Схема автоматического регулирования процесса сгущения по варианту а предусматривает регулирование концентрации сухих веществ в сгущенном молоке изменением расхода молока, поступающего на установку (контур 1, 2, 3, 6). Давление греющего пара, поступающего на термокомпрессор, стабилизируется (контур 4, 5).
Схема автоматического регулирования процесса сгущения по варианту б предусматривает регулирование концентрации сухих веществ в сгущенном молоке изменением давления греющего пара, поступающего на термокомпрессор (контур 1, 4, 5). Расход молока поддерживается постоянной системой стабилизации расхода молока (контур 2, 3).
Обе указанные схемы имеют следующие недостатки. Время запаздывания объекта регулирования по каналам: «расход молока на установку – концентрация сухих веществ в сгущенном молоке» и «давление греющего пара, поступающего на термокомпрессор, – концентрация сухих веществ в сгущенном молоке» – равно или больше постоянной времени объекта регулирования по данным каналам. Это создает дополнительные трудности при регулировании по указанным каналам. Указанным недостатком не обладает схема автоматического регулирования по варианту «в». В этой схеме расход молока и давление греющего пара, поступающего на термокомпрессор, стабилизированы, а концентрация сухих веществ сгущенного молока регулируется изменением давления греющего пара, поступающего в последний корпус установки (контур 1, 7, 8). Этим достигается более быстрое регулирование процесса.
Для обеспечения оптимальной производительности в течение длительной работы установки предложена система управления процессом сгущения (вариант г) по двум каналам. На первой стадии процесса заданное значение конструкции сухих веществ сгущенного молока (по величине плотности продукта) поддерживается путем изменения подачи молока в вакуум-выпарную установку. Давление греющего пара при этом стабилизируется.
Комплект приборов в составе плотномера 7, расходомера 2 и манометра 4 соединен с логическим устройством (ЛУ), предназначенным для автоматического переключения каналов регулирования. На первой стадии процесса с помощью клапана 6 дистанционного управления устанавливается необходимый расход молока на установку, а клапан 3 используется для частичного изменения расхода молока. Это позволяет уменьшить амплитуду колебаний регулируемой величины. Расход молока контролируется и регистрируется расходомером.
Для стабилизации давления греющего пара служит комплект аппаратуры, состоящий из датчика давления, вторичного самопишущего прибора со встроенным регулятором 4 и регулирующего клапана 5. На ЛУ поступают сигналы от датчиков расхода молока, давления греющего пара и плотности продукта.
Если расход молока, подаваемого в установку, снижается по сравнению с заданным, логическое устройство переключает каналы управления. После переключения каналов управления на второй стадии процесса концентрация сухих веществ сгущенного молока регулируется путем изменения давления греющего пара. При этом необходимо стабилизировать расход молока.
Система управления процессом сгущения молока на отечественной трехкорпусной вакуум-выпарной установке (ВВУ) с падающей пленкой производительностью 8000 кг испаренной влаги в час приведена на рис. 1.3.
Исходное для сгущения молоко подается в промежуточный бак и далее насосом Н4 через низкотемпературные подогреватели поступает в высокотемпературный подогреватель и далее – в первый корпус ВК1 вакуум-выпарной установки. Молоко из первого корпуса перекачивается насосом Н1 во второй корпус ВК2, а оттуда насосом Н2 в третий корпус ВКЗ. Сгущенное молоко с массовой долей сухих веществ 48 % откачивается насосом НЗ в сушильную установку. Для конденсации пара в последнем корпусе и удаления газов используются поверхностный конденсатор и эжекторный блок.