Способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки



Способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки
Способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки
Способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки
Способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки
Способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки

 


Владельцы патента RU 2492398:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий (ФГБОУ ВПО ВГУИТ) (RU)

Изобретение относится к пищевой, химической и другим отраслям промышленности, а также к научным исследованиям при разработке новой технологии и техники сушки для прогнозирования температуры материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки. Способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки, характеризуется тем, что он предусматривает предварительный дериватографический анализ мелкодисперсного материала, на основании которого определяют критическое влагосодержание, соответствующее окончанию удаления всей свободной влаги и началу периода удаления связанной влаги; затем для периода удаления связанной влаги строят график зависимости степени нагрева сухой части материала от степени обезвоживания материала и путем математической обработки этого графика определяют значение коэффициента уравнения температурной кривой сушки m; после этого определяют температуру материала в процессе конвективной сушки: при удалении свободной влаги ее значение принимают равным температуре «мокрого термометра», которую определяют по I-d-диаграмме влажного воздуха в зависимости от термодинамических параметров воздуха, поступающего в сушильную камеру; при удалении связанной влаги температуру материала при фиксированном влагосодержании определяют расчетным путем по уравнению температурной кривой сушки:

T = T м + ( T c T м ) { 1 m [ ( U U p U к p U p ) m + 1 1 ] + m + 1 m ( U к p U U к p U p ) } ( 1 )

где T - абсолютная температура материала в процессе сушки, К; Тс, Тм - абсолютные температуры воздуха, поступающего в сушильную камеру, замеренные соответственно по сухому и мокрому термометрам, К; Uкр - критическое влагосодержание, соответствующее полному удалению свободной влаги, кг влаги/кг сухого вещества; Up - влагосодержание продукта, находящегося в равновесном состоянии с воздухом, поступающим в сушильную камеру, кг влаги/кг сухого вещества; U - фиксированное влагосодержание продукта в рассматриваемый момент сушки, кг влаги/кг сухого вещества; m - эмпирический коэффициент, не зависящий от режимов сушки и являющийся постоянной величиной для каждого материала. Зная значение температуры Т материала в процессе сушки, строим спрогнозируемую температурную кривую. Таким образом, способ прогнозирования позволяет до осуществления сушильного процесса на основании лабораторного анализа спрогнозировать температуру нагрева мелкодисперсного материала, в процессе сушки и обоснованно выбрать оптимальный температурный режим сушки с достаточной высокой точностью и надежностью, а в научных исследованиях кинетики сушки - сократить количество экспериментов. 2 табл., 3 ил.

 

Изобретение относится к пищевой, химической и другим отраслям промышленности, а также к научным исследованиям при разработке новой технологии и техники сушки для прогнозирования температуры материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки.

Технической задачей изобретения является разработка способа, позволяющего прогнозировать температуру материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки в зависимости от величины влагосодержания и параметров воздуха, поступающего в сушильную камеру с целью последующего оптимального выбора режима сушки, сократить количество экспериментов при разработке новых технологий сушки и максимально сохранить качество высушиваемого продукта.

Для решения технической задачи изобретения предложен способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки, характеризующийся тем, что он предусматривает предварительный дериватографический анализ мелкодисперсного материала, на основании которого определяют критическое влагосодержание, соответствующее окончанию удаления всей свободной влаги и началу периода удаления связанной влаги; затем для периода удаления связанной влаги строят график зависимости степени нагрева сухой части материала от степени обезвоживания материала и путем математической обработки этого графика определяют значение коэффициента уравнения температурной кривой сушки m; после этого определяют температуру материала в процессе конвективной сушки: при удалении свободной влаги ее значение принимают равным температуре «мокрого термометра», которую определяют по I-d-диаграмме влажного воздуха в зависимости от термодинамических параметров воздуха, поступающего в сушильную камеру; при удалении связанной влаги температуру материала при фиксированном влагосодержании определяют расчетным путем по уравнению температурной кривой сушки:

T = T м + ( T c T м ) { 1 m [ ( U U p U к p U p ) m + 1 1 ] + m + 1 m ( U к p U U к p U p ) } ( 1 )

где T - абсолютная температура материала в процессе сушки, K; Tc, Tм - абсолютные температуры воздуха, поступающего в сушильную камеру, замеренные, соответственно, по сухому и мокрому термометрам, К; Uкр - критическое влагосодержание, соответствующее полному удалению свободной влаги, кг влаги/кг сухого вещества; Up - влагосодержание продукта, находящегося в равновесном состоянии с воздухом, поступающим в сушильную камеру, кг влаги/кг сухого вещества; U - фиксированное влагосодержание продукта в рассматриваемый момент сушки, кг влаги/кг сухого вещества; m - эмпирический коэффициент, не зависящий от режимов сушки и являющийся постоянной величиной для каждого материала. Зная значение температуры Т материала в процессе сушки, строим спрогнозируемую температурную кривую.

Технический результат заключается в прогнозировании температуры нагрева материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки на основании результатов дериватографического анализа материала и I-d-диаграммы влажного воздуха, в определении режима сушки на основании спрогнозированной температурной кривой, что позволяет сохранить качество высушиваемого продукта в точности, надежности предложенного способа, а также в сокращении объема экспериментальных исследований при разработке новой технологии и техники сушки.

На фиг.1 представлена дериватограмма казеина, на фиг.2 - график зависимости степени нагрева сухой части материала αT от степени обезвоживания материала αU: αT=f(αU), на фиг.3 - экспериментальные и расчетные значения температуры казеина при сушке в фонтанирующем слое.

Способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки основан на следующих научных положениях.

В процессе проведения дериватографического анализа мелкодисперсного материала с помощью приборов автоматически записываются кривые изменения массы и температуры образца, а также скорость изменения массы и разность температур исследуемого образца и, так называемого, инертного тела (например, Al2O3).

В процессе сушки из материала вначале удаляется свободная или слабосвязанная влага, энергией связи которой можно пренебречь. Поэтому, если температура воздуха на входе в сушильную камеру постоянна, то и скорость сушки - постоянна. Если температура воздуха непрерывно увеличивается, как это имеет место в печи дериватографа, то увеличивается и скорость сушки. Когда вся свободная влага испарится и начнет испаряться связанная влага, то темп увеличения скорости сушки замедлится. Если испарится вся содержащаяся в материале влага, то скорость процесса будет равна нулю. Поэтому на полученной дериватограмме (фиг.1) можно определить общее количество удаленной влаги (количество влаги, содержащейся в материале) по точке В на кривой изменения массы образца (скорость обезвоживания равна нулю), критическое влагосодержание и температуру материала, соответствующие окончанию удаления свободной влаги и началу периода удаления связанной влаги, по точке перегиба на кривой изменения массы образца (точка А) или скорости изменения массы.

Для периода удаления связанной влаги взаимосвязь между теплообменом и влагообменом определяется относительным температурным коэффициентом сушки В [Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия, 1968, с.124…127]. Для мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, коэффициент В является функцией влагосодержания и может быть записан в виде уравнения:

B = T U ( U к p U p T c T м ) = a [ ( U U p U к p U p ) m 1 ] ( 2 )

где m, a - эмпирические коэффициенты.

Разделив переменные, проинтегрируем уравнение (2) и найдем абсолютную температуру высушиваемого материала:

T = a T c T м U к p U p [ ( 1 U к p U p ) m 1 m + 1 ( U U p ) m + 1 U ] + C ( 3 )

Из условий U=Uкр, Т=Тм и U=Up, T=Tc можно определить постоянную интегрирования С и коэффициент a:

C = T c a T c T м U к p U p U p = T м + a T c T м U к p U p ( U к p U p m + 1 U к p ) , ( 4 )

a = m + 1 m . ( 5 )

С учетом (4) и (5), уравнение изменения температуры продукта (3) в периоде удаления связанной влаги запишем в виде уравнения (1).

Для определения значения коэффициента m по результатам дериватографического анализа необходимо построить в периоде удаления связанной влаги график зависимости степени нагрева сухой части материала αT от степени обезвоживания материала αU: αT=f(αU) (фиг.2). Данная кривая, характеризующая взаимосвязь тепломассообмена, будет приемлема и для промышленного аппарата.

Степень нагрева сухого вещества в периоде удаления связанной влаги в промышленном аппарате равна

α T = Q 2 ( τ ) Q 2 = T T м T c T м ;                ( 6 )

где Q2(τ) - теплота, затраченная на нагрев сухой части материала в момент времени τ; Q2 - теплота, затраченная на нагрев сухой части материала за весь период удаления связанной влаги.

При испарении из материала всей содержащейся в нем влаги, температура сухой его части достигает температуры воздуха, поступающего в сушильную камеру Tc, а при проведении дериватографического анализа - температуры печи дериватографа.

При проведении дериватографического анализа температура печи дериватографа повышается с постоянной скоростью и в конце процесса обезвоживания образца ее можно рассчитать по формуле

T к о н = T 0 + d T d τ τ к о н ,                  ( 7 )

где Tкон - температура окончания процесса сушки, K; Т0 - начальная температура в печи дериватографа, K; d T d τ - скорость изменения температуры нагрева печи дериватографа, К/мин; τкон - продолжительность сушки в печи дериватографа, мин.

Тогда для дериватографического анализа αT определяют по формуле

α T = Q 2 ( τ ) Q 2 = T ( τ ) T к p T к о н T к p ;                       ( 8 )

где T(τ) - температура материала в данный момент времени; Tкр - температура, соответствующая критическому влагосодержанию Uкр, К.

Степень обезвоживания продукта в период удаления связанной влаги равна

α U = U к p U U к p U p                             ( 9 )

Уравнение (1) с учетом уравнений (6), (8) и (9) можно записать в виде:

α T = m + 1 m { α U 1 m + 1 [ 1 ( 1 α U ) m + 1 ] } . ( 10 )

Используя это уравнение взаимосвязи тепломассообмена, путем математической обработки графика αT=f(αU) определяют значение коэффициента уравнения температурной кривой сушки т для периода удаления связанной влаги.

Способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки осуществляется следующим образом.

Проводят дериватографический анализ материала. На основании дериватограммы определяют критическое влагосодержание. Для периода удаления связанной влаги на основании данных дериватограммы строят график зависимости степени нагрева сухой части материала от степени обезвоживания материала и путем математической обработки этого графика определяют значение коэффициента m из уравнения (10). После этого определяют температуру материала в процессе конвективной сушки: при удалении свободной влаги ее значение принимают равным температуре «мокрого термометра», которую определяют по I-d-диаграмме влажного воздуха в зависимости от термодинамических параметров воздуха, поступающего в сушильную камеру. При удалении связанной влаги температуру Ò материала при фиксированном влагосодержании определяют расчетным путем по уравнению температурной кривой сушки (1).

При эксплуатации промышленных сушильных аппаратов возникает проблема прогнозирования температуры продукта с целью предупреждения его перегрева в процессе сушки. При разработке новой технологии и техники сушки возникает проблема исследования кинетики сушки при различных температурных режимах.

Предложенный способ значительно упрощает задачу выбора оптимального режима сушки в промышленном аппарате, что позволяет получить качественный конечный продукт, сократить объем экспериментальных исследований при разработке новой технологии и техники сушки.

Способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки поясняется следующими примерами. В качестве материала принят молочный белок - казеин.

На дериватографе системы Паулик Ф., Паулик Н., Эрдеи Л. проводим дериватографический анализ казеина при следующем режиме: навеска образца G=300 мг; чувствительность DTA - 1/3, DTG - 1/10, TG - 200 мг; скорость нагрева печи - 5,0 К/мин; продолжительность анализа τ=50 мин. Результаты анализа представлены на фиг.1.

По точке перегиба на кривой изменения массы образца определяем окончание процесса удаления свободной влаги и начало удаления связанной влаги (точка А). Этой точке соответствуют: количество свободной влаги Gсвоб=98 мг, температура материала, соответствующая критическому влагосодержанию, Tкр=395 К.

Определяем на дериватограмме точку В, соответствующую полному удалению влаги из образца по скорости процесса, равной нулю. Этой точке соответствуют: продолжительность обезвоживания образца казеина τкон=39 мин, количество содержащейся в образце влаги Gвл=168 мг

Рассчитываем критическое влагосодержание:

U к p = G в л G с в о б G G в л = 168 98 300 168 = 0,53  кг/кг

Рассчитываем температуру образца в конце процесса обезвоживания:

Ткон=298+5·39=493 K.

Учитывая высокое значение Tкон, принимаем Up=0.

В каждый момент времени τ, соответствующий процессу удаления связанной воды, определяем по дериватограмме: температуру материала Т(τ) и количество испарившейся влаги G(τ). Рассчитывает влагосодержание образца казеина:

U = G в л G ( τ ) G G в л .

По формулам (8) и (9) рассчитываем степень нагрева и степень обезвоживания образца казеина. Результаты заносим в таблицу 1 - Значения степени нагрева сухой части казеина и степени его обезвоживания при удалении связанной влаги по данным дериватографического анализа.

Строим график зависимости αT=f(αU) (фиг.2).

Путем математической обработки данных дериватографического анализа определяем значение коэффициента m=-0,33 уравнения (10).

Спрогнозируем изменение температуры казеина в процессе конвективной сушки в сушильной установке при следующих условиях: температура воздуха на входе в калорифер 22°C, относительная его влажность 50%, температура воздуха на входе в сушильную камеру 160°C (433 К).

Определяем по I-d-диаграмме влажного воздуха температуру мокрого термометра 43,5°C (316,5 K). По уравнению (1) рассчитываем изменение температуры казеина в процессе конвективной сушки и строим график спрогнозированной температурной кривой (фиг.3).

По такому алгоритму строим график спрогнозированной температурной кривой при температуре воздуха на входе в сушильную камеру 120°C (температура мокрого термометра 37°C).

Для экспериментальной проверки предложенного способа проводим сушку казеина в конвективной сушилке фонтанирующего слоя при двух режимах. Первый режим сушки: Tc=433 K, Tм=316,5 K, относительная скорость фонтанирования 1,3, начальная высота слоя частиц 0,12 м, эквивалентный диаметр частиц 2,1 мм. Второй режим сушки: Tc=393 K, Tм=310 K, относительная скорость фонтанирования 1,5, начальная высота слоя частиц 0,12 м, эквивалентный диаметр частиц 2,9 мм. Цилиндро-коническая сушильная камера имеет следующие характеристики: диаметр цилиндрической части 0,5 м; угол при вершине конуса конической части - 30°, малое основание конической части 0,1 м; живое сечение газораспределительной решетки - 56,2%. Для оценки температуры казеина измеряли в трех точках температуру кольцевого плотного слоя потенциометром КСП-4. За температуру казеина ориентировочно принимали среднее значение поверхности частиц слоя казеина, так как измерить температуру одной частицы при интенсивном ее движении в фонтане и кольцевом плотном слое не представляется возможным. Влажность частиц казеина определяем согласно методике, предусмотренной ГОСТ 28561-90, путем отбора проб и их высушиванием в вакуумном шкафу.

Сопоставление спрогнозированных и экспериментально полученных данных о температуре казеина в процессе конвективной сушки приведено в таблице 2 и представлено на фиг.3. Как видно из таблицы 2 максимальная относительная погрешность измерений δ составляет менее 1,15%, что свидетельствует о высокой надежности и точности метода.

Таким образом, предлагаемый способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки позволяет: до осуществления сушильного процесса на основании лабораторного анализа спрогнозировать температуру нагрева мелкодисперсного материала в процессе сушки и обоснованно выбрать оптимальный температурный режим сушки с достаточной высокой точностью и надежностью, а в научных исследованиях кинетики сушки -сократить количество экспериментов.

Способ прогнозирования температуры мелкодисперсного материала, содержащего свободную и связанную влагу, в процессе конвективной сушки, характеризующийся тем, что он предусматривает предварительный дериватографический анализ мелкодисперсного материала, на основании которого определяют критическое влагосодержание, соответствующее окончанию удаления всей свободной влаги и началу периода удаления связанной влаги; затем для периода удаления связанной влаги строят график зависимости степени нагрева сухой части материала от степени обезвоживания материала и путем математической обработки этого графика определяют значение коэффициента уравнения температурной кривой сушки m; после этого определяют температуру материала в процессе конвективной сушки: при удалении свободной влаги ее значение принимают равным температуре «мокрого термометра», которую определяют по I-d-диаграмме влажного воздуха в зависимости от термодинамических параметров воздуха, поступающего в сушильную камеру; при удалении связанной влаги температуру материала при фиксированном влагосодержании определяют расчетным путем по уравнению температурной кривой сушки:
T = T м + ( T c T м ) { 1 m [ ( U U p U k p U p ) m + 1 1 ] + m + 1 m ( U k p U U k p U p ) } ( 1 )
где Т - абсолютная температура материала в процессе сушки, К; Тс, Тм - абсолютные температуры воздуха, поступающего в сушильную камеру, замеренные, соответственно, по сухому и мокрому термометрам, К; Ukp - критическое влагосодержание, соответствующее полному удалению свободной влаги, кг влаги/кг сухого вещества; Up - влагосодержание продукта, находящегося в равновесном состоянии с воздухом, поступающим в сушильную камеру, кг влаги/кг сухого вещества; U - фиксированное влагосодержание продукта в рассматриваемый момент сушки, кг влаги/кг сухого вещества; m - эмпирический коэффициент, не зависящий от режимов сушки и являющийся постоянной величиной для каждого материала, зная значение температуры Т материала в процессе сушки, строим спрогнозируемую температурную кривую.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при управлении процессом сушки, преимущественно зерна злаковых и масличных культур, например, пшеницы, ячменя, ржи, тритикале, семян рапса, льна, амаранта, подсолнечника.

Изобретение относится к способам автоматического управления процессом сушки зерна и других дисперсных материалов в аппаратах, использующих СВЧ-энергию, и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой, химической и смежных с ними отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу определения потребности в сушильном воздухе в сушилке древесины и заключается в том, что древесину в виде пачки древесины помещают в сушильную камеру, закрытую по отношению к окружающей атмосфере, и в которой содержащую воду атмосферу с влажной температурой, сухой температурой, и связанную с этим психрометрическую разность поддерживают при помощи нагнетаемого сушильного воздуха, пропускаемого через древесину.

Изобретение относится к технике сушки, а именно к способам автоматического управления процессами сушки пищевых продуктов в аппаратах, использующих конвективный и СВЧ-энергоподвод, и может быть использовано в пищевой, химической и смежных с ними отраслях промышленности.

Изобретение относится к сушильной технике, а именно к способу сушки пастообразных материалов, и может быть использовано в химической и смежных отраслях промышленности.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к системам автоматического цифрового управления, и может быть использовано в процессе сушки сыпучих материалов.

Изобретение относится к технике сушки, а именно к способам автоматического управления процессами сушки дисперсных материалов с рециркуляцией теплоносителя в аппаратах с активной гидродинамикой и может быть использовано в пищевой, химической и смежных с ними отраслях промышленности.

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов и может быть использовано в легкой, пищевой, химической промышленности и в отраслях сельского хозяйства. .

Изобретение относится к способам определения длительности сушки продуктов, содержащих свободную и связанную влагу, и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к технике сушки, а именно к способам автоматического управления процессами сушки, и может быть использовано в пищевой, химической и смежных с ними отраслях промышленности.

Предлагаются три варианта устройств для серийной сублимационной сушки фармацевтических растворов в медицинских полых телах и три способа контролирования и/или управления серийной сублимационной сушкой фармацевтических растворов в медицинских полых телах. Устройство для серийной сублимационной сушки фармацевтических растворов в медицинских полых телах по первому варианту содержит устройство сублимационной сушки и, по меньшей мере, одну камеру (9), причем предусмотрена возможность получения с помощью, по меньшей мере, одной камеры (9) изображений, по меньшей мере, одного предназначенного для сублимационной сушки фармацевтического раствора, причем предусмотрена возможность использования изображений для управления и/или контролирования процесса сублимационной сушки, согласно изобретению, камера (9) установлена с возможностью получения изображений из внутреннего пространства (1) устройства сублимационной сушки. Устройство по второму варианту отличается от первого тем, что камера (9) установлена во внутреннем пространстве (1); по третьему варианту отличается от первого и второго тем, что оно содержит оценочное устройство, которое выполнено с возможностью осуществления оценки полученных изображений с учетом состояния сублимируемого препарата в каждый момент процесса, причем оценочное устройство на основании оценки изображений обеспечивает изменение параметров процесса сублимационной сушки. Способ контролирования и/или управления серийной сублимационной сушкой фармацевтических растворов медицинских полых телах по первому варианту при применении устройства по первому варианту заключается в том, что используют устройство для сублимационной сушки и, по меньшей мере, одну камеру (9), причем, по меньшей мере, одна камера (9) получает изображения, по меньшей мере, одного предназначенного для сублимационной сушки фармацевтического раствора, причем эти изображения используют для управления и/или контролирования процесса сублимационной сушки, отличающийся тем, что камерой (9) снимают изображения во внутреннем пространстве (1) устройства сублимационной сушки. Способ контролирования и/или управления серийной сублимационной сушкой фармацевтических растворов в медицинских полых телах по второму варианту при применении устройства по второму варианту отличается от способа по первому варианту тем, что камеру (9) устанавливают во внутреннем пространстве (1) устройства сублимационной сушки и снимают с ее помощью изображения в этом внутреннем пространстве (1). Способ контролирования и/или управления серийной сублимационной сушкой фармацевтических растворов в медицинских полых телах по третьему варианту при применении устройства по третьему варианту отличается от способа по первому и второму вариантам тем, что изображения оценивают с учетом состояния сублимируемого препарата в каждый момент процесса и на основании оценки изображений изменяют параметры процесса сублимационной сушки. 6 н. и 56 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам управления сушкой зерна и семян и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, в системе хлебопродуктов и хранения зерна и смежных отраслях промышленности. Способ управления процессом сушки зерна электроактивированным воздухом в качестве агента сушки заключается в том, что контролируют начальную и текущую влажность зерна, температуру и относительную влажность атмосферного воздуха, регулируют относительную влажность воздуха, подающегося в зерновой слой, управляют работой источника аэроионов. Работой источника аэроионов управляют по критерию минимума времени сушки зерна, выбирая один из двух режимов - с постоянной концентрацией аэроионов в агенте сушки, с циклическим изменением концентрации аэроионов в агенте сушки, который выбирают в зависимости от состояния зерна и характеристик агента сушки, при этом концентрация аэроионов не превышает 3,5·1010 м-3, а продолжительность циклов включения источника аэроионов находится в диапазоне 5-60 мин и зависит от культуры. Изобретение должно обеспечить повышение интенсивности сушки, снижение удельных энергозатрат на процесс сушки. 5 ил.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматическом управлении процессами сушки и хранения зерновых культур, в частности зерна пшеницы, семян подсолнечника, пивоваренного солода и т.д. Способ управления процессами сушки и хранения зерна предусматривает предварительный подогрев влажного зерна отработанным сушильным агентом и последующую очистку сушильного агента от легких примесей в циклоне, его осушение и охлаждение в испарителе теплонасосной установки, рабочая и резервная секция которого попеременно переключаются с режима конденсации на режим регенерации; осушение, охлаждение и разделение сушильного агента на два потока, один из которых подают на сушку через конденсатор теплового насоса в режиме замкнутого цикла с подпиткой свежим сушильным агентом, а другой - на активное вентилирование зерна в силосы; измерение расхода, температуры и влагосодержания сушильного агента перед сушкой и активным вентилированием зерна с воздействием на мощность привода компрессора по расходу, температуре и влажности зерна, подаваемого на сушку, и дополнительно характеризуется тем, что сушку зерна осуществляют в двух последовательно расположенных зонах шахтной зерносушилки и зоне охлаждения, причем для нагревания и охлаждения сушильного агента используют парокомпрессионный двухступенчатый тепловой насос, холодный сушильный агент посредством вентиляторов направляют по двум потокам, один из которых подают в конденсатор второй ступени теплового насоса, а другой - на охлаждение зерна; при этом для стабилизации температуры в I зоне зерносушилки подают смесь горячего и холодного сушильного агента, причем часть горячего сушильного агента после конденсатора II ступени отводят на размораживание секции испарителя, работающей в режиме регенерации, с возвратом на сушку перед конденсатором II ступени в режиме замкнутого цикла, во II зону зерносушилки подают горячий сушильный агент, а в зону охлаждения - холодный; по расходу зерна на входе в зерносушилку устанавливают расход сушильного агента в зонах сушки и зоне охлаждения; по температуре сушильного агента на входе во II зоне сушки корректируют мощность привода компрессора второй ступени; по температуре сушильного агента в I зоне сушки устанавливают соотношение расходов горячего и холодного сушильного агента; при отклонении коэффициента теплопередачи k на охлаждающей поверхности рабочей секции испарителя первой ступени между отработанным сушильным агентом и хладагентом от заданного интервала значений в сторону уменьшения переключают рабочую секцию с режима конденсации на режим регенерации и осуществляют регенерацию охлаждающей поверхности горячим сушильным агентом, при этом компенсируют потери сушильного агента перед сушкой путем увеличения расхода свежего сушильного агента в линии подпитки. Способ позволяет снизить энергозатраты и повысить качество высушенного зерна. 2табл., 1 ил.

Изобретение относится к способам контроля процесса сублимационного высушивания медицинских, ветеринарных и других препаратов во флаконах в камерных сублимационных установках, в которых теплоподвод осуществляется к дну флаконов, и может найти применение в медицинской, микробиологической и фармацевтической промышленности. Контроль сушки осуществляют путем измерения частоты автогенератора, в частотозадающий контур которого включены электроды емкостного датчика, контролирующие часть биопрепарата, находящуюся у его дна, а высота этой части составляет от 0,05 до 0,2 высоты биопрепарата в датчике. На этапах замораживания и сублимации по частоте автогенератора определяют величину диэлектрической проницаемости биопрепарата между электродами датчика и по ней контролируют долю жидкой фазы в замороженном биопрепарате у дна. На этапе досушивания по частоте автогенератора контролируют подвижность зарядов макромолекул высушиваемого биопрепарата, что позволяет прекратить процесс досушивания в момент времени, когда частота автогенератора пройдет через максимум и начнет убывать. Максимум частоты автогенератора соответствует минимуму подвижности зарядов макромолекул биопрепарата и его оптимальной остаточной влажности. 5 ил.

Изобретение относится к технике сушки, к способам автоматического управления процессами сушки дисперсных материалов в аппаратах, работающих в закрученном потоке с применением энергоподвода, и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и смежных с ними отраслях промышленности. Способ характеризуется тем, что сушку дисперсного материала осуществляют в цилиндроконическом сушильном аппарате, измеряют расход, влажность исходного дисперсного материала, поступающего в сушилку, влажность высушенного дисперсного материала, влагосодержание, температуру и расход теплоносителя как в осевом, так и в тангенциальном направлениях, потребляемую мощность вентиляторов, калориферов и СВЧ-излучателей, информация о ходе процесса сушки передается на микропроцессор, который по заложенному в него алгоритму исходя из условий материального и теплового балансов определяет наиболее оптимальные режимы управления, причем коррекцию режима управления процессом сушки осуществляют по трем уровням, при этом на первом уровне при отклонении текущего значения влагосодержания высушенного дисперсного материала от заданного изменяют температуру подводимого потока теплоносителя либо в осевом, либо в тангенциальном направлении, на втором уровне, если изменение температуры по первому уровню не обеспечивает требуемой влажности высушенного дисперсного материала, изменяют расход теплоносителя либо в осевом, либо в тангенциальном направлении, на третьем уровне, если воздействия на первых двух уровнях не привели к заданной влажности высушенного дисперсного материала, то изменяют мощность СВЧ-излучателей, причем оптимальные режимы управления определяются максимизацией функции коэффициента эффективности работы сушильного аппарата. Способ позволяет повысить точность и надежность управления в наиболее оптимальных диапазонах изменения режимных параметров, то есть снизить инерционность управления. 2 ил.

Изобретение относится к термической сушке тестообразных материалов, в частности осадка очистных станций. Способ содержит две ступени сушки: первую ступень сушки (2) косвенного типа, запитываемую горячей текучей средой, которая принимает осадок, обладающий сухостью Se на входе, а на выходе выдает осадок, обладающий промежуточной сухостью Si, и водяной пар, который направляется в конденсатор (8) для нагревания в нем контура текучей среды для нагревания, в частности воды, которая в свою очередь будет нагревать нагревающий газ для второй ступени сушки (6); этап (5) придания осадку формы шнуров на выходе из первого этапа; вторую ступень сушки (6) шнуров из осадка при помощи газа, который нагревается, по меньшей мере, частично теплотой, отводимой из конденсатора. На выходе из второй ступени образуется продукт, обладающий окончательной сухостью Sf; причем промежуточная сухость Si регулируется в зависимости от измеренной сухости Se на входе и желаемой сухости Sf на выходе для минимального потребления общей энергии, используемой для сушки; причем вследствие этого регулируются расход, давление и/или температура горячей текучей среды (3), запитывающей первую стадию сушки (2). Технический результат - снижение энерго- и теплопотребления. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к процессам тепловой обработки сыпучего зернового материала и может быть использовано в агропромышленном комплексе при переработке зерна в муку или крупу. Способ автоматического управления подогревом зерна включает ввод зерна в замкнутый объем электрического аппарата подогрева зерна, регулируемый электроподогрев зерна, проходящего через замкнутый объем электрического аппарата подогрева зерна, в котором поярусно расположены в шахматном порядке нагревательные элементы, выполненные в виде плоских электрообогревателей, и выгрузку зерна из зоны подогрева при достижении допустимых значений температуры зерна в замкнутом объеме электрического аппарата подогрева зерна, причем на входе зерна в замкнутый объем электрического аппарата подогрева зерна создают запас зерна с помощью бункера-накопителя и контролируют в нем перемещение потока, дополнительно измеряют температуру зерна на входе в замкнутый объем электрического аппарата подогрева зерна и на поверхности каждого плоского электрообогревателя, а выгрузку зерна из замкнутого объема электрического аппарата подогрева зерна осуществляют с учетом всех контролируемых параметров в два этапа, на первом этапе с помощью дозатора-распределителя подают зерно в выгрузной шнек, а на втором этапе выгружают зерно из выгрузного шнека после его заполнения. Техническим результатом изобретения является снижение удельных энергозатрат для подогрева зерна, уменьшение материалоемкости конструкции, повышение кпд и ее эксплуатационной надежности. 1 ил.

Изобретение относится к пищевой, фармакологической и другим отраслям промышленности и служит для определения периодов процесса сушки зернистых материалов в вакуумной сушильной установке. Способ позволит определять моменты начала периода постоянной скорости сушки и начала периода падающей скорости сушки в вакуумной сушильной установке за счет контроля динамики изменения с течением времени электрического (омического) сопротивления высушиваемой зерновой массы и затем изменять параметры сушки зернистого материала в вакуумной сушильной установке с инфракрасным нагревом. Изобретение позволит оперативно следить за изменением влажности материала посредством измерения его электрического сопротивления и регулировать технологические параметры сушки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано для сушки высоковлажных дисперсных материалов, таких, как свекловичный жом, яблочные и виноградные выжимки и т.п. Способ автоматического управления процессом сушки высоковлажных дисперсных материалов характеризуется тем, что он предусматривает сушку исходного материала в виброкипящем слое перегретым паром под разряжением с разделением отработанного перегретого пара на два потока. Дополнительно измеряют расход и влажность материала до и после сушки, амплитуду и частоту колебаний виброкипящего слоя, разряжение перегретого пара в процессе сушки, расход и температуру перегретого пара на входе в виброкипящий слой материала, расход отработанного перегретого пара, направляемого в конденсатор, расход и температуру холодной воды, расходы рабочего пара и паров хладагента, уровней конденсата в барометрической трубе и воды в парогенераторе, давления паров в парогенераторе. В результате чего определяют необходимые параметры процесса сушки. Технический результат изобретения заключается в получении готового продукта высокого качества, увеличении выхода готового продукта и снижении удельных теплоэнергетических затрат. 1 ил.
Наверх