Устройства автоматики

На минимальном уровне управление процессами ВД предполагает контроль и поддержку параметров нагрева куба и вакуума в установке.

По схемотехнике контроль любого физического параметра предполагает связь: датчик — микропроцессорный измеритель-регулятор — исполнительный прибор.

Управление нагревом куба  можно осуществлять с помощью  датчика температуры, регулятора электрической мощности и электронагревательного  прибора (ТЭН, гибкий ленточный электронагреватель и т.п.).

В качестве датчика температуры, в основном, применяются:

• DS18B20 – цифровой измеритель температуры с интерфейсом 1-Wire, с  разрешением преобразования 9 — 12 разрядов и функцией тревожного сигнала контроля за температурой (параметры контроля могут быть заданы пользователем и сохранены в энергонезависимой памяти датчика);
• сенсор NTC. 

Оба вида датчиков доступны и продаются в комплекте с термоконтроллерами (термостатами) (рисунок).

При нагреве куба тэнами в качестве регулятора мощности нагрева могут использоваться разные конструкции устройства:
автотрансформаторы; симисторные и тиристорные диммеры. Пример простейшего эффективного тиристорного диммера приведен на рисунке.

Управление вакуумом

Для поддержки определенных значений вакуума в установке используются цифровые датчики абсолютного или относительного давления, которые обладают достаточной точностью и позволяют управлять вакуумом и проводить ВД без влияния на процесс кипения в кубе.

Цифровые датчики относительного давления Panasonic DP101 с диапазоном измерений от -100 до +100кРа.  Для управления вакуумом по сигналам датчика можно использовать два независимых сравнительных выхода. Для каждого из них можно выбрать отдельные режимы. К примеру, один из сравнительных выходов можно использовать для  тревоги или аварийного отключения. Если выход не используется, его можно отключить. Схема подключения датчиков к приборам управления (реле) приведена на рисунке.

Важно при подключении датчика учитывать максимальное значение тока 100мА на каждом выходе сигнала, т.е обмотка реле не должна иметь рабочий ток выше. Рекомендуется вместо реле подключать блоки реле, оснащенные оптопарным управлением, например, как в релейных модулях для Ардуино. У датчика Panasonic DP101А (multi-function type) есть аналоговый выход.

Частичная автоматизация процесса ВД включает в себя автоматический контроль и управление по заданным параметрам температурой и вакуумом + автоматический отбор дистиллята.  Пример автоматического отбора дистиллята при ВДу на ММЦ описан на форуме Зерновые напитки. Схема установки представлена на рисунке.

Автоматика вакуумной дистилляции с укреплением на многотрубной мультипленочной царге (частичная автоматизация процесса).

1. Управление температурой — термоконтроллер на нагрев куба (тэны) на термодатчике DS18B20.
2. Управление вакуумом (насосом) по показаниям датчика вакуума (Panasinic DP 101) + релейный модуль от ардуино на 12В, что управляет водоструйным насосом в режиме вкл/выкл через тройной электромагнитный клапан от стиральной машины.
3. Отбор дистиллята в режиме старт/стоп электромагнитным клапаном на 12В при вкл/выкл поплавкового датчика уровня (рисунок), что работает от уровня флегмы в многотрубном пленочном дефлегматоре с самоохлаждением.

Полная автоматизация процесса ВД предполагает автономную работу установки после ее включения. Для этого потребуется автоматизированный контроль плотности дистиллята, чтобы автоматически переключать клапаны и распределять потоки дистиллята по разным приемным емкостям, а также для остановки процесса дистилляции по окончании процесса.

В настоящее время винокурами не создано автоматических спиртометров (бытового применения), хотя исследования в этом направлении проводятся. 

В сфере домашнего винокурения находят применение цифровые датчики абсолютного давления с функцией  автоматизированного расчета  спиртуозности дистиллята по показаниям датчика вне зависимости от изменений атмосферного давления в процессе ВД.