Способ автоматического управления процессом распылительной сушки

 

Изобретение относится к сушильной технике и м.б. использовано при сушке молочных проДуктов. Изобретение позволяет повысить точность управления и обеспечить взрывобезопасные условия проведения процесса сушки. Определяют вероятности превьппения предельных значений колебаний температуры сушильного агента до и после сушки и величины концентрации пыли в отработанном сушильном агенте. Затем ограничивают рост этих текущих значений вероятностей на допустимых уровнях , корректируя заданные значения стабилизируемых температур сушильного агента до и после сушки. При этом все текущие вероятности определяют по - статистическим характеристикам колебаний температур сушильного агента до и после сушки и концентрации пыли на скользящем интервале времени. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИА ЛИСТ ИЧЕ НИХ

РЕСПУБЛИН

È9) (И) (51) 4 F 26 В 25/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3912744/24-06 (22) 13.06.85 (46) 15.03.87. Бюл. У 1О (71) Одесский технологический институт пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова (72) В.А.Хобин и В.М.Левинский (53) 66.047.012.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 992972, кл. F 26 В 25/22, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1024669, кл. F 26 В 25/22, 1981. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАСПЪ|ЛИТЕЛЬНОЙ СУШКИ (57) Изобретение относится к сушильной технике и м.б. использовано при сушке молочных проДуктов. Изобретение позволяет повысить точность управления и обеспечить взрывобезопасные условия проведения процесса сушки. Определяют вероятности превьппения предельных значений колебаний температуры сушильного агента до и после сушкй и величины концентрации пыли в отработанном сушильном агенте. Затем ограничивают рост этих текущих значений вероятностей на допустимых уровнях, корректируя заданные значения стабилизируемых температур сушильного агента до и после сушки. При этом все текущие вероятности определяют по статистическим характеристикам колебаний температур сушильного агента до и после сушки и концентрации пыли на скользящем интервале времени. 1ил., 05 2

Поэтому регулятору 5 необходимо устанавливать такое задание темперазд туры 6, вблизи предельного значеСпособ осуществляется следующим 35 образом, Сигнал от датчика 3 температуры поступает на регулятор 5, который стабилизирует температуру свежего щ сушильного агента измерением подачи теплоносителя в калорифер 2. Чтобы интенсифицировать процесс сушки необходимо повысить заданное значение температуры регулятору 5. Однако повышение температуры В„„ свежего сушильного агента сверх некоторого предельного значения температуры о „ не допустимо, так как может привести к снижению качества высушенного продукта. Кроме того, повышение температуры свежего сушильного агента может привести к повышению концентрации пыпи высушенного продукта в отработанном сушильном агрегате, что в свою очередь может повысить взрывоопасность процесса, если эта концентрация достигнет нижнего концентрационного предела взрыва С Р .

1 129б8

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к автоматическому управлению процессом распылительной сушки молочных и других белковых продуктов. 5

Цель изобретения — повышение точности управления и обеспечения взрывобеэопасных условий проведения процесса сушки, На чертеже представлена схема уст в 1О ройства, реализующего предложенный способ.

Устройство содержит распылительную сушилку 1, колорифер 2, датчики 3 и

4 с соответствующими регуляторами 5 и 6 температуры свежего и отработанного сушильного агента, привод 7 распылительного диска, регулятор 8 его частоты вращения, адаптивные задатчи" ки 9, 10 и 11 температуры свежего и отработанного сушильного агента и концентрации пыли в отработанном сушильном агенте, структура которых идентичная и состоит из блока 12 определения дисперсии блока 13 (определения

25 дисперсии производной) и вычислительного блока 14, датчик 15 концентрации пыли, задатчик 1б нижнего концентрационного предела взрыва, датчик 17 влажности исходной суспензии и блоМ

18 определения предельно допустимой температуры отработанного сушильного агента. пр ния & „, чтобы текущее значение температуры 9 „ (t) во времени t не

f1 f) превысило 8,„ .

Случайный характер колебаний температуры 8 „ (с) под воздействием неконтролируемых внешних возмущений длает возможным вероятностную оценку превышения 6 „ (t)» 9 „ и в качестве др такой оценки принять вероятность

P (8,„(t)+9 ) таких превышений. Иэменение интенсивности внешних возмущений в свою очередь приводит к изменению вероятно(ти Р (8 е, (Т) 8 ) ° () р

При ее оценке необходимо учитывать нестационарность процесса сушки, дрейф параметров сушильной установки 1 во времени. Но так как скорость изменения этих параметров значительно ниже скорости протекания переходных процессов в контуре стабилизации температуры 6 „, то на определенном интервале времени с процесс сушки можно считать стационарным и определять вероятность Р(Е „(й) 9 „) как для стационарно го случайного процесса 8 ь„(t =

=r). Адаптивный эадатчик 9 температуры на скользящем интервале времени определяет статистические характеристики случайных колебаний температуры 8 „ (С), по которым оценивает текущее значение вероятности

P(8 „(t) Э „ ь) превышения предельного

Пр значения 8 и изменяет заданное

В эА значение 8 „ регулятору 5 температуры, чтобы это текущее значение не превышало допустимого значения P (r) о вероятности.

Изменения температуры, расхода и влажности свежего сушильного агента, температурь1, расхода и влажности исходной суспензии, аэродинамических свойств сушильной камеры и другие факторы влияют на концентрацию пыли в отработанном сушильном агенте. Для обеспечения вэрывобезопасности процесса сушки необходимо ограничить рост концентрации С на уровне нижнего концентрационного предела взрыва пр

С изменением предельного значения!

296805

8 " температуры свежего сушильного

Рр вк агента. Датчик 15 измеряет случайные колебания концентрации пыли С (t), а адаптивный задатчик 11 по этим измерениям определяет статистические характеристики случайного процесса

C(t) на скользящем интервале времени ь, давая оценку текущего значения вероятности P(C(t) ь С р .c) о превыше- Ip нии концентрации пыли С (t} значения во вр

С и изменяя предельное значение 8е„ температуры свежего сушильного агента таким образом, чтобы это текущее значение не превысило допустимого значения вероятности Р (ь}. Значение

С Р задается эадатчиком 16.

По сигналу датчика 4 температуры регулятор 6 стабилизирует температуру отработанного сушильного агента, 2р изменяя расход исходной суспензии.

Чтобы при этом сохранить неизменной дисперсность распыла, сигнал с выхода регулятора 6 поступает на регулятор 8, который изменяет частоту вра- 25 щения привода диска 7.

Температура 8 „„ сушильного агента после сушки является косвенным параметром, по которому судят о влажности У,„ выпущенного продукта. В уз- 30 ком диапазоне изменения температуры

8 в х e I +3+ с влажнос1ью Bb x определяется зависимостью 1 выл А В8ваи (1) где А = (14вх) 1

В, (V») (2)

Датчик 17 измеряет влажность Мех исходной суспенэии и блок 18 по (l) и (2) вычисляет предельное значение хр 40 температуры отработанного су1 шильного агента. Для снижения энергоЗА затрат I заданное значение 8 вых регулятору 6 температуры необходимо устанавливать вблизи предельного значе-

ftP ния 8 „„, но с таким расчетом, чтобы текущие значения 8 „„ (t) не превысили 8 вь,х . Эту функцию выполняет ада-gp вp птивный задатчик 10, который на скользящем интервале времени определяет статистические характеристики случайных колебаний температуры 8 „„(t) и оценивает по ним текущее значение пр

Р(8в| х (t)>8ввьх ь ) в4 няя заданное значение 8 „ таким за предельные значения должны быть исключительно редкими событиями и, следовательно, вероятность их появле— ния может быть описана законом Пуассона. В частности, вероятность P(c)

fTP отсутствия события 8 e (t)> 8 на ех вх интервале времени о определяется из выражения

/, Qg

Р()=exp

2» ббвх хв

9вх - 9вх х ехр — — (-- — ----) (3) бв в„ где Gy б — среднеквадратические вх вх отклонения случайных колебаний температуры

8 „(t) и ее производ— ной на интервале

В℠— математическое ожидание 8 „ (t) на интервале ь

Для обеспечения допустимой вероятности Р (c) = 1-Р (c,) отсутствия выбв росов 8е„() >8 необходимо изменять к,А заданное значейие 8 „ по зависимости

1 бв „1 в,, Bn(ejp, ")) (4) л

2и ва вр

Зависимости для 8 „„, 8 Р аналогичны (4) .

Блок 12 определяет значение дисперсии, а блок 13 — значение дисперсии производной температуры 8 „(С) на скользящем интервале времени с

На основании этих статистических характеристик случайного процесса 8,„(t) вычислительный блок 14 по (4) изменявА ет заданное значение- 8 температуры свежего сушильного агента, обеспечивая ограничение текущей вероятобразом, чтобы текущее значение ве— роятности не превысило допустимого значения Р (Г) вероятности.

Структура адаптивных задатчиков

9, 10 u II зависит от свойств случайных процессов 8,„(t), 9 ib,„(t), C(t) . Большое число независимых источников внешних возмущений и инерционность калорифера 2 и сушилки 1 формируют плотности вероятности P(Q в„)

P(g,х ), Р(С), близкие к нормальной.

Но условиям функционирования процесса сушки выбросы случайных процессов

12968

5 ности Р(98„(t) g ) на уровне пр

Р () допустимой.

)" изобретения

Формула м сусиилэСоставитель В.Буров

Редактор А.Гулько Техред Л.Олейник Корректор М.Демчик

Заказ 763/40 Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,r Ужгород,ул.Проектная,4

Способ автоматического управления процессом распылительной сушки путем измерения температуры свежего и отработанного сушильного агента, влажности исходной суспензии, стабилизации температуры свежего сушильного агента изменением подачи теплоносителя и температуры отработанного сушильного агента изменением расхода

05 6 исходной суспензии, причем задание на стабилизацию указанных параметров определяют по критерию оптимальности, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности управления и обеспечения взрывобезопасных условий проведения процесса сушки, дополнительно определяют концентрацию пыли в отработанном сушильном агенте и предельно допустимое значение темЪ пературы последнего в зависимости от влажности исходной суспензии, и отклонения данных величин от своих предельных значений принимают в качестве критерия оптимальности.