Способ управления процессом увлажнения табачного сырья в вакуум-увлажнительной установке
Изобретение относится к производству табачных изделий и может быть использовано при увлажнении табачного сырья в вакуум-увлажнительных установках. Цель изобретения - снижение потерь табачного сырья и повышение качества готовых изделий. Данный способ предусматривает то, что перед началом увлажнения измеряют для каждого типа табака размеры, влажность, плотность и температуру тюков (кип), среднюю толщину табачных листьев, давление пара, подаваемого в вакуум-камеру, температуру внутри и снаружи камеры. Полученные данные используют для расчета по модели, в результате которого определяют условия (количество циклов увлажнения, давление и температуру в вакуум-камере в каждом цикле), при которых достигается заданная влажность сырья. В соответствии с полученными результатами осуществляют выдачу заданий на включение и выключение вакуум-насоса и включение и отключение исполнительных механизмов подачи пара и воды в вакуум-камеру. Операции измерения, вычислений и выдачи заданий на реализацию управляющих воздействий повторяются для каждого процесса увлажнения, отличающегося характеристиками сырья или условиями протекания процесса, что позволяет добиться стабильной средней влажности сырья после увлажнения для табаков с различными свойствами и для процессов с различными условиями протекания. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)5 А 24 В 3 04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4318887/31 — 13 (22) 21.10.87 (46) 30. 05. 90, юл, 1!" 30 (71) Институт антс>ма тики АН Кирс СОР (7?) С.И.Бочкарев, В.А.Кривенко и h.M.ÐàñíoïoB (53) 663.97.05(088.8) (56) Коган И.С. и др, Режимы увлажнения нейерментированных табаков в вакуумных установках УК-4/ Труды.
Краснодарский НИИПП, 1968. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССО! 1
УВЛАЖНЕНИЯ ТАБАЧНОГО СЫРЬЯ В ВАКУУ! 1УВЛАЖНИТЕЛЬНОИ УСТАНОВКЕ (57) Изобретение относится к производству табачных изделий и может быть использовано при увлажнении табачного сырья в вакуум-увлажнительных установках. Цель изобретения — снижение потерь табачного сырья и повышение качества готовых изделий. Данный способ предусматривает то, что перед началом увлажнения измеряют для каждого типа табака размеры, влажность, платность и температуру тюков (кип), Изобретение относится к производству табачных изделий и может быть использовано при увлажнении табачного сырья в вакуум-увлажнительных установках.
Цель изобретения — снижение потерь табачного сырья и повышение качества готовых иэделий.
Способ управления процессом увлажнения табачного сырья. в вакуум-увлажсреднюю толщину табачных листьев, давление пара, подаваемого в вакуумкамеру, температуру внутри и снаружи камеры. Пол !енные двинь!е используют для расчета по модели, в результате которого определяют условия (количество пиклов ув !ажнеяия, давление и температуру в вакуум-камере в каждом цикле), при которых достигается заданная влажность сырья. В соответствии с полученными результатами осуществляют выдачу заданий Hd включение и выклнчение вакуум-насоса и включение и отключение исполнительных Мр ханизмов подачи пара и воды в вакуумкамеру. Операции измерения, вычислений и выдачи заданий на реализацию управляющих воздействий повторяются для каждого процесса увлажнения, отличающегося характеристиками сырья или условиями протекания процесса, что позволяет добиться стабильной средней влажности сырья после увлажнения для табаков с различными свойствами и для процессов с различными условиями протекания. 1 табл. нительной установке осуществляют следующим образом.
Перед увлажнением измеряют габариты тюков и температуру табака в них, среднюю толщину листьев табака, давление пара, подаваемого в камеру, температуру внутри и снаружи камеры в зависимости от измеренных параметров производят расчет текущей средней влажности сырья по модели для каждо1567144
ro режима увлажнения, сравнивают полученную величину с заданной величиной влажности сырья и устанавлинают последовательность подачи пара и/или воды по режиму унлажнения, соответстнующему режиму, н котором текущая средняя расчетная влажность равна
Р2» 5
F1)S сп а<5 Ь Р л,) и
) °
Ьх2 n )1 ) )<5
1+ а5а d(a
< 5 л а 5 Ь.,сп
1 + ---- --с °
Ьх Гj
5 а(5 сп
5 Q <2 P) )))-1
10- с т — + а а
К)5 1)-<5 q5 5
) t )<) -15 72»
Ь" (к) 5 к)-15 )» 0»
1, 2;
+а — -- и
5-
1 — — (P>, — /) )а» Ь
ДХ5
1 ) ) 5 -1 -1 л, ()и ов
+а Ь(((:,+Г,) ) -1 )-1
0 х рсп л Pj-) — а Ь(.(() — л. ) — a Ь(,о(, --- (t
)-1 8 j-! ап j
)а тел х () 1 — ) — втсп), р + а,Ь (Г
1 ="-
СП Еn л, o(Оь
= О, + а)6< (: ., + а<оЬс Г „(пс,. — - ) +
1 () ) ) а<9 Ь< — a6d(()(j) (< — t ) — à d(о сп -) а b(D;) p, + а Ь<,Г,, + a(,d(<)< .j, (t, tj ) a(g Ь(() 1 л, тел
) — а Ь с.
) -1 9
5о () тт ---(()
5Ьх ))
< тел
) 1 сп
n,ã (t. тел (e)I
t = t
) тел с ° )» воз 273 + t -2 сп
-+ 1 620 .) о 273+ t ))) бк
+ „Ьл тел
) <
43 1
Р, + 0,4 (<
r, Р— н ата ° .) )YI
При », с
)- <
+--Ф
5
\Ы
1 ) < а )-
m = 0»
Pl; (P), + ат а,(а5 и) t, — t <
24 10 Ъ : - 1= -- — - =- если m > 0
Pl
j <»
)- I н противном случае.
))) ри t,) и
0,646 и), (». < — )-, ) b.
384 — 0,155
)-1
0, t
П
» 10 э Ь)< ЗЯ4 ) -1 <)< » J 3-1» « — t) ." ) — Л. Г;,; а ) л тЕЛ Р) 1 Ь 0(. ° сf< тел (t j, - t ), ) а9 Р ., 9<Д 52 m, + — Ф 5 л = а Ь< ()с — -); (t ) nc 1 j-) Ь* — коэффициенты. заданной влажности сырья, а подачу пара и/или воды прекращают н момент достижения равенства текущей расчетной средней влажности сырья и задан5 ной. Уравнения модели процессов тепло- и массообмена в вакуум-камере имеют следующий вид: 1567144 странствл внутри камеры, (,„— объем, занимаемый тележклми; Р„„— пчощадь пола камеры; à — поверхность внутрено них стенок камеры, F — внешняя по,те л верхность камеры; V — поверхность одной тележки, Б „. — ширина слоя при концентрической послойной развертке тюка, H < — масса всех стенок камеры; И „—; 6 — влагосодержлние в тюке (в листовой части); QР— равновесное влагосодержание в тюке (в листовой части); а коэффициент сушки; с". — коэффициент теплоотдлчи к стенкам межлистовых каналов (поверхности листьев внутри тюка); r< — дифференциальная теплота г<абухлния, r — удельная теплота кон— денслции, С вЂ” теплоемкость кондеH сата; с — средняя теплс емкость материала стенок камеры, <, „.,- — теплоемкость сухого табака (листовой части); m — млс.сл конденсата в нижней части ,тел камеры, (: — теплоемкость материала, из которого сделаны тележки; ь> л, — средняя скс рость гравитационного оседания водяной пыли в условиях вакуум-камеры о т — плотность вещест ства сухогu (В = (с? табака, плотность вещества табака с учетом содержания н нем воды, <<, — коэффициент теплоотдачи к стенкам камеры тел > коэффициент т»плоотдачи к лов»рхг<ости тележек; сС вЂ” коэффициент тсплоотдл <и внешнеи поверхности камеры, 1) — коэффициент, учитывающий производительность ваку -м †насо, S — индекс роста тлблкл Г1 — число с с 1 - 5 тюков табака сорта с, загружаемых в камеру. При о«исании модели приняты сле— дующие обоз нлче«ия: х — пространственная координата, направленная по нормали к боковой поверхности тюка, х,„ — координата центра лика; 5 л,О1 Об а ь — время, G, С вЂ” расходы «ара и перегретой воды в камере, C-, Г расходь< пара и воды в межлистоьом канале тюка при (условной) концент10 рической послойной развертке тюка перпендикулярно оси ОХ, Р— давление в межлистовом канале Л -> < <>1 <ОЯ плотности пара и воды н меж«истовом канале, (t< и, P я — коэффиЦиенты Динамической вязкости пара и волы в межлистовом канале, Н,„ — площадь поперечного сечения межлистового кадаг<а, г 3<, — поперечное сечение «отс кл н; ды в меж«истовом канале, j? — чи;ло «пс- 2О товых промежутков, при;одящ еcp. нл единицу длины IIQ высоте тика (I .î нор мали к плос! Н вЂ” высота тюка, t — емг<ерлтуря насыщенного пара при давлении Р t .. э> 30 температура табакл, t> — температура наружного воздуха в помещении, где расположена камера, t — температура внутри камеры, t — ср»л«яя температу— ра стенок клмерь<; t — температура тел ne(> тележек, t " — температура перегретой воды в сатураторе, Р— давление в камере; П вЂ” плотность влажного «лс<> ря в камере; (— пгготг<ость сухого насыщенного «лра при давлении Р в камере; Х вЂ” удельная масса сухого нлсы40 щенного пара, содержлщег ося во влажном насышенном паре,
6 48 10 А 55(г< > 1 -4,, )г. 2 г >5 сз <», 2 5 (?гт dI 5 2 Ч q 1 — 74?5 Pd (>5 5 45 о (, —, — !., 1. „ „ и (v — v F, 5 "" <>с > <>, "1 С г<. г с1>1к 2Г 9,тел , тел 1тсл ° l — а л„, а) проиэводи<тя рлсчет для увлажнения только паром, т.е. при G О GО" I< 0 Расчет цо уравнениям ведется в следующем порядке: Коэффициент<я я; рассчитываются по формулам: 1567144 б) производится расчет для увлаж.оп нения только водой, т. е. при 0 = 0 с "б в) производится расчет для увлаж5 пения паром и водой совместно, т.е. при G 8 ОГ " 4 О. В ходе каждого иэ расчетов a), б), в) периодически сравнивают расчетное текущее значение средней влажности сырья (О) с заданной влажностью. Если в ходе одного иэ расчетов а), б), в) расчетная средняя влажность становится равной заданной, расчет прекращают и фиксируют расчетные зна- 15 чения давления « температуры в вакуум †каме в момент достижения равенства текущей расчетной средней влажности и заданной влажности сырья, 20 Если заданная влажность не достигается за один цикл увлажнения (т.е. рассчитанное в а), б), в) значение давления в камере становится выше предельно допустимого, а заданная ->» .г влажность не достигвута), производится расчет второго и, если необходимо, последующих циклов увлажнения аналогично расчету первого цикла, Результаты расчета приведены в 30 таблице (, увлажняют табачное сырье: партия - мешков, сорт Лстра, ко:гичество 1000 кг, рекомендуемый режим увлажнения в вакуум-камере: достижимое начальное разрежение 80,0;!, допустимое значение разрежения 20,07, 35 заданная средняя влажность 18,0/). Результаты расчета выдаются машинисту-оператору вакуум-камеры, которыгг, руководствуясь рекомендациями, воздействует на органы управления вакуум-камеры (подача пара и воды в камеру, включение и отключение вакуум-насоса), реализуя рассчитанный режим управления. Операции измерений, вычислений и 45 выдачи заданий на реализацию управляющих воздействий повторяются для каждого процесса увлажнения, отличающегося характеристиками сырья или условиями протекания процесса, что 50 Давление пара в магистрали, ати Последовательность процессов 4,00 1-й цикл 80,0 80,0 80,0 Разрежение перед началом увлажнения, l позволяет достичь стабильной заданной средней влажности сырья пс сле увлажнения для табаков с различными свойствами и для процессов с различными условиями протекания. Рассчитанный режим управления может быть также реализован и автоматически в режиме прямого цифрового управления либо путем задания уставок программным регулятором. Предлагаемый способ может быть осуществлен на любой вакуум †каме, оснащенной датчиками давления и температуры и исполнительными механизмами подачи пара и воды. Использование способа позволяет уменьшить потери табачного сырья и повысить качество готовых изделий. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ управления процессом увлажнения табачного сырья в вакуум-увлажнительной установке, предусматривающии измеренг е начальной влажности и плотности табачных тюков, измерение давления внутри вакуум-камеры и подачу пара и воды, о т л и ч а ю щ и и — я тем, что, с целью снижения потерь табачного сырья и повышения качества готовых изделий, перед увлажнением измеряют габариты тюков и температуру табака в тюке, среднюю толщину листьев табака, давление пара, подаваемого в камеру, гемпературу внутри и снаружи камеры и в гавпсимости оТ измеренных параметров Ilpo изводят расчет текущеи средней влажности сырья по модели для каждого режима увлажнения, сравнивают полученную величину с заданной величиной влажности сырья и устанавливают последовательность подачи пара и/или воды по режиму увлажнения, соответствующему режиму, в котором текущая расчетная средняя влажность равна заданной влажности сырья, а подачу пара и/или воды прекращают в момент достижения равенства текущей расчетной средней влажности сырья и заданной. !! 567144! Продолже гие таблицы Давление пара в магистрали, ати Последовательность процессов 5,00 6,00 4,00 Способ увлажнения Разрежение, при котором выключается подача пара (и волы), % Выдержка времени в конце цикла, мин Прогнозируемое среднее недоувлажнение, % Пар + вода Пар + вода Пар + вода 20,0 28,8 39,9 2,0 11,0 11,2 2--й цикл Разрежение, при котором выключается вакуум-насос, % Разрежение, при котором выключается подача пара и воды, % Выдержка времени в конце 57,2 0 г цикла, мин Составитель Г. Богачева Текред Л,Олийнык I орр ек тор Н, Король Редактор А.Огар Заказ 1278 Тираж 271 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101
