Автоматизация объектов процессов сушки

В различных процессах пищевых производств широкое распространение получили сушилки. На рис. 5 приведена технологическая схема процесса сушки в барабанной сушилке. Горячий воздух для процесса сушки подается из калорифера, обогреваемого паром. В сушильный барабан, расположенный с некоторым уклоном, непрерывно подаются влажный материал и горячий воздух. В процессе вращения барабана происходит пересыпание и перемещение продукта к выходу из барабана с одновременным обтеканием его горячим воздухом. Для обеспечения движения горячего воздуха в сушильном барабане создается разрежение. С этой целью может быть использован, например, вытяжной вентилятор или циклон с водяным охлаждением.

При автоматизации процесса сушки требуется поддерживать заданное значение влажности материала на выходе из сушильного барабана, а также обеспечивать заданную температуру горячего воздуха, поступающего на сушилку.

Рисунок 5. СА процесса сушки.

Процесс сушки в сушильном барабане как объект автоматизации описывается достаточно сложными дифференциальными уравнениями в частных производных.Для упрощения модели сушильного барабана по каналу «расход горячего воздуха – влажность материала на выходе» ее можно принять в виде апериодического звена второго порядка с чистым запаздыванием. При этом следует отметить, что процесс сушки характеризуется значительной инерционностью. Возмущающими воздействиями при сушке являются изменения влажности и расхода материала на входе, параметров горячего воздуха, поступающего в сушильный барабан.

На рис. 5 приведена простейшая СА процесса сушки. Регулирование температуры горячего воздуха производится на основе ее измерения датчиком температуры 1 а, сигнал от которого поступает на показывающий и самопишущий регулирующий блок 1 в, управляющий через панель дистанционного управления 1 г, исполнительный механизм 1 д положением регулирующего клапана на линии подачи греющего пара в калорифер. Схемой предусматривается контроль входной влажности материала с помощью датчика влажности 3 а и вторичного показывающего и самопишущего прибора 3 б.

Для регулирования влажности выходного продукта ее измеряют посредством датчика влажности 4 а, сигнал с которого поступает через вторичный показывающий и самопишущий прибор 4 б на регулирующий блок 4 в с изодромным законом регулирования. Регулятор через панель дистанционного управления 4 г воздействует на исполнительный механизм привода заслонки, изменяющей расход горячего воздуха в сушильный барабан.

Схемой автоматизации предусматривается также контроль температуры воздуха на выходе из сушильного барабана посредством приборов 6 а, 6 б и 6 в и разрежения посредством показывающего манометра 7 а.

Для ряда продуктов в настоящее время нет серийно выпускаемых датчиков влажности. В связи с этим контроль процесса сушки приходится осуществлять по косвенным параметрам. Практически приемлемые результаты получаются в случае применения для этой пели показаний термометра, измеряющего температуру выходящего из сушилки воздуха. Изменение температуры связано с влажностью материала на выходе, поэтому в зависимости от величины отклонения температуры можно организовывать изменение расхода горячего воздуха в сушильный барабан.