Способ автоматического регулирования процесса влаготепловой обработки сыпучего продукта

 

Способ предназначен для автоматизации технологических процессов и может быть использован при автоматизации процесса варки круп, зернобобовых и других крупяных продуктов пищеконцентратной промышленности. С помощью датчиков и варочных приборов информацию о ходе процесса варки (влагосодержание исходного и готового продукта, температура продукта, давление распыливания жидкости, перепад давлений теплоносителя и количество сконденсированного пара, определяемые по расходам теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта и температурам теплоносителя и продукта) передают в микропроцессор. В последний вводят двухсторонние ограничения на влажность готового продукта, температуру продукта в зоне варки, линейную скорость потока теплоносителя и давление распыливания жидкости. Осуществляют корректирование расхода жидкости по количеству сконденсированного пара в слое продукта и влагосодержанию готового продукта. Дополнительно предусматривают теплообменник предварительного охлаждения исходного продукта и корректируют текущее значение влагосодержания готового продукта по количеству сконденсировавшегося пара воздействием на расход охлаждающего агента, подаваемого в теплообменник. Определяют температуру теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, температуру исходного продукта, давление и расход охлаждающей жидкости, подаваемой в теплообменник, расход готового продукта и проводят сравнение текущего значения влагосодержания готового продукта с заданным. При отклонении текущего значения влагосодержания готового продукта от заданного значения в сторону увеличения осуществляют последовательное уменьшение расхода жидкости, количества сконденсированного пара, увеличение расхода теплоносителя и расхода исходного продукта. При отклонении текущего значения влагосодержания от заданного в сторону уменьшения осуществляют последовательное уменьшение расхода теплоносителя, увеличение количества сконденсированного пара, с последующим увеличением расхода жидкости и уменьшением расхода исходного продукта. В процессе влаготепловой обработки осуществляют коррекцию подачи распыливаемой влаги по перепаду давления теплоносителя на входе и выходе из продукта. В результате реализации данного способа улучшается качество готового продукта. Повышается использование энергетического потенциала теплоносителя на варке продукта. Снижается энергоемкость процесса. Предотвращается переувлажнение частиц продукта. 1 ил.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процесса варки круп, зернобобовых и других крупяных продуктов пищеконцентратной промышленности.

Известен способ автоматического управления процессом влаготепловой обработки маслосодержащих материалов [1], предусматривающий изменение расходов теплоносителя и воды в зависимости от температуры и влажности продукта. Однако известный способ не позволяет снизить удельные энергозатраты и обеспечить равномерную обработку продукта в процессе влаготепловой обработки, так как управление осуществляется по двум каналам расхода воды и пара.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является способ автоматического управления процессом гидротермической обработки продукта [2], предусматривающий регулирование подачи теплоносителя и жидкости, измерение влагосодержания исходного и готового продукта, сравнение текущего значения влагосодержания готового продукта с заданным значением, измерение температуры продукта, давления распыливания жидкости и перепада давления теплоносителя, а также осуществляют сравнение текущего значения влагосодержания готового продукта с заданным и в случае увеличения отклонения текущего значения влагосодержания готового продукта от заданного осуществляют последовательное уменьшение расхода жидкости, увеличение линейной скорости потока теплоносителя, а в случае уменьшения этого отклонения осуществляют увеличение расхода жидкости и уменьшение расхода исходного продукта после уменьшения линейной скорости потока теплоносителя. При этом подача расхода жидкости корректируется в зависимости от перепада давлений теплоносителя. Однако известный способ не обеспечивает взаимосвязанное регулирование подачи теплоносителя и жидкости, распыливаемой над слоем продукта, что снижает степень использования энергетического потенциала применяемого теплоносителя, снижает точность и надежность управления.

Задачей изобретения является улучшение качества готового продукта, снижение материальных и энергетических затрат и повышение точности и надежности управления процессом.

Поставленная задача достигается тем, что по способу автоматического регулирования процесса влаготепловой обработки сыпучего продукта, например при варке круп, предусматривается изменение подачи теплоносителя и жидкости, а также измерение влагосодержания исходного и готового продукта, температуры исходного продукта и продукта в процессе обработки, давления распыливания жидкости в зоне варки, давления и расхода охлаждающей жидкости, подаваемой в теплообменник, перепада давлений теплоносителя на газораспределительной решетки, температуры и скорости потока теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, расхода готового продукта; определяют количество сконденсированного пара в зависимости от расхода теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, скорости потока теплоносителя соответственно на входе и выходе из слоя продукта, температур теплоносителя и продукта, корректируют расход жидкости в зависимости от количества сконденсированного пара в слое продукта и влагосодержания готового продукта; осуществляют предварительное охлаждение исходного продукта в теплообменнике, при этом в случае увеличения отклонения текущего значения влагосодержания готового продукта от заданного осуществляют после уменьшения расхода жидкости, распыливаемой над слоем продукта, последовательное уменьшение расхода охлаждающей жидкости, обеспечивающее снижение температуры исходного продукта и вследствие этого уменьшение количества сконденсированного пара, увеличение мощности электрокалорифера, увеличение расхода теплоносителя и расхода исходного продукта, а в случае уменьшения этого отклонения осуществляют последовательное уменьшение расхода теплоносителя, температуры теплоносителя, увеличение расхода охлаждающей жидкости, способствующей большей конденсации пара, с последующим увеличением расхода жидкости, распыливаемой над слоем продукта, и уменьшением расхода исходного продукта; уменьшение расхода охлаждающей жидкости и соответственно конденсации пара осуществляют до достижения температуры продукта в зоне варки максимально допустимого значения, равного наибольшей температуре клейстеризации крахмала продукта, увеличение расхода теплоносителя осуществляют до достижения критической скорости псевдоожижения, соответствующей началу уноса частиц продукта, уменьшение расхода жидкости на варку осуществляют до достижения минимально допустимого давления распыливания жидкости при максимальной интенсивности ее распыливания, при этом осуществляют коррекцию расхода распыливаемой жидкости по перепаду давления теплоносителя на газораспределительной решетке.

Следует отметить, что осуществление предлагаемого способа регулирования процессом стало возможно в результате экспериментальных исследований процесса варки различных видов круп в варочном оборудовании ленточного типа, работающем при атмосферном давлении [1, 2].

Для осуществления процесса тепло- и массообмена в процессе варки круп необходимо обеспечение на протяжении всего процесса активного гидродинамического режима слоя продукта. Однако вследствие поглощения продуктом влаги и изменения его физико-химических свойств, при варке изменяется гидродинамика процесса, а также влагосодержание продукта, что вызывает необходимость установления нестационарного режима расхода теплоносителя и воды. В настоящее время данное обстоятельство не учитывается, что способствует повышенным материальным и энергетическим затратам. При этом небольшое отклонение регулируемых параметров от заданных значений в процессе варки может привести к нежелательным последствиям. Так, например, увеличение температуры и скорости теплоносителя приводит соответственно к меланоидинообразованию продукта и недостатку влаги на поверхности крупинок, снижающим качество готового продукта, а при отклонении данных параметров теплоносителя в меньшую сторону значительно увеличивается продолжительность варки, а следовательно и материальные, энергетические затраты на осуществление процесса, снижается пищевая ценность продукта (уменьшается содержание незаменимых аминокислот, витаминов). Необходимость обеспечения активного гидродинамического режима слоя продукта обусловлена низкой эффективностью осуществления процесса варки круп в плотном слое (значительная продолжительность варки, неравномерная обработка продукта, теплоэнергетические дополнительные затраты и др.).

При этом создание свободной влаги в виде конденсата в слое сыпучего продукта наиболее эффективно по сравнению с распыливанием жидкости над слоем, что обусловлено равномерным распределением жидкости при конденсации пара на поверхности частиц и в слое продукта и выделением при конденсации теплоты фазового превращения, способствующей варке. При распыливании жидкости над слоем продукта возникает переувлажнение верхнего слоя крупинок, что снижает качество готового продукта. Однако образование жидкой фазы за счет конденсации не обеспечивает достаточного количества жидкости для осуществления физико-химических изменений веществ продукта, например крахмала крупы. Вследствие этого требуется подача жидкости для процесса варки в виде распыливания над слоем продукта. Поэтому проектируемая система должна предусматривать взаимосвязанное учитывание этих факторов и соответственно регулирование процесса обработки сыпучего продукта по расходу теплоносителя, расходу охлаждающей жидкости с изменением количества сконденсированного пара, расходом распыливаемой жидкости и исходного продукта, температуре и влагосодержанию продукта.

Зависимости определения сконденсированного пара по линейной скорости потока теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта и количества жидкости, достаточной для осуществления варки продукта, подробно представлены в [1].

На чертеже представлена схема, реализующая предлагаемый способ автоматического регулирования.

Схема содержит варочную камеру 1, линию 2 подачи исходного продукта, линию 3 подачи теплоносителя с пульсатором 4, вентилятором 5 с регулируемым приводом и электрокалорифером 6, линию 7 подачи жидкости, линию 8 отвода готового продукта, линию 9 подачи охлаждающей жидкости с теплообменником 10 предварительного охлаждения исходного продукта, датчики 11-26 расходов исходного и готового продукта, жидкости, влажности исходного и готового продукта, охлаждающей жидкости, давления распыливания жидкости, теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, охлаждающей жидкости, скорости теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, температуры теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, исходного продукта и продукта в зоне варки, вторичные приборы 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, преобразователи 41, 42, 43, 44, локальные регуляторы 45, 46, 47, корректирующий блок 48, микропроцессор 49, исполнительные механизмы 50, 51, 52, 53, 54.

Процесс влаготепловой обработки продукта на установке осуществляют следующим образом.

Исходный продукт по линии 2 подают через дозатор на газораспределительную решетку камеры варки. По линии 3 под газораспределительную решетку вентилятором 5 через калорифер 6 и пульсатор 4 подают теплоноситель, пронизывающий снизу вверх слой продукта. Теплоноситель обеспечивает активный гидродинамический режим слоя продукта, способствующий равномерному перемешиванию продукта, находящегося на газораспределительной решетке. Одновременно над слоем продукта распыливается жидкость, поступающая по линии 7. Достаточное количество тепла и влаги обеспечивает необходимые для варки физико-химические изменения веществ в продукте, например клейстеризацию крахмала, денатурацию белков и др. Готовый вареный продукт выгружается из установки на дальнейшие технологические операции.

Способ автоматического регулирования осуществляется следующим образом. С помощью датчиков 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 и вторичных приборов 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 информация о ходе процесса варки передается в микропроцессор 49, в который предварительно вводят двухсторонние ограничения на влажность готового продукта в соответствии с ГОСТом 15113.4-77 "Концентраты пищевые" и Технологическими инструкциями Главного управления консервной, овощесушильной и пищеконцентратной отрасли на производство вареных круп от 19.11.80 и 2.07.75, например, рисовую крупу в пределах 28 - 34%, а также ограничения на температуру продукта в зоне варки, линейную скорость потока теплоносителя и давление распыливания жидкости, соответственно в пределах 353-375 K, 0-4 л/с, 1,2-1,4 ат.

Количество сконденсированного пара G_k определяется по расходам теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта на основе измерения скорости потока теплоносителя соответственно на входе и выходе из слоя продукта.

где -соответственно, расход теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, кг/с; - соответственно, скорость потока теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, м/с; ρ - плотность теплоносителя, кг/м³; S - площадь газораспределительной решетки камеры варки, м².

При этом значения S и ρ не изменяются в процессе влаготепловой обработки сыпучего продукта и задаются в качестве начальных данных.

При текущем значении влагосодержания готового продукта, измеряемого датчиком 15 и вторичным прибором 31 ниже заданного значения, например 28% (0,39 кг/кг), микропроцессор 49 последовательно по каналам управления выдает сигналы: сначала преобразователю 41 на уменьшение частоты вращения привода вентилятора 5 и соответственно расхода теплоносителя, затем преобразователю 42 на уменьшение мощности ТЭНов электрокалорифера 6 и соответственно температуры теплоносителя, далее локальному регулятору 46 через преобразователь 43 на увеличение расхода охлаждающей жидкости в линии 9 и соответственно увеличение количества сконденсированного пара, локальному регулятору 47 через корректирующий блок 48 на увеличение расхода распыливаемой жидкости в линии 7 и локальному регулятору 45 через преобразователь 44 на уменьшение расхода исходного продукта в линии 2.

Каждый последующий канал управления срабатывает после того, как предыдущий выйдет на свои ограничения, накладываемые на процесс варки, то есть исчерпает свои собственные ресурсы. Включение последующих каналов управления прерывается, как только влажность готового продукта выйдет на заданный интервал значений. Порядок и очередность воздействия определены следующим алгоритмом: - уменьшают частоту вращения регулируемого привода вентилятора 5 через преобразователь 41 с помощью исполнительного механизма 50 и уменьшают расход теплоносителя в линии 3; - сравнивают текущее значение линейной скорости потока теплоносителя, измеряемое датчиком 21 и вторичным прибором 28, с заданным и при достижении линейной скорости теплоносителя заданного нижнего предельного значения, соответствующего скорости теплоносителя, при которой отсутствует срывание пленки жидкости с поверхности частиц продукта, например 0,7 м/с, прекращают уменьшение расхода теплоносителя; - сравнивают текущее значение влагосодержания продукта, измеряемое датчиком 15 и вторичным прибором 31 с заданным нижним предельным значением влагосодержания; - если эти значения равны (U_m= U^н_зад) или (U_m≥ U^н_зад), то корректирующие сигналы с микропроцессора 49 на уменьшение числа оборотов регулируемого привода вентилятора 5 и уменьшение расхода теплоносителя в линии 3, уменьшение мощности ТЭНов электрокалорифера 6 и увеличение расхода охлаждающей жидкости в линии 9, что соответствует увеличению количества сконденсированного пара, увеличение расхода распыливаемой жидкости в линии 7, уменьшение расхода исходного продукта в линии 2 соответственно через преобразователи 41, 42, 43, 44, корректирующий блок 48, локальные регуляторы 46, 47, 45 не подают;
- если текущее значение влагосодержания продукта ниже заданного нижнего предельного значения влагосодержания (U_m< U^н_зад), то подают сигнал с микропроцессора 49 на уменьшение мощности ТЭНов электрокалорифера 6 через преобразователь 42 на исполнительный механизм 51 и уменьшают температуру теплоносителя;
- сравнивают текущее значение температуры продукта в зоне варки, измеряемое датчиком 26 и вторичным прибором 33, с заданным нижним предельным значением и при достижении температуры варки заданного нижнего предельного значения, равного температуре клейстеризации крахмала, например 353 К, прекращают уменьшение мощности ТЭНов электрокалорифера 6 (с помощью исполнительного механизма 51 через преобразователь 42, микропроцессор 49 поддерживает накал ТЭНов постоянным);
- сравнивают текущее значение влагосодержания продукта, измеряемое датчиком 15 и вторичным прибором 31 с заданным нижним предельным значением влагосодержания;
- если эти значения равны (U_m= U^н_зад) и (U_m≥ U^н_зад), то корректирующие сигналы с микропроцессора 49 на уменьшение мощности ТЭНов, увеличение расхода охлаждающей жидкости в линии 9, увеличение расхода распыляемой жидкости в линии 7, уменьшение расхода исходного продукта в линии 2 соответственно через преобразователи 43, 43, 44, корректирующий блок 48, локальные регуляторы 46, 47, 45 не подают;
- если текущее значение влагосодержания продукта ниже заданного нижнего предельного значения влагосодержания (U_m< U^н_зад), то подают корректирующий сигнал с микропроцессора 49 на увеличение расхода охлаждающей жидкости в линии 9, через преобразователь 43 и локальный регулятор 46 на исполнительный механизм 54 и снижают начальную температуру исходного продукта перед варкой в линии 2, что увеличивает количество сконденсированного пара;
- сравнивают текущее значение начальной температуры исходного продукта перед варкой, измеряемое датчиком 25 и вторичным прибором 38, с заданным нижним предельным значением начальной температуры исходного продукта и при достижении заданного нижнего предельного значения, например 272, 15 К, прекращают увеличение расхода охлаждающей жидкости в линии 9 (электромагнитный клапан остается в определенном положении);
- сравнивают текущее значение давления охлаждающей жидкости в линии 9, измеряемое датчиком 20 и вторичным прибором 39, с заданным нижним предельным значением и при достижении заданного нижнего предельного значения, например 1.8 ат, прекращают увеличение расхода охлаждающей жидкости в линии 9;
- сравнивают текущее значение влагосодержания продукта, измеряемое датчиком 15 и вторичным прибором 31, с заданным нижним предельным значением влагосодержания продукта;
- при условии равенства этих значений или (U_m≥ U^н_зад) корректирующие сигналы с микропроцессора 49 на увеличение расхода охлаждающей жидкости в линии 9 и уменьшение начальной температуры исходного продукта перед варкой в линии 2, увеличение расхода распыливаемой жидкости в линии 7, уменьшение расхода исходного продукта в линии 2 соответственно через преобразователь 43 и локальный регулятор 46, корректирующий блок 48 и локальный регулятор 47, преобразователь 44 и локальный регулятор 45, не подают;
- если текущее значение влагосодержания продукта ниже заданного нижнего предельного значения (U_m< U^н_зад), то подают сигнал с микропроцессора 49 на коррекцию задания локальному регулятору 47 через корректирующий блок 48 и увеличивают расход распыливаемой жидкости с помощью исполнительного механизма 52;
- сравнивают текущее значение перепада давления теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, измеряемое датчиками соответственно 18 и 19 и вторичными приборами 29, 32, с заданным верхним предельным значением перепада давления теплоносителя и при достижении заданного верхнего предельного значения, например 0,3 кПа, прекращают увеличение расхода жидкости в линии 7 (электромагнитный клапан остается в определенном положении);
- сравнивают количество сконденсированного пара, определяемого микропроцессором 49 по расходам теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта на основе линейной скорости теплоносителя соответственно на входе и выходе из слоя продукта, измеряемой датчиками 21 и 22 и вторичными приборами 28 и 34, с общим количеством влаги, поглощенной продуктом на основе влагосодержания готового и исходного продукта, измеряемых датчиками 14, 15 и вторичными приборами 31 и 36, для определения необходимого расхода жидкости в линии 7 по формуле (1).

G_в = G_о[(1+u")/(1+u')-1] - G_к,
где G_в - расход жидкости, кг/с;
G_о - расход исходного продукта, кг/с;
u" и u' - соответственно влагосодержание готового и исходного продукта, кг/кг,
и корректируют расход жидкости в линии 7 через корректирующий блок 48 и локальный регулятор 47;
- сравнивают текущее значение давления распыливания жидкости в линии 7, измеряемое датчиком 17 и вторичным прибором 37, с заданным верхним предельным значением и при достижении заданного нижнего предельного значения, например 1,4 ат, прекращают увеличение расхода распыляемой жидкости в линии 7;
- сравнивают текущее значение влагосодержания продукта, измеряемое датчиком 15 и вторичным прибором 31, с заданным нижним предельным значением влагосодержания продукта;
- при условии равенства этих значений или (U_m≥ U^н_зад) корректирующие сигналы с микропроцессора 49 на увеличение расхода распыливаемой жидкости в линии 7, уменьшение расхода исходного продукта в линии 2 соответственно через корректирующий блок 48 и локальный регулятор 47, преобразователь 44 и локальный регулятор 45, не подают;
- если текущее значение влагосодержания продукта ниже заданного нижнего предельного значения (U_m< U^н_зад), то подают сигналы с микропроцессора 49 через преобразователь 44 и локальный регулятор 45 исполнительному механизму 53 на уменьшение расхода исходного продукта в линии 2 до тех пор, пока не будет выполнено условие
U^н_зад-U_m= ±0,005
При текущей влажности (влагосодержании) продукта выше заданного значения, например 31% (0,45 кг/кг), микропроцессор 49 осуществляет включение каждого из каналов управления по следующему алгоритму:
- уменьшают расход распыляемой жидкости в линии 7 закрытием электромагнитного клапана посредством исполнительного механизма 52;
- сравнивают текущее значение влагосодержания продукта, измеряемое датчиком 15 и вторичным прибором 31, с заданным верхним предельным значением влагосодержания;
- если текущее значение влагосодержания продукта достигает заданного верхнего предельного значения (U_m≅ U^в_зад), например 31% (0,45 кг/кг), то сигналы с микропроцессора 49 с помощью коррекции задания локальному регулятору 47 через корректирующий блок 48 на уменьшение расхода распыляемой жидкости в линии 7, уменьшение расхода охлаждаемой жидкости в линии 9 через преобразователь 43 и локальный регулятор 46, увеличение мощности ТЭНов через преобразователь 42, увеличение расхода теплоносителя в линии 3 через преобразователь 41, увеличение расхода исходного продукта в линии 2 через преобразователь 44 и локальный регулятор 45 не подают;
- если текущее значение влагосодержания продукта выше заданного верхнего предельного значения влагосодержания (U_m> U^в_зад), то подают сигнал с микропроцессора 49 через преобразователь 43 и локальный регулятор 46 на исполнительный механизм 54 на уменьшение расхода охлаждающей жидкости в линии 9;
- сравнивают текущее значение влагосодержания продукта, измеряемое датчиком 15 и вторичным прибором 31, с заданным верхним предельным значением влагосодержания;
- если текущее значение влагосодержания продукта достигает заданного верхнего предельного значения (U_m≅ U^в_зад), то сигналы с микропроцессора 49 с помощью коррекции задания локальному регулятору 46 через преобразователь 43 на уменьшение расхода охлаждающей жидкости в линии 9, увеличение мощности ТЭНов через преобразователь 42, увеличение расхода теплоносителя в линии 3 через преобразователь 41, увеличение расхода исходного продукта в линии 2 через преобразователь 44 и локальный регулятор 45 не подают;
- если текущее значение влагосодержания продукта выше заданного верхнего предельного значения влагосодержания (U_m> U^в_зад), то подают сигнал с микропроцессора 49 через преобразователь 42 исполнительному механизму 51 на увеличение мощности ТЭНов электрокалорифера 6;
- сравнивают текущее значение температуры продукта в зоне варки, измеряемое датчиком 26 и вторичным прибором 33, с заданным верхним предельным значением и при достижении температуры продукта заданного верхнего предельного значения, равного температуре карамелизации продукта, например 375 К, прекращают увеличение мощности ТЭНов электрокалорифера 6 (с помощью исполнительного механизма 51 через преобразователь 42 микропроцессор 49 поддерживает накал ТЭНов постоянным);
- сравнивают текущее значение влагосодержания продукта, измеряемое датчиком 15 и вторичным прибором 31, с заданным верхним предельным значением влагосодержания;
- если текущее значение влагосодержания продукта достигает заданного верхнего предельного значения (U_m≅ U^в_зад), то корректирующие сигналы с микропроцессора 49 на увеличение мощности ТЭНов, увеличение расхода теплоносителя в линии 3 и исходного продукта в линии 2 соответственно через преобразователи 42, 41, 44 и локальный регулятор 45 не подают;
- если текущее значение влагосодержания продукта выше заданного верхнего предельного значения влагосодержания (U_m> U^в_зад), то подают сигнал с микропроцессора 49 через преобразователь 41 на исполнительный механизм 50 регулируемого привода вентилятора 5 на увеличение расхода теплоносителя в линии 3;
- сравнивают текущее значение линейной скорости теплоносителя, измеряемое датчиком 21 и вторичным прибором 28, с заданным верхним предельным значением и при достижении заданного значения линейной скорости теплоносителя, соответствующего критической скорости псевдоожижения, при которой происходит унос частиц продукта, например 4 м/с, прекращают увеличение расхода теплоносителя в линии 3 (число оборотов регулируемого привода оставляют постоянным);
- сравнивают текущее значение влагосодержания продукта, измеряемое датчиком 15 и вторичным прибором 31, с заданным верхним предельным значением влагосодержания;
- при условии их равенства (U_m= U^в_зад) или (U_m≅ U^в_зад) корректирующие сигналы с микропроцессора 49 на изменение числа оборотов регулируемого привода вентилятора 5 в линии 3, увеличение расхода исходного продукта в линии 2 соответственно через преобразователь 41 с помощью исполнительного механизма 50, преобразователь 44 и локальный регулятор 45 с помощью исполнительного механизма 53, не подают;
- если текущее значение влагосодержания продукта выше заданного верхнего предельного значения влагосодержания (U_m≥ U^в_зад) , то подают сигнал с микропроцессора 49 через преобразователь 44 локальному регулятору 45 на увеличение расхода исходного продукта до тех пор, пока не будет выполнено условие
U_m-U^в_зад = ±0,005
В результате реализации способ автоматического регулирования процесса влаготепловой обработки сыпучего продукта имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:
- улучшается качество готового продукта вследствие обеспечения равномерной и однородной обработки продукта;
- повышается использование энергетического потенциала теплоносителя на варке продукта за счет повышения степени конденсации насыщенного пара;
- снижение энергоемкости процесса за счет уменьшения требуемого количества теплоносителя для обеспечения процесса вследствие увеличения количества теплоты, обусловленное выделением теплоты фазового превращения при конденсации пара;
- предотвращается переувлажнение частиц продукта, что, в свою очередь, стабилизирует гидродинамический режим слоя и улучшает качество готового продукта при одновременном снижении расхода жидкости в линии подачи за счет сконденсированного пара и отсутствия стыковой свободной влаги между частицами сыпучего продукта в слое, а также равномерного распределения влаги на частицах при конденсации по сравнению с распылением влаги над слоем продукта, вследствие чего переувлажняются верхние слои сыпучего продукта.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования процесса влаготепловой обработки сыпучего продукта, предусматривающий изменение подачи теплоносителя и жидкости, измерение влагосодержания исходного и готового продукта, температуры продукта в процессе обработки, давления распыливания жидкости, перепад давлений теплоносителя, отличающийся тем, что определяют количество сконденсированного пара в зависимости от расхода теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, скорости потока теплоносителя соответственно на входе и выходе из слоя продукта, температур теплоносителя и продукта, корректируют расход жидкости в зависимости от количества сконденсированного пара в слое продукта и влагосодержания готового и исходного продукта, осуществляют предварительное охлаждение исходного продукта в теплообменнике, измеряют температуру исходного продукта и теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, расход готового продукта и давления и расход охлаждающей жидкости, подаваемой в теплообменник, при этом в случае увеличения отклонения текущего значения влагосодержания готового продукта от заданного осуществляют после уменьшения расхода жидкости, распыливаемой над слоем продукта, последовательное уменьшение расхода охлаждающей жидкости, обеспечивающее снижение температуры исходного продукта и вследствие этого уменьшение количества сконденсированного пара, увеличение мощности электрокалорифера и увеличение расхода теплоносителя и расхода исходного продукта, а в случае уменьшения этого отклонения осуществляют последовательное уменьшение расхода теплоносителя, температуры теплоносителя, увеличение расхода охлаждающей жидкости, способствующее большей конденсации пара с последующим увеличением расхода жидкости, распыливаемой над слоем продукта, и уменьшением расхода исходного продукта.

РИСУНКИ

Рисунок 1