Buharlaştırma ve konsantrasyon sürecinde çözücü kaybını azaltmaya yönelik hassas vakum kontrolü sorununu hedefleyen bu makale, vakumlu buharlaştırma tekniklerine odaklanmaktadır. Ele alınan konular arasında vakum derecesinin hassas kontrol yöntemi, vakum derecesi ve sıcaklığın eş zamanlı kontrol yöntemi ve korozif maddelere karşı yüksek dirence sahip elektronik valflerin vakum regülatörü olarak kullanılması yer almaktadır.
Çözücü (solvent) ekstraksiyonu sürecinde genellikle vakumlu buharlaştırma ve konsantrasyon yöntemleri kullanılır. Çözücülerin yüksek uçuculuğa sahip olması nedeniyle, vakum çıkarma işlemi sırasında çözücü kaybı yaşanma eğilimi yüksektir; bu kayıp bazen %5 ila %8’e ulaşabilir. Bu kaybı azaltmak ve verimliliği artırmak için aşağıdaki sorunların çözülmesi gerekmektedir:
Bu makale, çözücü kaybı gereksinimini karşılamak amacıyla, yüksek korozyon direncine sahip elektronik akış kontrol valfinin vakum regülatörü olarak kullanılmasını içeren hassas vakum kontrolü çözümünü önermektedir.
Buharlaştırma ve konsantrasyon sürecinde vakum derecesi ve sıcaklığın hassas kontrolü için kontrol sisteminin genel yapısı Şekil 1’de gösterilmiştir.
Hassas Vakum Kontrolünün Temel İlkesi dinamik kontrol yöntemidir. Bu yöntemde, kontrol ayarlanan değerine ve vakum ölçerin ölçülen değerine göre, vakum kabının giriş akışı ve egzoz akışı ayrı ayrı ayarlanır, böylece içeri ve dışarı akış dinamik bir dengeye ulaşır. Otomatik kontrol gerektiğinde, PID kontrol algoritmaları ve ilgili kontrolcüler kullanılır.
Şekil 1’de gösterildiği gibi, bu makaledeki vakum derecesi kontrolü için hassas kontrol önerisi, dinamik bir kontrol yöntemi benimser:
Eş zamanlı sıcaklık kontrolü işlevine ulaşmak için bu şema çift kanallı bir PID kontrolcü kullanır:
Bu PID kontrolcü, 24-bit A/D ve 16-bit D/A dönüştürücülere sahiptir. Termokupl, termal direnç ve DC voltaj gibi 47 giriş sinyali formunu destekler. Çeşitli vakum ve sıcaklık sensörlerine bağlanarak ölçüm, gösterim ve kontrol yapabilir. Ayrıca, iki bağımsız ölçüm kontrol kanalına ve iki telli RS485 (standart MODBUS RTU iletişim protokolü) bağlantısına sahiptir.
Vakum derecesi kontrol sürecinde yüksek hassasiyetli ayar sağlamak için, Şekil 2’de gösterilen, sayısal kontrollü step motor ile ince ayar yapılabilen bir elektronik iğneli valf kullanılmaktadır.
Bu FC serisi oransal iğneli valflerin histerezisi, solenoid valflere göre çok daha küçüktür ve 1 saniye içinde yüksek hızlı tepki süresine sahiptir. Özellikle Flor Kauçuk (FKM) sızdırmazlık teknolojisinin kullanılması, valfe üstün korozyon direnci kazandırır.
Sayısal kontrollü oransal iğneli valf ile donatılmış step motor sürücü devre modülü, valf için gerekli güç kaynağını (24VDC) ve kontrol sinyalini (0~10VDC) sağlar. Ayrıca RS485 seri haberleşme ile doğrudan kontrol imkanı da sunar.
Daha Büyük Çaplı Hava Tahliye Hatları için: Bu şemada minyatür oransal iğneli valf kullanılır. Bu seri, kontrol sinyalindeki (0~10VDC) değişime göre valf açıklığını sürekli olarak ayarlayabilen küçük bir elektronik valftir. En hızlı açma ve kapama süresi 7 saniyeden azdır, hatta 1 saniyeden daha az olabilir. Valf ve valf gövdesinin entegre tasarımı, dış hacmi küçültür ve maliyeti düşürür. Genellikle sızdırmaz kap ile vakum pompası arasına takılarak pompalama hızını ayarlar.
Özetle, bu makalede açıklanan çözüm sayesinde, buharlaştırma ve konsantrasyon sürecindeki vakum kontrolü doğruluğu %1’e ulaşabilir ve buna karşılık gelen sıcaklık kontrolü de eş zamanlı olarak gerçekleştirilebilir. Vakum regülatörü olarak kullanılan valfin üstün korozyon direnci, vakumlu buharlaştırma süreci sırasında çözücü konsantrasyon kaybını etkili bir şekilde azaltır.
Web sitemizi ziyaretiniz sırasında çerezler kullanılmaktadır. Kişisel verilerinizin 6698 sayılı KVKK uyarınca işlenmesine ilişkin detaylı bilgi için Gizlilik Politikası sayfamızı inceleyebilirsiniz.