Молочная промышленность

Контрольно-измерительные приборы и автоматика распылительной сушилки

Для управления процессом сушки и регистрации рабочих параметров установка оснащается контрольно-измерительными приборами и средствами автоматики. Система состоит из устанавливаемого по месту оборудования и программируемого логического контроллера (ПЛК) с монитором, который помещают в диспетчерской, отчасти, чтобы ПЛК находился в сухой атмосфере, но также и для того, чтобы операторы работали в помещении с пониженным уровнем шума.

Измерительные приборы современной распылительной сушилки, см. рисунок 1, должны контролировать все существенные параметры процесса, включая температуру сушильного воздуха на входе в основную камеру и в аппараты псевдоожиженного слоя, а также температуру воздуха на выходе. Все температуры регистрируются принтером, так что оператор может следить за развитием процесса или установить причину, по которой полученный порошок оказался низкого качества. Требуется также счетчик часов работы распылителя или высоконапорного насоса. Амперметр позволяет контролировать нагрузку, а по счетчику часов работы можно определить время смены масла. Если распыление выполняется форсунками, необходим манометр для контроля давления сырья. Для управления давлением в камере, которая обычно работает при разряжении 5-10 мм водяного столба, требуются преобразователи частоты для регулирования нагнетательного и вытяжного вентиляторов.

Рисунок 1 - Диспетчерская
Рисунок 1 — Диспетчерская

Ими, конечно, можно управлять вручную, но в большинстве случаев управление выполняется автоматически. Это позволяет автоматически пускать и останавливать установку.

Температуру на входе можно регулировать либо давлением пара, либо подачей мазута.

Температура на выходе обязательно должна поддерживаться автоматически, чтобы обеспечить постоянную остаточную влажность порошка. Если сырье распыляется роторным распылителем, температура на выходе регулируется изменением оборотов питающего насоса. Другая система, которая применяется не часто и только с форсуночными распылителями, состоит в поддержании постоянной температуры воздуха на выходе при постоянной скорости подачи сырья в распылитель посредством изменения температуры воздуха на входе.

Если распыление осуществляется форсунками, температура на выходе может поддерживаться постоянной путем изменения оборотов высоконапорного насоса. Это, естественно, приведет к изменению давления в форсунках и, следовательно, гранулометрического состава порошка. Однако при правильном подборе форсунок эти изменения могут быть незначительными.

Но сушильная установка это не только распылительная форсунка. Это еще и выпарной аппарат. Поскольку содержание сухого вещества в исходном молоке варьирует, а после некоторого периода работы трубы загрязняются (в них образуется микропленка отложений, изменяющая коэффициент К), производительность выпарного аппарата и выход концентрата не могут оставаться постоянными. Этому, конечно, можно противодействовать, вручную регулируя работу выпарного аппарата или распылительной сушилки, но данный процесс можно автоматизировать. Наиболее распространенное решение состоит в устранении питающих резервуаров, функции которых принимает на себя последний корпус выпарного аппарата или специальная вакуумная камера. В нагревательной камере последнего корпуса выпарного аппарата устанавливаются датчики уровня. Уровень в выпарном аппарате поддерживается изменением расхода сырья или давления острого пара в термокомпрессоре.

Разработка ПЛК привела в последние годы к созданию систем управления, привлекательных и по цене, и по эффективности регулирования. ПЛК имеет много преимуществ и при применении в традиционных, сравнительно простых системах управления, состоящих из отдельных регуляторов, каждый из которых поддерживает заданное значение определенного параметра безотносительно к другим параметрам, что может сильно повлиять на поддержание заданных значений. (см. рисунок 2).

Рисунок 2 - Структурная схема системы управления
Рисунок 2 — Структурная схема системы управления

Это означает, что квалификация оператора меньше сказывается на работе установки и, следовательно, качестве продукции, что позволяет точнее соблюдать технические условия.

ПЛК также является идеальным средством пуска и останова всей установки. Это исключает непроизводительную трату времени. Кроме того, ПЛК управляет работой клапанов и насосов в циклах безразборной мойки установки.

ПЛК значительно облегчает регистрацию данных. Для любых выбранных параметров можно рассчитывать средние значения, строить кривые истории процесса (например, с часовым интервалом) и отображать их на мониторе и на бумаге.