Способ управления линией получения амидоминерального гранулированного свекловичного жома
Владельцы патента RU 2758507:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВО «ВГУИТ») (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ управления процессом получения амидоминерального гранулированного свекловичного жома предусматривает использование отжатого свекловичного жома, смешивание его с подогретой мелассой, сушку смеси в низкотемпературной сушилке воздухом, затем в высокотемпературной сушилке перегретым паром, и далее гранулирование с предварительно подготовленной смесью, включающей мелассу, карбамид и соли микроэлементов, а также охлаждение гранулированного продукта, причем по текущему значению расхода и влажности жома в смеситель устанавливают необходимый расход и температуру подогретой мелассы, вследствие чего по текущим значениям расходов подогретой мелассы и свекловичного жома устанавливают производительность смесителя, таким образом, по текущему значению влажности, температуры и расхода смеси отжатого жома и мелассы на выходе из смесителя устанавливают необходимый расход подогретого воздуха, и далее по текущему значению влажности и расхода подсушенной смеси жома и мелассы на выходе из низкотемпературной сушилки устанавливают необходимый расход перегретого пара в высокотемпературную сушилку, и после сушки по текущему значению расхода мелассированного жома, поступающего в пресс-гранулятор, устанавливают расход мелассы, карбамида и солей микроэлементов в мешалку, где по текущему значению температуры смеси в мешалке устанавливают расход конденсата смеси рабочего пара и эжектируемых паров, в результате по текущему значению расхода мелассированного жома устанавливают необходимый расход полученной смеси мелассы, карбамида и солей микроэлементов в пресс-гранулятор, где по текущим значениям расхода мелассированного жома и полученной смеси мелассы, карбамида и солей микроэлементов устанавливают необходимую производительность пресс-гранулятора, и по текущему значению расхода и температуры гранул устанавливается необходимый расход холодного воздуха в охладитель. Изобретение позволяет улучшить качество и увеличить выход готового продукта. 1 ил.
Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процесса получения амидоминерального гранулированного свекловичного жома.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является [Патент № 264609 РФ, А23К 10/30, А23К 10/37. Способ получения амидоминерального гранулированного свекловичного жома и линия для его осуществления [Текст] / Дранников Алексей Викторович, Шевцов Александр Анатольевич, Квасов Александр Вячеславович, Бубнов Алексей Романович, Костина Дарья Константиновна (Россия) - № 2017146690; заявлено 28.12.2017; опубликовано 11.12.2018; Бюл. № 35.], предусматривающий подогрев мелассы и ввод её в отжатый свекловичный жом, с дальнейшим смешиванием и подачей полученной смеси на низкотемпературную сушку воздухом, после которой посушенный продукт попадает на высокотемпературную сушку перегретым паром с последующей подачей на гранулирование, при этом одновременно на гранулирование направляют предварительно растворённую смеси, включающую мелассу, карбамид, и соли микроэлементов, после чего полученные гранулы охлаждают воздухом.
Однако известное изобретение имеет следующие недостатки:
- не обеспечивает оперативное управление технологическими параметрами на стадиях процесса приготовления амидоминерального гранулированного свекловичного жома по информации получаемой непосредственно от объекта управления в условиях случайных возмущений как со стороны изменения исходных свойств сырья, так и со стороны возможных технологических сбоев оборудования, что, в свою очередь, не позволяет получить готовый продукт высокого качества,
- не устанавливаются рациональные режимы работы оборудования в зависимости от подаваемых на него нагрузок, что в свою очередь не обеспечивает снижение себестоимости готового продукта,
- не обеспечивается точность и надёжность управления за счёт накладываемых двухсторонних ограничений на управляемые параметры и как следствие, не создаются условия для увеличение выхода готового продукта и экономии теплоэнергетических затрат.
Технической задачей изобретения является повышение качества готового продукта, точности и надежности управления, увеличение выхода готового продукта, снижение удельных теплоэнергетических затрат и себестоимости готового продукта.
Поставленная задача достигается тем, что в способе управления линией получения амидоминерального гранулированного свекловичного жома, предусматривающем использование отжатого свекловичного жома основным продуктом, смешивание его с заранее подогретой мелассой, затем сушку в низкотемпературной сушильной установке воздухом, подсушенную смесь направляют на сушку перегретым паром в высокотемпературной сушильной установке, в дальнейшем высушенная смесь направляется на пресс-гранулятор, в котором смешивается с заранее подготовленной смесью мелассы, карбамида и солей микроэлементов, завершающим этапом является охлаждение получившихся гранул, новым является то, что по текущему значению расхода и влажности жома в смеситель устанавливают необходимый расход и температуру подогретой мелассы, вследствие чего по текущим значениям расходов подогретой мелассы и свекловичного жома устанавливают производительность смесителя, воздействуя на частоту вращения его рабочего органа с помощью исполнительного механизма, таким образом, по текущему значению влажности, температуры и расхода смеси отжатого жома и мелассы на выходе из смесителя устанавливают необходимый расход подогретого воздуха, и далее по текущему значению влажности и расхода подсушенной смеси жома и мелассы на выходе из низкотемпературной сушилки устанавливают необходимый расход перегретого пара в высокотемпературную сушилку, и после сушки по текущему значению расхода мелассированного жома, поступающего в пресс-гранулятор, устанавливают расход мелассы, карбамида и солей микроэлементов в мешалку, где по текущему значению температуры смеси в мешалке, устанавливают расход конденсата смеси рабочего пара и эжектируемых паров в результате по текущему значению расхода мелассированного жома устанавливают необходимый расход полученной смеси мелассы, карбамида и солей микроэлементов в пресс-гранулятор, где по текущим значениям расхода мелассированного жома и полученной смеси мелассы, карбамида и солей микроэлементов, устанавливают необходимую производительность пресс-гранулятора, воздействием на частоту вращения его рабочего органа, и далее по текущему значению расхода и температуры гранул устанавливается необходимый расход холодного воздуха в охладитель.
Технический результат заключается в улучшении качества и увеличении выхода готового продукта, снижении удельных теплоэнергетических затрат и себестоимости готового продукта.
На чертеже представлена схема, реализующая предлагаемый способ.
Схема содержит подогреватель 1; смеситель 2 с форсунками 3; низкотемпературную 4 и высокотемпературную 5 сушилки; гранулятор 6; охладитель 7, а также теплообменник-утилизатор 8; мешалку-растворитель 9, снабженную греющей рубашкой; пароэжекторную холодильную машину, включающую парогенератор (котел) 10, турбину противодавления 11, эжектор 12, холодоприемник 13, испаритель 14, конденсатор-пароперегреватель 15, терморегулирующий вентиль 16; делители потоков 17, 18; насос для мелассы 19; насос для растворенной смеси 20; насосы 21, 22; вентиляторы 23, 24, микропроцессор 25; линии 0.2 - подача отжатого свекловичного жома в смеситель, 0.2.1 - подача смеси отжатого свекловичного жома с мелассой на низкотемпературную сушку, 0.2.2 - подача подсушенной смеси жома и мелассы на высокотемпературную сушку, 0.2.3 - подача сухого мелассированного жома в пресс-гранулятор, 0.2.4 - подача гранулированного амидоминерального свекловичного жома в охладитель, 1.0 - отвод конденсата из теплообменника-утилизатора в подогреватель, 1.1 - отвод конденсата отработанного перегретого пара из конденсатора-пароперегревателя в тепловую рубашку мешалки, 2.0 - подача перегретого пара в высокотемпературную сушилку, 2.1 - отвод отработанного перегретого пара из высокотемпературной сушильной установки, 2.1.1 - отвод отработанного перегретого пара в теплообменник утилизатор на нагрев воздуха для низкотемпературной сушилки, 2.2 - подача смеси рабочего пара и эжектируемых паров в пароперегреватель, 3.0 - подача нагретого воздуха в сушилку, 3.2 - отвод отработанного воздуха в холодоприёмник, 3.3 - отвод охлаждённого воздуха в охладитель, 4.0 - подача мелассы в подогреватель, подача мелассы в мешалку, 4.1 - подача подогретой мелассы в смеситель, 5.0 - подача карбамида в мешалку, 6.0 - подача солей микроэлементов в мешалку, 7.0 - подача смеси мелассы, карбамида и солей микроэлементов в пресс-гранулятор; датчики FE-расход, WE-влажность, TE - температура, И - исполнительные механизмы.
Способ получения амидоминерального гранулированного свекловичного жома, предусматривает подачу мелассы насосом 19 по линии 4.0 в подогреватель 1 для ее подогрева до температуры 65…70°С, а затем ввод с помощью форсунок 3 по линии 4.1 в смеситель 2 в количестве 13…15% к массе одновременно подаваемого в смеситель 2 отжатого до содержания сухих веществ 16…18% свекловичного жома по линии 0.2. Полученная смесь после смесителя 2 по линии 0.2.1 направляется в низкотемпературную сушку 4, в которой осуществляется сушка воздухом с температурой 80…82°С до содержания сухих веществ в смеси 24…26%. Далее по линии 0.2.2 происходит подача на сушку в высокотемпературной сушилке 5 перегретым паром с температурой 135…140°С до содержания сухих веществ в смеси 88…90% с последующей ее подачей по линии 0.2.3 в гранулятор 6. При этом одновременно на гранулирование насосом 20 по линии 7.0 направляют предварительно растворенную в мешалке-растворителе 9 при температуре 70…75°С смесь, включающую 70% мелассы, 18% карбамида и 12% солей микроэлементов. Причем при гранулировании количество растворенной смеси из мешалки-растворителя 9 составляет 27%, а жома и мелассы после высокотемпературной сушилки 5-73%. Из гранулятора 6 полученный амидоминеральный гранулированный свекловичный жом по линии 0.2.4 подают в охладитель 7 для охлаждения до температуры 18…20°С холодным воздухом с температурой 10…12°С и дальнейшей его подачей вентилятором 23 по линии 3.0 в низкотемпературную сушилку 4.
Отработанный воздух после низкотемпературной сушилки 4 с температурой 50…52°С по линии 3.1 направляют в холодоприемник 13 пароэжекторной холодильной машины, где его охлаждают до температуры 10…12°С за счет рекуперативного теплообмена с парами хладагента. В качестве хладагента используют воду, которая из испарителя 14 выходит в виде паров, имеющих температуру 4…6°С и пониженное давление 0,00085…0,00095 МПа, которое создается в результате эжекции хладагента рабочим паром под давлением 1…1,2 МПа в эжекторе 12. После эжектирования смесь рабочего пара и паров хладагента с давлением 0,4…0,5 МПа направляют по линии 2.2 в конденсатор-пароперегреватель 15 на перегрев пара до температуры 135…140°С, используемого в качестве сушильного агента в высокотемпературной сушилке 5. Образовавшийся в конденсаторе-пароперегревателе 15 конденсат смеси рабочего пара и паров хладагента с температурой 140…150°С по линии 1.1 подают в греющую рубашку мешалки-растворителя 9 на подогрев смеси мелассы, карбамида и солей микроэлементов до температуры 70…75°С. Далее конденсат из греющей рубашки мешалки-растворителя 9 насосом 22 направляют в делитель потоков 18 из которого одну часть через терморегулирующий вентиль 16 возвращают в испаритель 14 для подготовки хладагента, а другую часть возвращают в парогенератор (котел) 10 с образованием контура рециркуляции. При сжигании топлива в парогенераторе (котле) 10 получают острый пар с давлением 3,5…4,0 МПа, подаваемый затем в турбину противодавления 11, в которой его давление снижают до 1…1,2 МПа с одновременной выработкой электроэнергии.
Отработанный перегретый пар после высокотемпературной сушилки 5 с температурой 105…110°С посредством делителя потоков 17 разделяют на два потока. Один поток после перегрева до температуры 135…140°С в конденсаторе-перегревателе 15 вентилятором 24 по линии 2.0 возвращают в высокотемпературную сушилку 5 с образованием контура рециркуляции, а другой, в количестве испаренной влаги в высокотемпературной сушилке 5, по линии 2.1.1 подают в теплообменник-утилизатор 8 на нагрев до температуры 80…82°C воздуха, используемого в качестве сушильного агента в низкотемпературной сушилке 4. Образовавшийся в теплообменнике-утилизаторе 8 конденсат отработанного перегретого пара после сушилки 5 с температурой 97…98°С насосом 21 по линии 1.0 направляют в подогреватель 1 на подогрев мелассы до температуры 65…70°С.
По текущему значению расхода и влажности отжатого свекловичного жома по линии 0.2 микропроцессором 25 устанавливается расход мелассы по линии 4.0 с помощью исполнительного механизма регулируемого привода насоса 19.
По текущему значению расхода и температуры мелассы по линии 1.0 микропроцессором 25 с помощью исполнительного механизма регулируемого привода насоса 21, устанавливается необходимый расход конденсата отработанного перегретого пара сушилки 5 из теплообменника-утилизатора 8 в подогреватель 1.
По текущему значению расхода отжатого свекловичного жома и подогретой мелассы по линиям 0.2 и 4.1 микропроцессором устанавливается производительность смесителя 2, воздействием на частоту вращения его рабочего органа с помощью исполнительного механизма.
По текущему значению влажности, температуры и расхода смеси отжатого жома и мелассы по линии 0.2.1 микропроцессором 25 с помощью исполнительного механизма регулируемого привода вентилятора 23 устанавливается необходимый расход подогретого воздуха по линии 3.0, а изменением расхода отработанного перегретого пара в линии 2.1.1, с помощью делителя потоков 17 необходимую температуру подогретого воздуха с коррекцией по текущему значению влажности посушенной смеси жома и мелассы после сушилки 4 в линии 0.2.2.
По текущему значению влажности и расхода подсушенной смеси жома и мелассы по линии 0.2.2 микропроцессором 25 с помощью исполнительного механизма регулируемого привода вентилятора 24 устанавливается необходимый расход перегретого пара в линии 2.0, а изменением расхода смеси рабочего пара и эжектируемых паров в линии 2.2 устанавливается необходимая температура перегретого пара с коррекцией по текущему значению влажности сухого мелассированного жома
По текущему значению расхода мелассированного жома по линии 0.2.3, микропроцессором 25 устанавливается расход мелассы, карбамида и солей микроэлементов в соотношении процентных показателей: 70% мелассы, 18% карбамида и 12% солей микроэлементов с помощью исполнительных механизмов, соответственно в линиях 4.0, 5.0, 6.0.
По текущему значению расхода мелассированного жома и в линии 0.2.3 микропроцессором 25 устанавливается необходимый расход полученной смеси мелассы, карбамида и солей микроэлементов с помощью исполнительного механизма регулируемого привода насоса 20 по линии 7.0.
По текущим значениям расхода мелассированного жома и полученной смеси мелассы, карбамида и солей микроэлементов по линиям 0.2.3 и 7.0 микропроцессором 25 устанавливается необходимая производительность пресс-гранулятора 6 воздействием на частоту вращения его рабочего органа с помощью исполнительного механизма.
По текущему значению температуры смеси в мешалке 9 микропроцессором 25 устанавливается расход конденсата смеси рабочего пара и эжектируемых паров по линии 1.1 с помощью исполнительного механизма регулируемого привода насоса 22.
По текущему значению расхода и температуры гранул по линии 0.2.4 микропроцессором 25 устанавливается необходимый расход холодного воздуха по линии 3.2 с помощью исполнительного механизма регулируемого привода вентилятора 23 с коррекцией по текущему значению температуры, готового продукта после охладителя 7.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет:
- получить готовый продукт высокого качества за счёт оперативного управления технологическими параметрами;
- установить рациональные режимы работы оборудования в зависимости от подаваемых на него нагрузок и, следовательно, снизить себестоимость готового продукта.
- увеличить выход готового продукта и снизить удельные теплоэнергетические затраты за счёт точности и надёжности управления процессом приготовления амидоминерального гранулированного свекловичного жома.
Способ управления процессом получения амидоминерального гранулированного свекловичного жома, предусматривающий использование отжатого свекловичного жома, смешивание его с подогретой мелассой, сушку смеси в низкотемпературной сушилке воздухом, затем в высокотемпературной сушилке перегретым паром, и далее гранулирование с предварительно подготовленной смесью, включающей мелассу, карбамид и соли микроэлементов, а также охлаждение гранулированного продукта, отличающийся тем, что по текущему значению расхода и влажности жома в смеситель устанавливают необходимый расход и температуру подогретой мелассы, вследствие чего по текущим значениям расходов подогретой мелассы и свекловичного жома устанавливают производительность смесителя, воздействуя на частоту вращения его рабочего органа с помощью исполнительного механизма, таким образом, по текущему значению влажности, температуры и расхода смеси отжатого жома и мелассы на выходе из смесителя устанавливают необходимый расход подогретого воздуха, и далее по текущему значению влажности и расхода подсушенной смеси жома и мелассы на выходе из низкотемпературной сушилки устанавливают необходимый расход перегретого пара в высокотемпературную сушилку, и после сушки по текущему значению расхода мелассированного жома, поступающего в пресс-гранулятор, устанавливают расход мелассы, карбамида и солей микроэлементов в мешалку, где по текущему значению температуры смеси в мешалке устанавливают расход конденсата смеси рабочего пара и эжектируемых паров, в результате по текущему значению расхода мелассированного жома устанавливают необходимый расход полученной смеси мелассы, карбамида и солей микроэлементов в пресс-гранулятор, где по текущим значениям расхода мелассированного жома и полученной смеси мелассы, карбамида и солей микроэлементов устанавливают необходимую производительность пресс-гранулятора, воздействием на частоту вращения его рабочего органа, и далее по текущему значению расхода и температуры гранул устанавливается необходимый расход холодного воздуха в охладитель.
