СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ Российский патент 2013 года по МПК F26B25/22 F26B21/04 A23B9/02 

Описание патента на изобретение RU2482408C1

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при управлении процессом сушки, преимущественно зерна злаковых и масличных культур, например, пшеницы, ячменя, ржи, тритикале семян рапса, льна, амаранта, подсолнечника.

Известны способы управления процессом сушки [Патенты РФ №2117228, опубл. 10.08.1998, Бюл. №22; 2200288, опубл. 10.03.2003, Бюл. №7; 2204097, опубл. 10.05.2003, Бюл. №13], в которых отработанный сушильный агент после предварительного нагрева влажного продукта подают сначала на осушение в испаритель, а затем в конденсатор теплонасосной установки, после чего направляют в сушилку.

Известные способы реализованы с применением парокомпрессионной холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса, при отсутствии источников вторичного тепла в условиях децентрализованных систем теплоснабжения, когда тепловая энергия генерируется непосредственно на объекте производства. При этом исключается возможность использования теплоты низкотемпературного потенциала, в частности, бросового тепла газотурбинных установок и котельных агрегатов, что не позволяет эффективно решать задачи энергосбережения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сушки зерна [Патент РФ №2406340 C2, МПК A23B 9/02, Способ сушки зерна / Шевцов А.А., Бритиков Д.А., Дранников А.В., Тертычная Т.Н., Калинина А.В. (RU), №2009103466/13, завл. 02.02.2009, опубл. 20.12.2010, Бюл. №35, патентообладатель: ГОУВПО Воронежская государственная технологическая академия], предусматривающий предварительный подогрев влажного зерна, его сушку и охлаждение; подачу смеси отработанного сушильного агента после сушки и охлаждения зерна в циклон для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц; охлаждение и осушение смеси в холодоприемнике пароэжекторной холодильной машины; подогрев одной части смеси в конденсаторе пароэжекторной холодильной машины и калорифере с последующей подачей сначала на сушку, а затем в циклон с образованием замкнутого цикла, охлаждение зерна другой частью смеси; получение рабочего пара в парогенераторе с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном и его подачу под давлением 0,8…1,0 МПа в сопло эжектора, создавая при этом пониженное давление 0,0009…0,001 МПа и температуру 4…7°C в испарителе пароэжекторной холодильной машины с рециркуляцией хладагента в холодоприемнике; подачу паров хладагента и рабочего пара после эжектора с давлением 0,2…0,3 в конденсатор для подогрева сушильного агента; подачу одной части конденсата, образовавшегося в конденсаторе, в испаритель для пополнения убыли воды и отвод другой его части вместе с конденсатом, образовавшимся при охлаждении сушильного агента в холодоприемнике, сначала в сборник конденсата, а затем в парогенератор с образованием замкнутого цикла.

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает оперативного управления технологическими параметрами на всех этапах подготовки сушильного агента в пароэжекторной холодильной машине при многократном его использовании в контуре рециркуляции. Из-за отсутствия информации о сушке и охлаждении зерна, а также о ходе осушения отработанного сушильного агента отсутствует возможность управления параметрами энергетических потоков в области рациональных значений, обеспечивающих экономию теплоэнергетических ресурсов. Известный способ не позволяет обеспечить точность и надежность управления, не создает перспектив в повышении качества высушиваемого зерна, что связано с отсутствием системы стабилизации термовлажностных характеристик зерна при сушке и охлаждении в условиях случайных возмущений как со стороны изменения начальной влажности зерна, так и со стороны возможных технологических сбоев вспомогательного оборудования.

Технической задачей изобретения является повышение точности и надежности управления процессом сушки, снижение удельных энергозатрат и повышение качества высушенного зерна.

Для решения технической задачи изобретения предложен способ управления процессом сушки зерна, характеризующийся тем, что он предусматривает предварительный подогрев влажного зерна, его сушку и охлаждение; подачу смеси отработанного сушильного агента после сушки и охлаждения зерна в циклон для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц; охлаждение и осушение смеси в холодоприемнике пароэжекторной холодильной машины; подогрев одной части смеси в конденсаторе пароэжекторной холодильной машины и калорифере с последующей подачей сначала на сушку, а затем в циклон с образованием замкнутого цикла, охлаждение зерна другой частью смеси; получение рабочего пара в парогенераторе с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном и его подачу под давлением 0,8…1,0 МПа в сопло эжектора, создавая при этом пониженное давление 0,0009…0,001 МПа и температуру 4…7°C в испарителе пароэжекторной холодильной машины с рециркуляцией хладагента в холодоприемнике; подачу паров хладагента и рабочего пара после эжектора с давлением 0,2…0,3 в конденсатор для подогрева сушильного агента; подачу одной части конденсата, образовавшегося в конденсаторе, в испаритель для пополнения убыли воды и отвод другой его части вместе с конденсатом, образовавшимся при охлаждении сушильного агента в холодоприемнике, сначала в сборник конденсата, а затем в парогенератор с образованием замкнутого цикла; измерение расхода зерна перед сушкой, влажности и температуры зерна до и после сушки, температуры охлажденного зерна, температуры и расхода сушильного агента в зонах сушки и охлаждения, величины разрежения в испарителе и расхода эжектируемого пара хладагента из испарителя, температуры хладагента в испарителе, уровня конденсата в испарителе; по измеренным значениям расхода и влагосодержания смеси сушильного агента после сушки и охлаждения зерна определяют количество водяных паров в отработанном сушильном агенте, по которому устанавливают коэффициент эжекции пароэжекторной холодильной машины воздействием на соотношение расходов рабочего пара, подаваемого в сопло эжектора и эжектируемого из испарителя, путем изменения расхода рабочего пара; определяют текущее значение коэффициента теплопередачи от хладагента к сушильному агенту через охлаждающую поверхность холодоприемника; причем при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого на охлаждение зерна от заданного интервала значений в сторону увеличения, увеличивают коэффициент теплопередачи путем увеличения коэффициента эжекции воздействием на увеличение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора, а при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого на охлаждение зерна от заданного интервала значений в сторону уменьшения уменьшают коэффициент теплопередачи путем уменьшения коэффициента эжекции воздействием на уменьшение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора; при этом по температуре сушильного агента после конденсатора устанавливают расход пара в калорифере и расход сушильного агента в зону сушки с коррекцией по температуре и влажности зерна после сушки; по температуре сушильного агента после холодоприемника устанавливают расход сушильного агента в зону охлаждения.

Технический результат заключается в повышении точности и надежности управления процессом сушки, снижении удельных энергозатрат и повышении качества высушенного зерна.

На фиг. представлена схема, реализующая предлагаемый способ.

Схема содержит зерносушилку 1, разделенную на зону сушки 2 и зону охлаждения зерна 3 и снабженную устройствами подачи и выгрузки зерна 4 и 5; теплообменник 6; калорифер 7; циклон 8; парогенератор 9; эжектор 10; испаритель 11; холодоприемник 12; конденсатор 13; терморегулирующий вентиль 14; насосы 15, 16, сборник конденсата 17; нагнетающие вентиляторы 18, 19; вытяжной вентилятор 20; предохранительный клапан 21; микропроцессор 22; линии: подачи зерна в зону сушки - 0.2; отвода высушенного зерна из зоны охлаждения - 0.2.1; отвода взвешенных твердых частиц из циклона - 0.2.2; подачи кондиционированного сушильного агента из холодоприемника в зону охлаждения зерна - 3.1 и в конденсатор, а затем из конденсатора через калорифер в зону сушки - 3.2; отвода отработанного сушильного агента из зоны охлаждения в теплообменник - 3.3; отвода отработанного сушильного агента из зоны сушки в теплообменник - 3.4; отвода смеси сушильного агента после зон сушки и охлаждения через циклон в холодоприемник - 3.0; подачи рабочего пара из парогенератора в сопло эжектора и калорифер - 2.2; сброса рабочего пара из парогенератора через предохранительный клапан - 2.3; подачи эжектируемого пара из испарителя в эжектор - 1.1; рециркуляции хладагента через холодоприемник - 1.0; отвода смеси паров хладагента и рабочего пара после эжектора в конденсатор - 1.2; отвода хладагента из конденсатора в испаритель - 1.3; отвода конденсата из калорифера, холодоприемника и конденсатора в сборник конденсата - 1.4; подачи конденсата из сборника конденсата в парогенератор - 1.5; датчики: расхода - FE; температуры - ТЕ; влажности и влагосодержания - ME; уровня - НЕ; давления - РЕ; исполнительные механизмы - И.

Способ осуществляется следующим образом.

Влажное зерно по линии 0.2 подают на предварительный подогрев в теплообменник 6, где происходит подвяливание зерна за счет тепловой обработки высоковлажным отработанным сушильным агентом, который подают в теплообменник из зоны сушки 2 зерносушилки 1 по линии 3.4. С помощью загрузочного устройства 4 после предварительного подогрева зерно поступает в зону сушки 2 зерносушилки 1, где происходит снижение его влажности до стандартного значения. В зоне охлаждения 3 зерносушилки 1 зерно охлаждают до температуры 20…22°C и выводят из сушилки с помощью разгрузочного устройства 5 по линии 0.2.1.

Смесь отработанного сушильного агента после зон сушки и охлаждения вытяжным вентилятором 20 по линии 3.0 отводят в циклон 8 для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц, затем охлаждают в холодоприемнике 12 пароэжекторной холодильной машины путем теплопередачи от хладагента, в качестве которого используется вода, к сушильному агенту через разделяющую стенку поверхности теплообмена. В холодоприемнике сушильный агент достигает температуры точки «росы» и содержащаяся в нем влага конденсируется в виде капельной жидкости на поверхности теплообмена, за счет чего происходит осушение и охлаждение сушильного агента. Часть кондиционированного сушильного агента после холодоприемника 12 с помощью вентилятора 18 подается по линии 3.1 в зону охлаждения зерна 3, а другая его часть с помощью вентилятора 19 подается по линии 3.2 сначала в конденсатор 13, затем в калорифер 7 и далее направляется в зону сушки 2 сушилки 1.

Пароэжекторная холодильная машина, включающая парогенератор 9, эжектор 10, испаритель 11, холодоприемник 12, конденсатор 13, терморегулирующий вентиль 14, насосы 15, 16, сборник конденсата 17, и работает по следующему термодинамическому циклу.

В парогенераторе 9 с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном 24 при затрате электроэнергии образуется рабочий пар, одну часть которого под давлением 0,8…1,0 МПа направляют в калорифер 7 для нагрева сушильного агента, подаваемого в зону сушки 2, а другую часть по линии 2.2 подают в сопло эжектора 10, создавая при этом пониженное давление 0,0009…0,001 МПа и температуру 4…7°C в испарителе 11 пароэжекторной холодильной машины. Потенциальная энергия рабочего пара превращается в кинетическую энергию струи, которая вытекает с большой скоростью, и под действием энергии струи пары хладагента эжектируются и по линии 1.1 поступают из испарителя 11 в эжектор 10.

Образовавшуюся смесь паров хладагента и рабочего пара после эжектора с давлением 0,2…0,3 МПа подают по линии 1.2 в конденсатор 13, где, конденсируясь, она посредством рекуперативного теплообмена отдает теплоту сушильному агенту, который нагревается до температуры 65…70°C. В калорифере 7 температуру сушильного агента доводят до 110…120°C за счет высокотемпературного потенциала пара, подаваемого из парогенератора в калорифер. Одну часть образовавшегося в конденсаторе 13 водяного конденсата, являющегося хладагентом, направляют по линии 1.3 через терморегулирующий вентиль 14 в испаритель 11 для пополнения убыли воды. Другую его часть вместе с конденсатом, который образовался при охлаждении паровоздушной смеси в холодоприемнике 12, отводят сначала по линии 1.4 в сборник конденсата 17, а затем с помощью насоса 16 по линии 1.5 в парогенератор 9 с образованием замкнутого цикла.

Информация о ходе процесса сушки и охлаждения зерна, подготовки сушильного агента и пара с помощью датчиков передается в микропроцессор 22, который по заложенному в него программно-логическому алгоритму осуществляет оперативное управление технологическими параметрами посредством исполнительных механизмов с учетом накладываемых на них ограничений, обусловленных как получением высушенного зерна высокого качества, так и экономической целесообразностью.

По текущим значениям расхода, температуры и влажности исходного зерна в линии 0.2 микропроцессор 22 устанавливает заданный режим сушки, а именно массовый и тепловой расход сушильного агента в линии 3.2 на входе в зону сушки 2 воздействием на мощность регулируемого привода вентилятора 19 и на расход пара в линии 2.2 из парогенератора 9 в калорифер 7 с помощью исполнительного механизма.

По измеренным значениям расхода и влагосодержания сушильного агента перед зоной сушки в линии 3.2 и смеси отработанного сушильного агента после зон сушки и охлаждения зерна в линии 3.0 микропроцессор определяет количество водяных паров, подаваемых в холодоприемник с отработанным сушильным агентом по формуле:

U=(xвых-xвхсвV,

где хвх, хвых - влагосодержание сушильного агента на входе в зону сушки и смеси отработанного сушильного агента после зон сушки и охлаждения, кг/кг; ρсв - плотность абсолютно сухой части сушильного агента, кг/м3; V - объемный расход сушильного агента, м3/ч,

В зависимости от количества водяных паров микропроцессор устанавливает коэффициент эжекции пароэжекторной холодильной машины воздействием на соотношение расходов рабочего пара, подаваемого в сопло эжектора по линии 2.2 и эжектируемого из испарителя по линии 1.1, путем изменения расхода рабочего пара с помощью исполнительного механизма. При этом осуществляется контроль величины разрежения и температуры хладагента в испарителе 11.

Микропроцессор непрерывно определяет текущее значение коэффициента теплопередачи от хладагента к сушильному агенту через охлаждающую поверхность холодоприемника 12 по формуле:

,

где Q=Vсρ(t1-t2) - количество теплоты, подаваемой смесью отработанного после зон сушки и охлаждения сушильного агента в холодоприемник, кДж/ч; с, ρ - средние значения теплоемкости, кДж/(кг·К), плотности, кг/м3, сушильного агента; V - объемный расход смеси отработанного после зон сушки и охлаждения сушильного агента, м3/ч; F - площадь теплообменной поверхности охладителя, м2; Δtср=(t1-t2)/ln[(t1-t3)/(t2-t3)] - среднелогарифмический температурный напор, °C; t1, t2 - температура сушильного агента соответственно на входе и выходе из холодоприемника, °C; t3 - температура хладагента в холодоприемнике, °C,

и осуществляет контроль температуры и влагосодержания сушильного агента на выходе из холодоприемника в линии 3.1, причем при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого в зону охлаждения зерна по линии 3.1, от заданного значения в сторону увеличения микропроцессор увеличивает коэффициент теплопередачи путем увеличения коэффициента эжекции воздействием на увеличение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора, а при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого на охлаждение зерна от заданного значения в сторону уменьшения микропроцессор, уменьшает коэффициент теплопередачи путем уменьшения коэффициента эжекции воздействием на уменьшение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора; при этом осуществляет двойную коррекцию температуры зерна на выходе из зоны сушки, сначала воздействием на расход пара в калорифер, а затем на расход исходного зерна. Если наиболее интенсивный режим сушки и охлаждения не позволяет обеспечить стабилизацию влажности и температуры зерна на выходе из сушилки в области заданных значений, то это свидетельствует о спонтанном увеличении влажности исходного зерна. В этом случае микропроцессор снижает расход исходного зерна и выводит процесс сушки и охлаждения зерна на допустимую область термовлажностных характеристик высушиваемого продукта.

Информация о текущем значении уровня хладагента в испарителе 10 непрерывно передается в микропроцессор. При уменьшении уровня хладагента микропроцессор вырабатывает сигнал на увеличение расхода конденсата в испаритель 11 через терморегулирующий вентиль 14 в линии 1.3 и уменьшает расход конденсата при достижении уровня хладагента верхнего заданного значения.

Микропроцессор осуществляет непрерывную стабилизацию давления насыщенного пара в парогенераторе 16 воздействием на мощность электронагревательных элементов. При этом достигается заданная производительность парогенератора, контроль за которой обеспечивается датчиком расхода пара в линии 2.2.

Информация о текущем значении уровня конденсата в парогенераторе 17 передается в микропроцессор. При изменении уровня конденсата микропроцессор осуществляет двухпозиционное регулирование приводом питающего насоса 15, включает питающий насос при достижении уровня конденсата в парогенераторе нижнего заданного значения и отключает его при достижении верхнего заданного значения.

В случае технологических и аварийных сбоев в работе парогенератора, связанных с возможным увеличением давления насыщенного водяного пара в его рабочем объеме, предусмотрен предохранительный клапан 21.

Пример реализации способа.

Способ прошел производственные испытания в условиях ОАО «Воронежский экспериментальный комбикормовый завод» при сушке зерна озимой пшеницы сорта «Мироновская 808» с начальной влажностью 19,0±0,5% в шахтной модульной зерносушилке типа «С-15» производительностью 15 т/ч при съеме влаги с 19% до 13,5%.

Ниже приведена техническая характеристика пароэжекторной холодильной машины, используемая в линии подготовки сушильного агента:

Холодопроизводительность, кВт 100 Температура кипения: в испарителе, °C 4 в парогенераторе, °C 170 Температура конденсации, °C 127 Температура сушильного агента на входе в конденсатор, °C 10…12 Температура сушильного агента на выходе из конденсатора, °C 65…70 Коэффициент эжекции 4 Коэффициент теплопередачи, Вт/м2·К 12 Площадь охлаждающей поверхности испарителя, м2 180 Хладагент вода

В табл.1 приводятся отклонения параметров сушильного агента (воздуха) в термодинамическом цикле его рециркуляции по известному способу с дистанционным операторным управлением технологическими параметрами и заявляемому способу с микропроцессорным управлением в соответствии с предлагаемым алгоритмом, устанавливающим порядок подачи управляющих воздействий. В табл.2 приведены значения показателей качества образцов зерна, высушенного по известному и предлагаемому способу.

Таблица 1 Параметры Номинальное значение параметра По известному способу По предлагаемому способу Температура сушильного агента на входе в зону сушки, °C 120 117…123 119…121 Температура сушильного агента после конденсатора, °C 65 62…67 64…66 Температура сушильного агента на входе в зону охлаждения, °C 15 12…17 14…15 Скорость сушильного агента на входе в зону сушки, м/с 6,0 5,0…7,0 5,5…6,2 Скорость сушильного агента на входе в зону охлаждения, м/с 5,5 4,8…6,2 5,1…5,8 Влагосодержание сушильного агента на входе в зону сушки, кг/кг 0,008 0,005…0.010 0,007…0,009 Влагосодержание сушильного агента на входе в холодоприемник, кг/кг 0,025 0,023…0.027 0,024…0,026 Влагосодержание сушильного агента на выходе из холодоприемника, кг/кг 0,008 0,005…0.010 0,007…0,009 Продолжительность сушки, мин 58 60…62 55…58 Установленная мощность, кВт 75 73…79 74…76

Таблица 2 Показатели качества Характеристика и ограничительная норма для поставляемой мягкой пшеницы, предназначенной для переработки в муку по ГОСТ 9353-90 по известному способу по предлагаемому способу Состояние Негреющаяся, в здоровом состоянии Запах Нормальный, свойственный здоровому зерну пшеницы (без затхлого, плесневого, постороннего запахов) Цвет Темно-красный. Допускается наличие желтых, желтобоких, обесцвеченных и потемневших зерен в количестве, не нарушающем основного тона Влажность, %, не более (для сортового помола пшеницы) 13,5 13,0…14,5 13,2…14,0 Сорная примесь, %, не более 2,0 1,5 1,5 Массовая доля клейковины, %, не менее 18,0 18,0 18,0 Качество клейковины, группа не ниже II II II Стекловидность, %, не менее 40,0 50,0 50,0 Натура, г/л, не менее На уровне базисной нормы (710 г/л) Число падения, с более 200 более 200 более 200 Трудноотделимая примесь, относимая к сорной примеси, %, не более 2,0 2,0 2,0 Проросшие зерна, которые относятся к зерновой примеси, %, не более 3,0 3,0 3,0

Как видно из примера и табл.1 и 2, предлагаемый способ управления процессом сушки дает возможность контролировать процесс сушки и повышает точность и надежность управления технологическими параметрами.

Предлагаемый способ позволяет:

- сузить интервал отклонения параметров сушильного агента от заданных значений, а следовательно, стабилизировать режим сушки в области заданных технологических свойств зерна;

- сократить поле допуска на конечную влажность, снижая ее разброс на 0,1…0,5%;

- повысить производительность сушилки на 5…10% и снизить удельные энергозатраты на 5…10% за счет рационального использования потенциала сушильного агента в контуре рециркуляции, обусловленного точностью управления его параметрами.

Похожие патенты RU2482408C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ СУШКИ ЗЕРНА 2009
  • Шевцов Александр Анатольевич
  • Бритиков Дмитрий Александрович
  • Дранников Алексей Викторович
  • Тертычная Татьяна Николаевна
  • Калинина Алевтина Викторовна
RU2406340C2
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ СУШКИ И ХРАНЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ЖИРНЫХ КИСЛОТ 2013
  • Шевцов Сергей Александрович
  • Дранников Алексей Викторович
RU2534264C1
Способ управления линией производства растительного масла 2021
  • Шевцов Александр Анатольевич
  • Василенко Виталий Николаевич
  • Фролова Лариса Николаевна
  • Драган Иван Вадимович
  • Жильцова София Игоревна
RU2773436C1
Способ управления процессом производства биомассы аэробных микроорганизмов 2016
  • Шевцов Александр Анатольевич
  • Корнеева Ольга Сергеевна
  • Мажулина Инна Вячеславовна
  • Тертычная Татьяна Николаевна
  • Толкачева Анна Александровна
  • Анненков Владислав Александрович
RU2644193C1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭКСТРУДЕРОМ 2009
  • Шевцов Александр Анатольевич
  • Лыткина Лариса Игоревна
  • Чайкин Илья Борисович
RU2424903C2
СПОСОБ ВЛАГОТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА КРУПЯНЫХ КУЛЬТУР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ В ТЕХНОЛОГИИ КОМБИКОРМОВ 2012
  • Шевцов Александр Анатольевич
  • Лыткина Лариса Игоревна
  • Дранников Алексей Викторович
  • Клейменов Алексей Иванович
RU2492697C1
Способ горячего копчения рыбной продукции 2015
  • Лыткина Лариса Игоревна
  • Матеев Есмурат Зиятбекович
  • Шевцов Александр Анатольевич
  • Курманахынова Молдир Канатовна
  • Дранников Алексей Викторович
RU2615365C2
СПОСОБ ОСЦИЛЛИРУЮЩЕЙ СУШКИ СЕМЯН МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР С ЦИКЛИЧЕСКИМ ВВОДОМ АНТИОКСИДАНТА 2012
  • Дранников Алексей Викторович
  • Шевцов Сергей Александрович
  • Фролова Лариса Николаевна
  • Острикова Елена Александровна
  • Лесных Андрей Сергеевич
RU2511293C1
Способ комплексной переработки семян сои с выделением белоксодержащих фракций 2018
  • Четверикова Ирина Владимировна
  • Шевцов Александр Анатольевич
  • Ткач Владимир Владимирович
  • Сердюкова Наталья Алексеевна
RU2689672C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМБИКОРМОВ 2007
  • Шевцов Александр Анатольевич
  • Лыткина Лариса Игоревна
  • Дранников Алексей Викторович
  • Шенцова Евгения Сергеевна
  • Маджидов Рустам Маджидович
  • Бугакова Людмила Владимировна
RU2352185C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при управлении процессом сушки, преимущественно зерна злаковых и масличных культур, например, пшеницы, ячменя, ржи, тритикале, семян рапса, льна, амаранта, подсолнечника. Способ управления процессом сушки зерна предусматривает предварительный подогрев влажного зерна, его сушку и охлаждение; подачу смеси отработанного сушильного агента после сушки и охлаждения зерна в циклон для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц; охлаждение и осушение смеси в холодоприемнике пароэжекторной холодильной машины; подогрев одной части смеси в конденсаторе пароэжекторной холодильной машины и калорифере с последующей подачей сначала на сушку, а затем в циклон с образованием замкнутого цикла, охлаждение зерна другой частью смеси; получение рабочего пара в парогенераторе с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном и его подачу под давлением 0,8…1,0 МПа в сопло эжектора, создавая при этом пониженное давление 0,0009…0,001 МПа и температуру 4…7°C в испарителе пароэжекторной холодильной машины с рециркуляцией хладагента в холодоприемнике; подачу паров хладагента и рабочего пара после эжектора с давлением 0,2…0,3 в конденсатор для подогрева сушильного агента; подачу одной части конденсата, образовавшегося в конденсаторе, в испаритель для пополнения убыли воды и отвод другой его части вместе с конденсатом, образовавшимся при охлаждении сушильного агента в холодоприемнике, сначала в сборник конденсата, а затем в парогенератор с образованием замкнутого цикла; измерение расхода зерна перед сушкой, влажности и температуры зерна до и после сушки, температуры охлажденного зерна, температуры и расхода сушильного агента в зонах сушки и охлаждения, величины разрежения в испарителе и расхода эжектируемого пара хладагента из испарителя, температуры хладагента в испарителе, уровня конденсата в испарителе; по измеренным значениям расхода и влагосодержания смеси сушильного агента после сушки и охлаждения зерна определяют количество водяных паров в отработанном сушильном агенте, по которому устанавливают коэффициент эжекции пароэжекторной холодильной машины воздействием на соотношение расходов рабочего пара, подаваемого в сопло эжектора и эжектируемого из испарителя, путем изменения расхода рабочего пара; определяют текущее значение коэффициента теплопередачи от хладагента к сушильному агенту через охлаждающую поверхность холодоприемника; причем при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого на охлаждение зерна от заданного интервала значений в сторону увеличения, увеличивают коэффициент теплопередачи путем увеличения коэффициента эжекции воздействием на увеличение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора, а при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого на охлаждение зерна от заданного интервала значений в сторону уменьшения, уменьшают коэффициент теплопередачи путем уменьшения коэффициента эжекции воздействием на уменьшение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора; при этом по температуре сушильного агента после конденсатора устанавливают расход пара в калорифер и расход сушильного агента в зону сушки с коррекцией по температуре и влажности зерна после сушки; по температуре сушильного агента после холодоприемника устанавливают расход сушильного агента в зону охлаждения. Способ позволяет сузить интервал отклонения параметров сушильного агента от заданных значений, а следовательно, стабилизировать режим сушки в области заданных технологических свойств зерна; сократить поле допуска на конечную влажность, снижая ее разброс на 0,1…0,5%; повысить производительность сушилки на 5…10% и снизить удельные энергозатраты на 5…10% за счет рационального использования потенциала сушильного агента в контуре рециркуляции, обусловленного точностью управления его параметрами. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 482 408 C1

Способ управления процессом сушки зерна, характеризующийся тем, что он предусматривает предварительный подогрев влажного зерна, его сушку и охлаждение; подачу смеси отработанного сушильного агента после сушки и охлаждения зерна в циклон для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц; охлаждение и осушение смеси в холодоприемнике пароэжекторной холодильной машины; подогрев одной части смеси в конденсаторе пароэжекторной холодильной машины и калорифере с последующей подачей сначала на сушку, а затем в циклон с образованием замкнутого цикла, охлаждение зерна другой частью смеси; получение рабочего пара в парогенераторе с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном и его подачу под давлением 0,8…1,0 МПа в сопло эжектора, создавая при этом пониженное давление 0,0009…0,001 МПа и температуру 4…7°C в испарителе пароэжекторной холодильной машины с рециркуляцией хладагента в холодоприемнике; подачу паров хладагента и рабочего пара после эжектора с давлением 0,2…0,3 в конденсатор для подогрева сушильного агента; подачу одной части конденсата, образовавшегося в конденсаторе, в испаритель для пополнения убыли воды и отвод другой его части вместе с конденсатом, образовавшимся при охлаждении сушильного агента в холодоприемнике, сначала в сборник конденсата, а затем в парогенератор с образованием замкнутого цикла; измерение расхода зерна перед сушкой, влажности и температуры зерна до и после сушки, температуры охлажденного зерна, температуры и расхода сушильного агента в зонах сушки и охлаждения, величины разряжения в испарителе и расхода эжектируемого пара хладагента из испарителя, температуры хладагента в испарителе, уровня конденсата в испарителе; по измеренным значениям расхода и влагосодержания смеси сушильного агента после сушки и охлаждения зерна в холодоприемнике, определения количества водяных паров в отработанном сушильном агенте, по которому устанавливают коэффициент эжекции пароэжекторной холодильной машины воздействием на соотношение расходов рабочего пара, подаваемого в сопло эжектора и эжектируемого из испарителя, путем изменения расхода рабочего пара; определение текущего значения коэффициента теплопередачи от хладагента к сушильному агенту через охлаждающую поверхность холодоприемника; причем при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого на охлаждение зерна от заданного интервала значений в сторону увеличения, увеличивает коэффициент теплопередачи путем увеличения коэффициента эжекции воздействием на увеличение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора, а при отклонении температуры сушильного агента, подаваемого на охлаждение зерна от заданного интервала значений в сторону уменьшения, уменьшает коэффициент теплопередачи путем уменьшения коэффициента эжекции воздействием на уменьшение расхода рабочего пара на входе в сопло эжектора; при этом по температуре после конденсатора устанавливают расход пара в калорифере и расход сушильного агента в зону сушки с коррекцией по температуре и влажности зерна после сушки; по температуре сушильного агента после холодоприемника устанавливают расход сушильного агента в зону охлаждения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2482408C1

СПОСОБ СУШКИ ЗЕРНА 2009
  • Шевцов Александр Анатольевич
  • Бритиков Дмитрий Александрович
  • Дранников Алексей Викторович
  • Тертычная Татьяна Николаевна
  • Калинина Алевтина Викторовна
RU2406340C2
Способ автоматического управления процессом распылительной сушки продуктов 1990
  • Эскин Эдуард Исаакович
  • Дедков Борис Владимирович
  • Мусин Наиль Мирсаитович
  • Шелепов Виктор Николаевич
SU1747832A1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ 1999
  • Кретов И.Т.
  • Ряховский Ю.В.
  • Шевцов С.А.
RU2150642C1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ 1996
  • Кретов И.Т.
  • Шевцов А.А.
  • Лакомов И.В.
RU2117228C1
JP 2008051491 A, 06.03.2008.

RU 2 482 408 C1

Авторы

Шевцов Александр Анатольевич

Дранников Алексей Викторович

Бритиков Дмитрий Александрович

Воронова Елена Васильевна

Даты

2013-05-20Публикация

2011-11-09Подача