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Résumé : Visant les problèmes de contrôle précis du vide pour réduire la perte de solvant lors du processus d'évaporation et de concentration, cet article se concentre sur les techniques d'évaporation sous vide, y compris la méthode de contrôle précis du degré de vide, la méthode de contrôle simultané du degré de vide et de la température, et l'utilisation de forte résistance de la vanne électronique corrosive agit comme un régulateur de vide.
1. Question
Dans le processus d’extraction par solvant, le processus d’évaporation et de concentration sous vide est généralement utilisé. Étant donné que le solvant a souvent une bonne volatilité, il est sujet à une perte pendant le processus d'extraction sous vide, et parfois la perte peut atteindre 5 à 8 %. Par conséquent, afin de résoudre la perte de solvant lors du processus d’évaporation et de concentration, les problèmes suivants doivent être résolus :
(1) Le problème de contrôle précis du degré de vide, tel que le contrôle à point fixe et le contrôle par programme, qui est la clé pour réduire la perte de solvant.
(2) Problème de contrôle simultané du degré de vide et de la température. En effet, différents degrés de vide déterminent le point d’ébullition de la solution. Grâce à un contrôle coordonné du degré de vide et de la température en même temps, le rendement en solvant peut être considérablement amélioré.
(3) Dans le processus d'évaporation et de concentration sous vide, de nombreux solvants et solutions sont souvent corrosifs dans une certaine mesure, ce qui nécessite que la vanne de régulation du vide ait une bonne résistance à la corrosion. Afin de résoudre l'exigence de réduire la perte de solvant dans le processus d'évaporation et de concentration, cet article propose une solution pour un contrôle précis du degré de vide, y compris l'utilisation d'une vanne de régulation de débit électronique avec une forte résistance à la corrosion comme vannes de régulation du degré de vide.
2. Solutions
Pour le contrôle précis du degré de vide et de la température dans le processus d'évaporation et de concentration, la structure globale du système de contrôle est illustrée à la figure 1.
1. Question
Dans le processus d’extraction par solvant, le processus d’évaporation et de concentration sous vide est généralement utilisé. Étant donné que le solvant a souvent une bonne volatilité, il est sujet à une perte pendant le processus d'extraction sous vide, et parfois la perte peut atteindre 5 à 8 %. Par conséquent, afin de résoudre la perte de solvant lors du processus d’évaporation et de concentration, les problèmes suivants doivent être résolus :
(1) Le problème de contrôle précis du degré de vide, tel que le contrôle à point fixe et le contrôle par programme, qui est la clé pour réduire la perte de solvant.
(2) Problème de contrôle simultané du degré de vide et de la température. En effet, différents degrés de vide déterminent le point d’ébullition de la solution. Grâce à un contrôle coordonné du degré de vide et de la température en même temps, le rendement en solvant peut être considérablement amélioré.
(3) Dans le processus d'évaporation et de concentration sous vide, de nombreux solvants et solutions sont souvent corrosifs dans une certaine mesure, ce qui nécessite que la vanne de régulation du vide ait une bonne résistance à la corrosion. Afin de résoudre l'exigence de réduire la perte de solvant dans le processus d'évaporation et de concentration, cet article propose une solution pour un contrôle précis du degré de vide, y compris l'utilisation d'une vanne de régulation de débit électronique avec une forte résistance à la corrosion comme vannes de régulation du degré de vide.
2. Solutions
Pour le contrôle précis du degré de vide et de la température dans le processus d'évaporation et de concentration, la structure globale du système de contrôle est illustrée à la figure 1.
(Figure 1 Diagramme schématique de la structure du système de contrôle du degré de vide et de la température du processus d'évaporation et de concentration)
Le principe de base du contrôle précis du vide est la méthode de contrôle dynamique, c'est-à-dire qu'en fonction de la valeur définie du contrôle et de la valeur mesurée du vacuomètre, le débit d'admission et le débit d'échappement du récipient à vide sont ajustés respectivement, de sorte que le débit entrant et sortant peut atteindre un équilibre dynamique. Si un contrôle automatique est requis, des algorithmes de contrôle PID et des contrôleurs correspondants sont requis.
Comme le montre la figure 1, la proposition de contrôle précis du degré de vide présentée dans cet article adopte une méthode de contrôle dynamique, utilisant une vanne de régulation de débit électronique pour régler le débit d'admission, utilisant un robinet à tournant sphérique électronique ou une vanne à pointeau électronique pour régler le débit d'échappement. , et la pompe à vide est utilisée comme source de vide. Le contrôle automatique du degré de vide adopte un contrôleur PID.
Afin d'atteindre la fonction de contrôle de la température en même temps, ce schéma adopte un contrôleur PID à double canal, un canal est utilisé pour contrôler le degré de vide et un autre canal est utilisé pour contrôler la température. Ce contrôle PID dispose de 24 bits A/D et 16D/A, avec 47 formes de signal d'entrée (thermocouple, résistance thermique, tension continue), et peut être connecté à divers capteurs de vide et de température pour la mesure, l'affichage et le contrôle. Il dispose également de 2 canaux de contrôle de mesure indépendants, RS485 à deux fils, protocole de communication standard MODBUS RTU.
Pour les canalisations d'extraction d'air de plus grand diamètre, une vanne à pointeau proportionnelle miniature est utilisée dans ce schéma, comme le montre la figure 2. Cette série de vannes à pointeau proportionnelles est une petite vanne électronique. L'ouverture de la vanne peut être ajustée en continu en fonction du changement du signal de commande (0 ~ 10 V CC). Le temps d'ouverture et de fermeture le plus rapide est inférieur à 7 secondes, et le temps d'ouverture et de fermeture peut également atteindre moins de 1 seconde. La conception intégrée de la vanne et du corps de vanne réduit le volume externe et est peu coûteuse. Il est souvent installé entre le récipient scellé et la pompe à vide pour ajuster le débit de pompage.
En bref, grâce à la solution décrite dans cet article, la précision du contrôle du degré de vide dans le processus d'évaporation et de concentration peut atteindre 1 %, et le contrôle de température correspondant peut également être effectué. La vanne de régulation du vide a une super résistance à la corrosion, ce qui peut réduire efficacement la perte de concentration de solvant pendant le processus d'évaporation sous vide.
Le principe de base du contrôle précis du vide est la méthode de contrôle dynamique, c'est-à-dire qu'en fonction de la valeur définie du contrôle et de la valeur mesurée du vacuomètre, le débit d'admission et le débit d'échappement du récipient à vide sont ajustés respectivement, de sorte que le débit entrant et sortant peut atteindre un équilibre dynamique. Si un contrôle automatique est requis, des algorithmes de contrôle PID et des contrôleurs correspondants sont requis.
Comme le montre la figure 1, la proposition de contrôle précis du degré de vide présentée dans cet article adopte une méthode de contrôle dynamique, utilisant une vanne de régulation de débit électronique pour régler le débit d'admission, utilisant un robinet à tournant sphérique électronique ou une vanne à pointeau électronique pour régler le débit d'échappement. , et la pompe à vide est utilisée comme source de vide. Le contrôle automatique du degré de vide adopte un contrôleur PID.
Afin d'atteindre la fonction de contrôle de la température en même temps, ce schéma adopte un contrôleur PID à double canal, un canal est utilisé pour contrôler le degré de vide et un autre canal est utilisé pour contrôler la température. Ce contrôle PID dispose de 24 bits A/D et 16D/A, avec 47 formes de signal d'entrée (thermocouple, résistance thermique, tension continue), et peut être connecté à divers capteurs de vide et de température pour la mesure, l'affichage et le contrôle. Il dispose également de 2 canaux de contrôle de mesure indépendants, RS485 à deux fils, protocole de communication standard MODBUS RTU.
(Figure 2, vanne à pointeau électronique série FC)
Afin d'obtenir un réglage de haute précision dans le processus de contrôle du degré de vide, une vanne à pointeau électronique avec réglage fin par un moteur pas à pas à commande numérique est utilisée, comme le montre la figure 2. L'hystérésis de cette vanne à pointeau proportionnelle de la série FC est beaucoup plus petite que celle des vannes à pointeau proportionnelles de la série FC. celui des électrovannes, et a une réponse à grande vitesse en 1 seconde, en particulier l'utilisation de la technologie d'étanchéité en caoutchouc fluoré (FKM), qui confère à la vanne une résistance supérieure à la corrosion. Équipé d'un module de circuit d'entraînement de moteur pas à pas avec la vanne à pointeau proportionnelle à commande numérique, il fournit l'alimentation électrique requise (24 V CC) et le signal de commande (0 ~ 10 V CC) pour la vanne à pointeau à commande numérique, et peut également fournir un contrôle direct de la communication série RS485. .Pour les canalisations d'extraction d'air de plus grand diamètre, une vanne à pointeau proportionnelle miniature est utilisée dans ce schéma, comme le montre la figure 2. Cette série de vannes à pointeau proportionnelles est une petite vanne électronique. L'ouverture de la vanne peut être ajustée en continu en fonction du changement du signal de commande (0 ~ 10 V CC). Le temps d'ouverture et de fermeture le plus rapide est inférieur à 7 secondes, et le temps d'ouverture et de fermeture peut également atteindre moins de 1 seconde. La conception intégrée de la vanne et du corps de vanne réduit le volume externe et est peu coûteuse. Il est souvent installé entre le récipient scellé et la pompe à vide pour ajuster le débit de pompage.
En bref, grâce à la solution décrite dans cet article, la précision du contrôle du degré de vide dans le processus d'évaporation et de concentration peut atteindre 1 %, et le contrôle de température correspondant peut également être effectué. La vanne de régulation du vide a une super résistance à la corrosion, ce qui peut réduire efficacement la perte de concentration de solvant pendant le processus d'évaporation sous vide.