称重装置构成检测器，受控于所述的控制器和计算机。所述的采样装置还设有包括刮料器的刮料清理装置。所述的称重装置还设有包括热水输入管的热水稀释和清洁装置。本专利技术煮糖糖液锤度和过饱和度的在线自动检测方法包括以下各步骤(1)设置一个可从煮糖罐中取出固定容积糖液的采样装置；(2)设置一个可称量出采样装置所取糖液重量，并将该重量信号输给计算机处理的称重装置；(3)编制相应的计算机运算和运行程序，并将《糖液锤度及相应比重对照表》、《纯蔗糖溶解度表》和《糖液锤度温度补偿表》，输入计算机中贮存； (4)将采样装置中的固定取出糖液的容积也输到计算机中贮存；(5)用标准砝码标定，作为重量的标准值贮存，将称重装置中的称重容器及其附加物的重量设为零，能够得到糖液的净重量；(6)设置能接受计算机发出指令，按指令执行控制采样装置和称重装置及其相应结构的控制器；(7)计算机每次对煮糖罐内糖液锤度检测的控制过程依序包括在称重容器中加入热水、称重、取得热水重量数据、糖液取样、样品稀释、称重、取得样品重量数据、糖液回收、数据处理、得出糖液比重、对照《糖液锤度及相应比重对照表》得出锤度值、对照《糖液锤度温度补偿表》得出补偿值，最终得出糖液锤度值，并在计算机屏幕上显示出各检测锤度值及其曲线图。(8)根据测得的锤度值和即时温度，计算机通过查询同温度下《纯蔗糖溶解度》表相应的数字，利用过饱和度的计算公式得出过饱和度值，在计算机屏幕上显示。所述的稀释采用了预先加入热水溶解糖液溶解的方式。上述的本专利技术煮糖糖液锤度以及过饱和度在线自动监测系统和方法有如下优点和积极效果1、优点(1)测量范围广、可检测煮糖生产全过程糖液锤度值和过饱和度值；(2)测量精度高，可偏差纠正，正常误差符合生产要求；(3)安全可靠、操作简单、维护方便。(4)一套系统可多点检测；能快速、即时、全面反映出煮糖罐糖液浓度的真实性；(5)煮糖过程自动检测，无须人为操作。2、积极效果(1)在煮糖生产上，由于受到操作工人素质、经验和责任心的影响，煮糖罐内糖液浓度变化过大，时高时低，影响糖结晶质量；浓度过高时，需要加水稀释，这样就大大增加蒸汽的使用量和延长煮糖时间。如果安装糖液锤度和过饱和度在线自动检测系统，操作人员能够了解到煮糖罐内的糖液浓度及变化情况，根据糖液锤度和过饱和度的变化，操作工作可以量化操作，以免出现上述问题。(2)为开发计算机监控自动煮糖系统操作打下良好的基础，实现自动化生产管理，代替目前传统的人工操作生产，保证质量，提高产量和效率。附图说明图1所示，是本专利技术系统结构示意图。图2所示，是图1中检测器的结构示意图。具体实施例方式我们知道，在实验室中测量液体的浓度，一般是先测量出一定量液体的容积，然后再测量其重量，通过计算得出该液体的比重，再对照表示该液体密度(浓度)的专业表，得出液体浓度的表示值。本专利技术的系统和方法原理也如此。在图1的系统结构示意图中，本煮糖糖液浓度和过饱和度在线自动检测系统主要由煮糖罐1、检测器3、控制器4和计算机5构成。其中，检测器3设在煮糖罐1的下端，该检测器3通过采样装置的采样管2从煮糖罐1中取出一定体积的糖液进行检测，得出的检测数据信息通过线路6输送给计算机5进行处理。所取的糖液样品经检测后通过回收管7送回煮糖罐内。控制器4是执行机构，执行计算机5发出的指令，进行实际操作，如操作检测器3进行糖液取样、对样品进行加热水稀释、称取样品的重量和将样品送回煮糖罐1内等。计算机5内存有事先编制的运算和运行程序和《糖液锤度及相应比重对照表》、《纯蔗糖溶解度》表和《糖液锤度温度补偿表》，指令控制器4按照程序工作，计算机5每次检测的控制过程依序包括在称重容器中加入一定量热水、取得水重数据信息、从煮糖罐1内对糖液取样、样品稀释后称重、取得称重数据信息、把取样的糖液回收到罐内、数据处理、得出糖液比重、对照《糖液锤度及相应比重对照表》给出糖液锤度值，对照《糖液锤度温度补偿表》给出的锤度补偿值，得出最终锤度值，并在计算机屏幕上显示出各测量锤度值及其曲线图。根据测得的锤度值计算机会根据检测得到的糖液温度对照《纯蔗糖溶解度》表相应的数字，利用过饱和度的计算公式得出过饱和度值，在计算机屏幕上显示。图2所示，是图1中检测器3的结构示意图，在图中可知，检测器3包括与煮糖罐1内侧相通的方形采样管2、刮料气缸8、刮料器推杆9、方形刮料器10、方斗状采样容器11、采样容器推杆12、采样气缸13、热水管阀14、热水管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煮糖糖液锤度和过饱和度在线自动检测系统，它包括煮糖罐（１）、控制器（４）和计算机（５），其特征在于还包括：从所述煮糖罐（１）中取出固定容积糖液的采样装置；含称重容器（１８）和称重传感器（１６），可称量出采样装置所取糖液重 量的称重装置，该糖液的重量信号输给计算机（５）处理；。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：温武才，
申请(专利权)人：温武才，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]