Способ автоматического управления процессом сушки Советский патент 1993 года по МПК F26B25/22 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к технике сушки, и может быть использовано в аппаратах по термическому обезвоживанию, например в пневматических и распылительных сушилках.

Цель изобретения - сушка продукта до заданной влажности при изменении концентрации сухого вещества в жидком исходном сырье

На фиг.1 представлен вариант реализации предложенного способа автоматического управления процессом сушки влажных материалов; на фиг.2 - данные по изменению интенсивности процесса сушки при введении в поток теплоносителя сухого компонента.

Устройство содержит линии подачи теплоносителя 1 с вентилятором 2, линии подами жидкого исходного сырья 3 в сушилку 4 и сухого компонента 5 а также линии 6 отработанного теплоносителя и готового продукта 7

Система автоматического регулирования включает контур измерения концентрации сухого вещества в жидком исходном сырье посредством измерителя концентрации 8, блок управления 9 и исполнительный механизм 10, изменяющий в зависимости от концентрации сухого вещества в жидком исходном сырье расход сухого компонента в линии 5 Контур регулирования температуры теплоносителя содержит датчик температуры 11, по показаниям которого терморегулятором 12 производят нагрев теплоносителя до заданной температуры.

Способ автоматического управления процессом сушки осуществляют следующим образом

Теплоноситель вентилятором 2 подают по каналу в сушильную камеру 4. куда одновременно поступает по линии 3 жидкое исходное сырье. По линиям 6 и 7 производят отвод отработанного теплоносителя и готового продукта По сигналуизмерителя концентрации 8 определяющему концентрацию

Ё

00

ю ел

4

сухого вещества в жидком исходном сырье, блоку управления 9, анализирующему уравнение, определяющее зависимость интенсивности сушки от концентрации сухого вещества в линии 4 подачи жидкого исходного сырья, исполнительному механизму 10, регулирующему расход сухого компонента в линии его подачи 5, устанавливают управляющий сигнал, зависящий от величины рассогласования между сигналами датчика концентрации сухого вещества в жидком исходном сырье 8 и блока управления 9. В результате изменяется расход сухого компонента до тех пор, пока не будет выполнено уравнение, определяющее зависимость интенсивности сушки о расхода сухого компонента. Тем самым поддерживается заданная интенсивность сушки при изменении расхода влажного материала в линии 3. что повышает выход продукта заданной влажности.

Для получения продукта определенной влажности по показаниям датчика температуры 11 терморегулятором 12 производят нагрев теплоносителя до заданной температуры, что также необходимо для поддержания определенной интенсивности сушки, так как при изменении концентрации сухого вещества в жидком исходном сырье происходит изменение температуры теплоносителя в сушильной камере.

Функциональное .управление, определяющее зависимость интенсивности сушки от расхода сухого компонента, имеет вид

Ci(r,)

К

a ri

С(г)

где Ci( г) - изменение концентрации сухого компонента;

d(r) - изменение концентрации сухого вещества в жидком сырье; г- время;

г 1 - время, определяющее быстродействие измерительных приборов и исполнительных механизмов:

К - коэффициент пропорциональности;

а - постоянный коэффициент.

На фиг.2 приведено изменение интенсивности сушки на модельной пневматической сушилке от концентрации твердого обезвоженного компонента при постоянной температуре теплоносителя. Здесь отображена зависимость интенсивности сушки распиливаемой воды концентрацией С 0,95 кг/кг при подаче кварцевого песка средним диаметром 200 мкм различной концентрации. Такая зависимость характерна для процесса термического обезвоживания продуктов с малым начальным содержанием сухого вещества.

Из данных фиг.2 могут быть ориентировочно определены коэффициенты К и а для суспензий с малым начальным содержанием сухой фазы. В опытах проводилось распыление воды до концентрации 0.95 102 кг теплоносителя (воздуха температурой

120°С), так что коэффициент К равен

К

100 %

0,95 10

1.05 102 кг/кг

Согласно графика фиг.2 для Ci42 кг/кг интенсивность сушки равна 135 кг вла- ги/м3 час-. Откуда для коэффициента а получаем

20

135

22 10

11 102 кг влаги/м3 час.

Таким образом, чтобы при изменении

концентрации сухого вещества в жидком сырье получать продукт определенной конечной влажности достаточно изменять расход сухого компонента, вводимого в поток теплоносителя, в обратно пропорциональной зависимости приизменении концентрации сухого вещества в жидком исходном сырье.

Применение способа автоматического управления процессом сушки, когда, например, в качестве сухого компонента при сушке ферментных препаратов используют наполнители и стабилизаторы позволит снизить энергозатраты при получении целевого продукта, кроме того повысить активность препаратов, а при обезвоживании микроорганизмов - выход жизнеспособных клеток.

Формула изобретения Способ автоматического управления

процессом сушки(предусматривающий смешение жидкого исходного сырья с сухим компонентом и регулирование температуры сушильного агента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, смешивание жидкого исходного сырья и сухого компонента осуществляют в распыленном виде, производят измерение концентрации сухого вещества в жидком исходном сырье и расхода сухого компонента, при этом регулирование расхода сухого компонента осуществляют по отклонению концентрации сухого вещества в жидком исходном сырье от заданного значения

Назначение, термическое обезвоживание продуктов биотехнологии Сущность изобретения- автоматическое управление процессом сушки включает смешение жидкого исходного сырья с сухим компонентом и регулирование температуры сушильного агента. При этом измеряют концентрацию сухого вещества в жидком исходном сырье и смешивают распыленное жидкое исходное сырье и сухой компонент. Расход сухого компонента регулируют по отклонению концентрации сухого вещества в жидком исходном сырье от заданного значения. 2 ил.

.Л ftp- offerfa

(pe/P.1

five, г