[发明专利]糖结晶控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及糖结晶，并且更具体地涉及在糖结晶期间控制过饱和。

背景技术

通常，在糖溶液（例如糖膏或糖泥）过饱和时，可以在糖加工子系统（例如，真空锅）中形成糖晶体。糖泥的过饱和度可以影响真空锅的产糖量和糖晶体尺寸的均匀性。具体地，当过饱和度变得过高，则可以形成聚集物和细颗粒。该聚集物和细颗粒可能是不期望的，这是因为其可以增加制造糖的成本。例如，变化的尺寸可以增加将晶体从糖泥中分离的难度。相应地，为了达到更高的产糖量，为了更高效地加工/制造糖，并且为了更容易进行离心过滤，在糖结晶期间更好地控制真空锅中的过饱和度可能是有益的。

发明内容

以下概述与最初要求保护的发明的范围匹配的某些实施方式。这些实施方式不意在限制所要求保护的发明的范围，但是这些实施方式仅意于提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可以包括可与下面所提出的实施方式类似或不同的各种形式。

第一实施方式提供了一种控制糖结晶的方法，包括：在结晶过程期间周期性地确定糖的过饱和；以及基于所确定的过饱和通过闭环方式来调节在糖泥中的糖浆注入，以促进糖结晶。

第二实施方式提供了一种以闭环方式控制糖结晶的方法。该方法包括确定糖泥中的糖晶体的尺寸，其中，糖晶体的尺寸至少部分地基于糖晶体的初始尺寸，糖泥的过饱和度，时间的变化以及第一调优参数。该方法还包括确定糖泥的稠度值，其中，糖泥的稠度值至少部分地基于糖泥的初始稠度值、糖晶体的尺寸、糖泥的过饱和度、糖泥的水平高度值以及第二调优参数。该方法还包括确定糖泥的流体部分的纯度值，其中，糖泥的流体部分的纯度值至少部分地基于糖泥的水平高度值、糖泥的白利糖度值、糖浆的纯度值、糖泥的流体部分的量以及糖泥的流体部分的白利糖度值。该方法还包括确定糖泥的过饱和值，其中，糖泥的过饱和值至少部分地基于糖泥的糖饱和点、糖泥的流体部分的白利糖度值以及糖泥的流体部分的纯度。该方法还包括基于所确定的过饱和来控制糖浆馈送阀位置、蒸汽阀位置、真空压力及其任意组合。

第三实施方式提供了一种增加产糖量的方法，包括：在结晶过程期间周期性地确定糖泥的过饱和；以及通过以闭环方式调节在糖泥中的糖浆注入以及糖泥的温度以将糖泥的过饱和保持在阈值过饱和以下，来增加糖泥的产糖量。

第四实施方式提供了一种增加晶体尺寸的均匀性的方法，包括：在结晶过程期间周期性地确定糖泥的过饱和；以及通过以闭环方式调节在糖泥中的糖浆注入以及糖泥的温度以将糖泥的过饱和保持在阈值过饱和以下，来促进均匀的晶体尺寸。

第五实施方式提供了一种控制糖结晶的系统，包括糖加工子系统，该糖加工子系统被配置成容纳糖泥，以对糖泥进行加热并且向糖泥添加糖浆。该系统还包括被配置成测量糖泥的白利糖度值的白利糖度测量装置以及被配置成测量糖泥的温度的温度传感器。该系统还包括分批结晶控制器，该分批结晶控制器包括被编程为通过闭环方式确定糖泥的过饱和的处理器，其中，过饱和至少部分地基于糖泥的糖饱和点、糖泥的流体部分的白利糖度值以及糖泥的流体部分的纯度。分批结晶处理器还被配置成调节添加到糖泥中的糖浆的注入，其中，添加到糖泥中的糖浆的注入基于糖泥的过饱和。

附图说明

当参照附图阅读以下的详细描述时可以更好地理解本发明的这些以及其他特征、方面和优点，其中，在所有附图中相同的符号表示相同的部件，在附图中：

图1描述了真空锅的实施方式的图。

图2是描述糖结晶过程的实施方式的流程图。

图3是基于糖浆的温度和纯度的甜菜糖浆的糖浆溶解度表。

图4是基于糖浆的温度和纯度的甘蔗糖浆的糖浆溶解度表。

图5描述了包括加工设定点、非受控影响和加工结果的分批结晶控制器的实施方式的框图。

图6描述了在图5的分批结晶控制器中使用的处理电路、存储电路、接口电路和操作者界面的实施方式的框图。

图7是描述模型预测控制（MPC，model predictive control）的框图。

图8是描述基于糖晶体的尺寸、流体的纯度和真空锅的稠度来闭环控制过饱和度的流程图。

具体实施方式