Способ регулирования процесса сушки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 F 26 В 21 10 25 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3561564/24-06 (22) 14.12.82 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (71) Казанский научно-исследовательский технологический и проектный институт химико-фотографической промышленности (72) В. Г. Леонтьев, Л. Г. Гросс, Ю. А. Красовский и Н. П. Григорьев (53) 066.047.47 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 425035, кл. F 27 D 19/00, 1972. (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА СУШКИ, проходящей в два периода в многозонной сушилке путем регулирования температуры воздуха в каждой зоне с коррекцией по величине отклонения параметра, характеризующего процесс сушки, на выходе одной из зон от заданного значения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продукта, преимущественно при производстве кинофотоматериалов на гибких подложках путем улучшения их физико-механических свойств, в качестве параметра, характеризующего процесс сушки, используют температуру поверхности высушиваемого

„„SU„„1276889 эмульсионного слоя материала, измеряемую на выходе из зон окончания периодов сушки, один из которых имеет постоянную, а другой падающую скорость, по максимальным значениям которой корректируют температуру воздуха соответственно в предыдущих зонах периодов постоянной и падающей скоростей сушки, регулируют влагосодержание воздуха на входе в первую, вторую и последнюю зоны сушилки, являющуюся зоной стабилизации, измеряют температуру поверхности высушиваемого эмульсионного слоя материала на входе и выходе зоны окончания периода постоянной скорости сушки и по отклонению их разности от заданного значения корректируют влагосодержание воздуха на входе в первую и вторую зоны, измеряют влажность высушиваемого эмульсионного слоя на выходе из зон окончания периода падающей скорости и стабилизации и при отклонениях ее от заданных значений корректируют температуру воздуха и его влагосодержание соответственно в предыдущих зонах периода падающей скорости и на входе в зону стабилизации, 1276889

Изобретение относится к способам регулирования процесса сушки, преимущественно эмульсионных слоев при производстве кинофотоматериалов на гибких подложках, и может быть использовано в различных отраслях промышленности при сушке тонких листовых материалов.

Известен способ регулирования процесса сушки путем измерения и регулирования температуры воздуха в каждой зоне (секции) многозонной сушилки, измерения на выходе одной из зон сушилки значений параметра регулирования процесса сушки с последующей коррекцией заданий регуляторам температуры воздуха в предыдущих зонах сушилки при отклонении этого параметра от заданного значения.

Однако известный способ не позволяет повысить качество процесса сушки и получать продукцию с требуемыми физико-механическими свойствами.

Сушка эмульсионных слоев, которые могут быть отнесены к коллоидным телам, где влага связана с желатином адсорбционными и осмотическими силами, как и сушка большинства других материалов, происходит в два периода. В первый период — период

I постоянной скорости сушки — удаляется структурная влага, как наименее прочно связанная с материалом. Период постоянной скорости сушки характеризуется свободным перемещением влаги в высушиваемом слое, в результате которого количество влаги, поступающей к поверхности слоя, больше количества испаряемой влаги или равно ему и изменение влажности материала во времени происходит по линейному закону. Благодаря тому, что температура эмульсионного слоя в этот период сушки невелика, процесс не оказывает существенного влияния на фотографические свойства слоя. Во второй период— период II падающей скорости сушки происходит удаление осмотически связанной влаги вплоть до достижения гигроскопического влагосодержания. Начиная с этого значения, происходит удаление влаги, связанной адсорбционно. Удаление адсорбционной влаги, как наиболее прочно связанной с материалом, при сушке весьма затруднено. В этих условиях количество влаги, которое могло бы испариться с поверхности, превышает количество влаги, мигрирующей к ней, и изменение влажности материала происходит по экспоненте, переходящей в асимптоту, ордината которой соответствует равновесной влажности слоя. Процесс сушки в этом периоде ведется при более жестком режиме, при котороим на поверхности материала может образовываться твердый сухой слой, препятствующий дальнейшему удалению влаги. Поэтому установленные границы этого вида связи влаги с материалом и выделение в сушилке переходной зоны имеют

6ол ьш ое зн а чен ие.

Именно при сушке, и главным образам во 11 ее периоде, окончательно формируется ряд свойств кинофотоматериалов, в том числе такие физико-механические свойства эмульсионных слоев, как механическая прочность, плоскостность, теплоустойчивость, определенные усадочные характеристики, эластичность и проницаемость для фотографических обрабатывающих растворов.

Особенно большое значение в формировании свойств кинофотоматериалов имеет начальная стадия II периода сушки, т. е. переходная от 1 периода сушки к II, характеризующаяся критической влажностью материала, когда в высушиваемом слое начинает формироваться структура ксерогеля и молекулы желатина еще обладают достаточной подвижностью для реализации релаксационных процессов.

Для устранения неравномерности сушки по площади высушиваемого материала его пропускают через блок стабилизации, в котором поддерживаются специальные термогигрометрические режимы, способствующие повышению однородности и улучшению свойств материала.

Цель изобретения — повышение качества продукта, преимущественно при производстве кинофотоматериалов на гибких подложках путем улучшения их физико-механических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования процесса сушки, проходящему в два периода в многозонной сушилке путем регулирования температуры воздуха в каждой зоне с коррекцией повеличине отклонения параметра, характеризующего процесс сушки, на выходе одной из зон от заданного значения, в качестве параметра, характеризующего процесс сушки, используют температуру поверхности высушиваемого эмульсионного слоя материала, измеряемую на выходе из зон окончания периодов сушки, один из которых имеет постоянную, а другой падающую скорость, по максимальным значениям которой корректируют температуру воздуха соответственно в предыдущих зонах периодов постоянной и падающей скоростей сушки, регулируют влагосодержание воздуха на входе в первую, вторую и последнюю зоны сушилки, являющуюся зоной стабилизации, измеряют температуру поверхности высушиваемого эмульсионного слоя материала на входе и выходе зоны окончания периода постоянной скорости сушки и по отклонению их разности от заданного значения корректируют влагосодержание воздуха на входе в первую и вторую зоны, измеряют влажность высушиваемого эмульсионного слоя на выходе из зон окончания периода падающей скорости и стабилизации и при отклонениях ее от заданных значений корректируют температуру воздуха и его влагосодержание соответствен1276889 но в предыдущих зонах периода падающей скорости и на входе в зону стабилизации.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего способ регулирования процесса сушки.

Устройство содержит зоны l — 7 сушилки (многозонную сушилку), калориферы 8 — 14, увлажнители 15 и 16 и осушитель 17 систем подготовки и подачи сушильного агента— воздуха — в зоны сушки, датчики 18 — 24 температуры воздуха на входе в зоны сушки, дат- 10 чики 25 — 27 влагосодержания воздуха на входе соответственно в зоны 1, 2 сушки и зону 7 (зону стабилизации) сушилки, датчики 28 — 30 температуры поверхности высушиваемого эмульсионного слоя кинофотоматериала на входе и выходе зоны 3 и на выходе зоны 6 сушилки, датчики 31 и 32 влажности высушиваемого эмульсионного слоя кинофотоматериала на выходе зон 6 и 7 сушилки — инфракрасные влагомеры, преобразователи ЗЗ и 34 сигналов датчиков температуры поверхности эмульсионного слоя, блок 35 алгебраического суммирования сигналов преобразователей, вторичные приборы

36 — 42 с регуляторами температуры воздуха на входе в зоны сушки, вторичные приборы

43 — 45 с регуляторами влагосодержания воздуха на входе в зоны 1, 2 и 7 сушилки, вторичные приборы 46 и 47 с регуляторами температуры поверхности эмульсионного слоя на выходе из зон 3 и 6 сушилки, вторичные приборы 48 и 49 с регуляторами влажности эмульсионного слоя на выходе из зон 6 и 7 сушилки, вторичный прибор 50 с регулятором разности температур поверхности эмульсионного слоя на входе и выходе зоны 3 сушилки, блоки 51 и 52 ограничения по максимуму сигналов коррекции заданий регуляторам температуры воздуха на входе в зоны 1, 2, 3 и 4, 5, 6 сушилки и блоки 53 — 58 окончательного формирования сигналов коррекции заданий соответствующим регуляторам температуры воздуха усиления сигналов, введения в них дифференциальных составляющих и т. п. (ручные задатчики регуляторов, байпасные панели дистанционного управления и исполнительные механизмы с регулирующими органами контуров регулирования не показаны) .

Способ регулирования процесса сушки осуществляется следующим образом.

Во время установившегося хода технологического процесса сушки датчики 18 — 24 преобразуют температуру воздуха на входах в зоны 1 — 7 сушилки в электрические сигналы, которые регистрируются вторичными приборами 36 — 42 и преобразуются в них в пневматические сигналы. В регуляторах этих приборов формируются командные сигналы, которые подаются на регулирующие клапаны калориферов 8 — 14. Влагосодержание воздуха на входе в зоны 1, 2 и 7 сушилки преобразуется датчиками 25 — 27 и регистрируется вторичными приборами 43 — 45. В регуля15

55 торах этих приборов формируются командные сигналы, которые подаются на регулирующие клапаны осушителя 17 и увлажнителей 15 и 16. Температура поверхности высушиваемого эмульсионного слоя материала на выходе из зоны 3 сушилки преобразуется датчиком 29, сигнал которого регистрируется вторичным прибором 46. В регу.чяторе этого прибора формируется командный сигнал коррекции заданий регуляторам температуры воздуха в предыдущих зонах сушилки, который, пройдя через блок 51 ограничения сигнала и блоки 53 — 55 окончательного формирования сигналов коррекции, подается в качестве заданий на соответствующие регуляторы вторичных приборов 36 — 38 температуры воздуха в зонах 1, 2 и 3 сушилки. Температура поверхности высушиваемого эмульсионного слоя на входе в зону 3 сушилки преобразуется датчиков 28, сигнал которого, а также сигнал датчика 29 температуры поверхности слоя на выходе из зоны 3 сушилки поступают соответственно в преобразователи 33 и 34 и приводятся в них к унифицированным сигналам вида, необходимого для работы последующего элемента схемы — блока 35 алгебраического суммирования, на которой поступают сигналы с выходов преобразователей 33 и 34, вычитаются друг из друга и сигнал разности подается на вторичный прибор 50. B регуляторе этого прибора формируется командный сигнал, который подается в качестве сигнала коррекции заданий на регуляторы вторичных приборов 43 и 44 влагосодержания воздуха в зонах 1 и 2 сушилки. Температура высушиваемого эмульсионного слоя материала на выходе из зоны 6 сушилки преобразуется датчиком 30, сигнал которого регистрируется вторичным прибором 47. В регуляторе этого прибора формируется командный сигнал коррекции заданий регуляторам температуры воздуха в предыдущих зонах периода падающей скорости сушки, который, пройдя через блок 52 ограничения сигнала и блоки

56 — 58 окончательного формирования сигналов коррекции, подается в качестве заданий на соответствующие регуляторы вторичных приборов 39 — 41 температуры воздуха в зонах 4 — 6 сушилки.

Влажность высушиваемого эмульсионного слоя материала на выходе из зоны 6 сушилки преобразуется датчиком 31, сигнал которого регистрируется вторичным прибором 48. В регуляторе этого прибора формируется командный сигнал коррекции заданий тем же регуляторам вторичных приборов 39 — 41 температуры воздуха в предыдущих зонах периода падающей скорости сушки, который поступает на них также через блок 52 ограничения и блоки 56 — 58 окончательного формирования сигналов коррекции.

Влажность эмульсионного слоя материала на выходе из зоны 7 — на выходе из сушилки — преобразуется датчиков 32, сиг1276889 нал которого регистрируется вторичным прибором 49. В регуляторе этого прибора формируется командный сигнал, который подается в качестве сигнала коррекции задания на регулятор вторичного прибора 45 влагосодержания воздуха на входе l3 зону 7 сушилки.

При появлении возмущакццих воздействий, вызывающих, например, изменения температуры воздуха на входах в зоны сушилки соответствующие датчики 18 — -24 температуры, подают измененные сигналы на вторичные приборы 36- — 42 и на измерительные части их регуляторов, где они сравниваются с заданными значениями, сигналы рассогласования поступают в решакццие блоки регуляторов, обрабатываются в них Ilo требуемому, например пропорционально-интегральному, закону регулирования и в виде командHbIx сигналов поступают па регулирующие клапаны соответствуюгцих калориферов 8-— !

4, которые изменяют подачу теплоносителя в них таким образом, чтобы поддерживать в зонах сушки температуры, равные задаваемым значениям, и тем самым компенсируют возмущающие воздействия.

При изменении влагосодержания воздуха на входах в зоны 1, 2 и 7 сушилки соответствующие датчики 25- -27 подают измененные сигналы на вторичные приборы 43-—

45 и на измерительные части их регуляторов, где они сравниваются с заданными значениями, сигналы рассогласования поступают в решающие блоки регуляторов, обрабатываются в них по требуемому, например пропорционально-интегральному, закону регулирования и в виде командных сигналов поступают на регулирующие клапаны соответствующих увлажнителей 15, 16 или осушителя 17, которые изменяют влагосодержание воздуха на входах в зоны сушилки таким образом, чтобы поддерживать его на заданных значениях, что улучшает качество процесса и физико-механические свойства кинофотоматериалов за счет поддержания в зонах сушилки оптимальных термогигрометрических режимов.

При изменении температуры поверхности высушиваемого эмульсионного слоя материала на выходе из зоны 3 и 6 сушилки датчики 29 и 30 подают измененные сигналы на вторичные приборы 46 и 47 и на измерительные части регуляторов этих приборов, где QHH сравниваются с заданныма значениями, сигналы рассогласования поступают в решающие блоки регуляторов, обрабатываются в них по требуемому, например пропорциональному, закону регулирования и в виде командных сигналов через блоки 5! и 52 ограничения сигнала по максимуму и блоки

53 —,55 и 56 — 58 окончательного формирования сигналов поступают в камеры задания соответствуюгцих регуляторов вторичных

<0

55 приборов 36- — 38 и 39 — 41 температуры воздуха в предыдущих зонах 1 — 3 и 4 — 6 сушилки, которые начинают поддерживать новые значения температуры сушильного агента в соответствии с изменившимися заданиями.

Таким образом, устраняются возможные перегревы эмульсионного слоя, приводящие, как правило, к ухудшению физико-механических свойств кинофотоматериа10B и даже к выходу бракованной продукции. Кроме того, за счет раздельного регулирования температурного режима в зонах постоянной и в зонах падаюгцей скоростей сушки удается фактически разделить сушилку на функциональные блоки зон периода постоянной скорости сушки и зон периода падающей скорости сушки и проводить процесс сушки в этих блоках зон в соответствии с особенностями протекания сушки в каждом из блоков, что улучшает качество процесса и физико-механические свойства ки нофотоматериалов.

При изменении температуры поверхности высушиваемого слоя материала на входе и выходе зоны 3 сушилки датчики 28 и 29 подают измененные сигналы через преобразователи 33 и 34 на вход блока 35 алгебраического суммирования, разностный сигнал с которого поступает на вторичный прибор 50 и на измерительную часть его регулятора, где он сравнивается с заданным значением, сигнал рассогл асова н ия, свидетельствующий о смешении области перехода от 1 к II nepuo;ty сушки, поступает в решающий блок регулятора, обрабатывается в нем llo требуемому, например пропорционально-дифференциальному, закону регулирования и B виде командного сигнала подается в камеры задания соответствующих регуляторов вторичных приборов 43 и 44 влагосодержания воздуха на входах в зоны 1 и 2 сушилки, которые начинают поддерживать новые значения влагосодержания сушильного агента в соответствии с изменившимся заданиями, что компенсирует возмущающие воздействия и возврагцает область перехода от 1 к I I периоду сушки к ее прежнему местоположению.

Таким образом, обеспечивается действительное выделение в сушилке функционального блока зон периода постоянной скорости сушки, что повышает качество процесса и улучшает свойства кинофотоматериалов. При сушке кинофотоматериала, имеющего значительно отличающуюся критическую влажность, которая при имеюгцихся ограничениях по температуре высушиваемого эмул ьсионного слоя и температуре сушильного агента может быть достигнута не в зоне 3, а например, в зоне 4 сушилки (при сушке материа,l3 с большой толщиной наноса эмульсии), датчики 28 и 29 могут быть перенесены соответственно на вход и выход зоны 4 сушилки, а выход регулятора вторичного прибора

46 через блок 51 ограничения сигнала подключен к входу блока 56 окончательного формирования сигнала коррекции, регулято1276889

Составитель С. Андрианова

Редактор Н. Киштулинец Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 6654/31 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 ру вторичного прибора 39 температуры воздуха на входе в зону 4 сушилки. Этим достигается возможность сушки в конкретной сушилке различных типов кинофотоматериалов при строгом соблюдении различных подходов к регулированию процесса в каждом периоде его протекания.

При изменении влажности высушиваемого эмульсионного слоя материала на выходе из зон 6 и 7 сушилки датчики 31 и 32 подают измененные сигналы на вторичные приборы 48 и 49 и на измерительные части регуляторов этих приборов, где они сравниваются с заданными значениями, сигналы рассогласования поступают в решающие блоки регуляторов, обрабатываются в них по требуемому, например пропорциональнодифференциальному для регулятора вторичного прибора 48 и пропорциональному для регулятора вторичного прибора 49, закону регулирования и в виде командных сигналов подаются: с регулятора вторичного прибора

48 через блок 52 ограничения и блоки 56 — 58 окончательного формирования сигналов коррекции в камеры задания соответственно регуляторов вторичных приборов 39 — 41 температуры воздуха в зонах 4 — 6 сушилки; с регулятора вторичного прибора 49 — в камеру задания регулятора вторичного прибора 45 влагосодержания воздуха в зоне 7 сушилки.

Таким образом, применение предлагаемого способа регулирования процесса сушки обеспечивает получение продукции с заданной влажностью и требуемыми физико-механическими свойствами.