本发明涉及甘蔗制糖工艺技术领域，具体涉及一种两级预灰自动控制系统及方法。
背景技术：
蔗糖是人类基本的食品添加剂之一，已有几千年的历史。是光合作用的主要产物，广泛分布于植物体内，特别是甜菜、甘蔗中。以蔗糖为主要成分的食糖根据纯度的由高到低又分为：冰糖、白砂糖、棉白糖和赤砂糖，蔗糖在甜菜和甘蔗中含量最丰富，平时使用的白糖、红糖都是蔗糖。蔗糖在生产的过程中由于其中含有许多酸性物质，使得这些蔗汁呈微酸性ph值5-6，同时，甘蔗本身也夹带有许多微生物，这些微生物在适宜的温度及有糖分的条件下，极易繁殖，把蔗糖分解转化，常常出现“蔗饭”，这就需要在生产的过程中采取预灰措施。
目前，大多数糖厂对预灰都不太重视，对预灰蔗汁ph值控制要求不够高，波动范围大，如6.8-7.5，这样，也会对后序的硫熏中和ph值控制稳定性产生较大的影响。如果硫熏中和ph值控制稳定性差，那么就会使清汁钙盐含量增加，导致蒸发积垢多，产品水不溶物高，严重影响产品的品质。
经检索发现，专利号为cn103695569a的发明旨在提供一种预灰反应器，包括圆筒体、进汁管、出汁管、搅拌装置、ph控制装置、流量控制装置、磷酸添加器和变频出汁泵；变频出汁泵通过出汁管与圆筒体连通；ph控制装置用于检测并控制进汁管处蔗汁ph；流量控制装置用于检测出汁管流量，根据流量控制变频出汁泵的运转速度，从而控制输出流量；磷酸添加器用于向圆筒体底部或出汁管内加入磷酸。上述发明还提供一种利用上述预灰反应器的预灰方法。上述发明提供的预灰反应器和方法，通过预灰反应器的流量控制，使得后续工序不会出现大幅度的流量突变，保证了后续生产工艺稳定，进而保证蔗糖产量与质量。其缺点在于：只在进汁管安装有ph检测器，并未对搅拌后蔗汁的ph值进行检测，无法对搅拌之后蔗汁的ph值进行稳定的控制。
技术实现要素：
针对上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种两级预灰自动控制系统及方法，可以有效地控制每一步中石灰乳和硫酸的添加量，同时还可以对一级进灰、二级进灰后的蔗汁ph值进行双重监控，极大地提高了硫熏中ph值的稳定性，蔗汁澄清效率高。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种两级预灰自动控制系统，包括混合汁箱、泵、搅拌器、蔗汁储箱，
所述泵通过进口管与所述混合汁箱连接，所述泵通过出口管与所述搅拌器连接，所述搅拌器通过过汁管与所述蔗汁储箱连通；
所述进口管上连接有一级进灰管和磷酸管，所述磷酸管上安装有磷酸流量计；
所述出口管连接所述泵的一端安装有流量计，所述出口管连接所述搅拌器的一端连接有二级进灰管，所述出口管中间部位安装有一级ph值检测仪；
所述过汁管上安装有二级ph值检测仪；
所述流量计、磷酸流量计、一级ph值检测仪、二级ph值检测仪分别与plc控制器电连接。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的改进。
进一步，还包括石灰乳管，所述石灰乳管与所述一级进灰管、二级进灰管连接。
采用上述进一步方案的有益效果是石灰乳管与一级进灰管、二级进灰管同时连通，不需要分别采用石灰乳管与一级进灰管、二级进灰管连通，降低了生产成本。
进一步，所述一级进灰管上设有一级调节阀，所述二级进灰管上设有二级调节阀，所述磷酸管上设有磷酸调节阀。
采用上述进一步方案的有益效果是对一级进灰管、二级进灰管以及磷酸管进行进行添加量的调节，便于控制各自的添加量。
进一步，所述一级调节阀、二级调节阀以及磷酸调节阀均与所述plc控制器电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是通过plc控制器对一级调节阀、二级调节阀以及磷酸调节阀进行控制，实现一级加灰量、二级加灰量以及磷酸添加量的自动控制。
本发明还提供一种预灰的方法，具体步骤如下：
a、根据所述混合汁箱中蔗汁的量，按照蔗汁：石灰乳、蔗汁：磷酸的比例参数，通过所述plc控制器控制所述一级调节阀、磷酸流量计及磷酸调节阀，向蔗汁中加入适量的石灰乳和磷酸，完成一级加灰；
b、通过所述出口管上的流量计检测蔗汁的流量、一级ph值检测仪检测蔗汁的ph值，并将流量和ph值信息传递给所述plc控制器，所述plc控制器进行信息处理，所述plc控制器根据预设的二级加灰量：蔗汁流量比例参数(蔗汁流量与加灰量的比例)和出口管中蔗汁流量计算出实时需要加入的二级加灰量，输出相应的控制信号给二级调节阀向蔗汁中加入适量的石灰乳，完成二次加灰；
c、二级加灰后的蔗汁进入所述搅拌器进行搅拌，搅拌后的蔗汁经过所述过汁管流入所述蔗汁储箱，蔗汁流经过汁管时所述二级ph值检测仪对蔗汁的ph值进行检测。
进一步，所述步骤a中，磷酸添加的浓度范围为300-500ppm。
进一步，所述步骤b中，一级预灰后蔗汁ph值的控制范围为7.0-7.2，此处的蔗汁ph值即为一级ph检测仪检测到的蔗汁ph值。
进一步，所述步骤c中，二级预灰后蔗汁ph值的控制范围为7.1-7.4，此处的蔗汁ph值即为二级ph检测仪检测到的蔗汁ph值。
本发明的有益效果是：
1、本发明中泵的出口管中间部位安装有一级ph值检测仪，过汁管上安装有二级ph值检测仪，一级ph值检测仪和二级ph值检测仪分别对一级进灰、二级进灰后蔗汁的ph值进行检测，可以实时监测蔗汁的ph值，双重控制，保持生产过程中蔗汁ph值的稳定性。
2、本发明中，一级进灰管、二级进灰管以及磷酸管上均设有调节阀，plc控制器通过控制调节阀调节加入的石灰乳和磷酸的量，并且磷酸管上还安装有磷酸流量计，随时监测加入磷酸的量，可以有效地控制生产过程中蔗汁ph值。
3、本发明中，泵的出口管上安装有流量计，可以监测蔗汁的量，进而根据蔗汁的量按照相应比例二级加入适量的石灰乳，有效地调节蔗汁的ph值，保证产品的质量。
4、本发明中的流量计、磷酸流量计、一级调节阀、二级调节阀、一级ph值检测仪、二级ph值检测仪均与plc控制器连接，实现自动控制的效果，提高了ph值控制的精准度，大大提高了工作效率，同时也降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、混合汁箱，2、进口管，3、泵，4、出口管，5、流量计，6、搅拌器，7、蔗糖储汁，8、过汁管，9、二级ph值检测仪，10、驱动电机，11、石灰乳管，12、一级进灰管，13、一级调节阀，14、磷酸管，15、磷酸流量计，16、磷酸调节阀，17、二级进灰管，18、二级调节阀，19、一级ph值检测仪，20、plc控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种两级预灰自动控制系统，包括混合汁箱1、泵3、搅拌器6和蔗汁储箱7，其中所述泵3通过进口管2与混合汁箱1连接，泵3通过出口管4与搅拌器6连接，搅拌器6与蔗汁储箱7之间通过过汁管8连通；进口管2上连接有一级进灰管12和磷酸管14，一级进灰管12上设有一级调节阀13，磷酸管14上安装有磷酸流量计15并设有磷酸调节阀16；出口管4连接泵3的一端安装有流量计5，出口管4连接搅拌器6的一端连接有二级进灰管17，二级进灰管17上设有二级调节阀18，出口管4中间部位安装有一级ph值检测仪19，过汁管8上安装有二级ph值检测仪9；流量计5、磷酸流量计15、一级ph值检测仪19、二级值检测仪9、一级调节阀13、二级调节阀18以及磷酸调节阀16均与plc控制器20连接。
本发明中，其还包括石灰乳管11，石灰乳管11与一级进灰管12、二级进灰管17连接。
本实施例中两级预灰自动控制系统的工作原理如下：
工作时，混合汁箱1中的蔗汁流入进口管2中，通过泵3的进口管2上连接的一级进灰管12和磷酸管14向蔗汁中加入适量的石灰乳和磷酸，调节蔗汁的ph值；通过出口管4上的流量计5和一级ph值检测仪19检测从泵的出口管4中流出蔗汁的ph值，根据所检测的ph值的大小，按照相应的比例通过二级进灰管17加入适量的石灰乳；出口管4中的蔗汁进入搅拌器6，搅拌器6上的驱动电机10驱动搅拌轴进行搅拌，蔗汁通过过汁管8流入蔗汁储箱7中，同时过汁管8上的二级ph值检测仪9对过汁管8中蔗汁的ph值进行检测，实现双重控制，使得硫熏中和ph值的控制更加稳定。
实施例2
本实施例中预灰方法的具体步骤如下：
a、根据所述混合汁箱1中蔗汁的量，按照蔗汁：石灰乳、蔗汁：磷酸的比例参数，通过所述plc控制器20控制所述一级调节阀13、磷酸流量计15及磷酸调节阀16，向蔗汁中加入适量的石灰乳和磷酸，完成一级加灰，加入磷酸的量为350ppm；
b、通过所述出口管4上的流量计5检测蔗汁的流量、一级ph值检测仪19检测蔗汁的ph值，检测出的ph值为7.2，并将流量和ph值信息传递给所述plc控制器20，所述plc控制器20进行信息处理，所述plc控制器20根据预设的二级加灰量：蔗汁流量比例参数和出口管4中蔗汁流量计算出实时需要加入的二级加灰量，输出相应的控制信号给二级调节阀18向蔗汁中加入适量的石灰乳，完成二级加灰；
c、二级加灰后的蔗汁进入所述搅拌器6进行搅拌，搅拌后的蔗汁经过所述过汁管8流入所述蔗汁储箱7，蔗汁流经过汁管8时所述二级ph值检测仪9对蔗汁的ph值进行检测，检测出的ph值为7.3。
实施例3
本实施例中预灰方法的具体步骤如下：
a、根据所述混合汁箱1中蔗汁的量，按照蔗汁：石灰乳、蔗汁：磷酸的比例参数，通过所述plc控制器20控制所述一级调节阀13、磷酸流量计15及磷酸调节阀16，向蔗汁中加入适量的石灰乳和磷酸，完成一级加灰，加入磷酸的量为450ppm；
b、通过所述出口管4上的流量计5检测蔗汁的流量、一级ph值检测仪19检测蔗汁的ph值，检测出的ph值为7.1，并将流量和ph值信息传递给所述plc控制器20，所述plc控制器20进行信息处理，所述plc控制器20根据预设的二级加灰量：蔗汁流量比例参数和出口管4中蔗汁流量计算出实时需要加入的二级加灰量，输出相应的控制信号给二级调节阀18向蔗汁中加入适量的石灰乳，完成二次加灰；
c、二级加灰后的蔗汁进入搅拌器6进行搅拌，搅拌后的蔗汁经过所述过汁管8流入所述蔗汁储箱7，蔗汁流经过汁管8时所述二级ph值检测仪9对蔗汁的ph值进行检测，检测出的ph值为7.2。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。