CN110686467B - 一种制药菌渣干化动态自调系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种制药菌渣干化动态自调系统及控制方法，包括：上料输送单元、TSP主机功率调节单元、固气分离单元、回料输送单元、出料控制单元、湿度检测单元。所述上料输送单元根据物料湿度控制上料速度；所述TSP主机功率调节单元根据上料速度、物料湿度及悬浮颗粒浓度调节主机功率；所述固气分离单元根据物料悬浮颗粒浓度控制分离速度；所述回料输送单元根据固气分离速度调节输送速度；所述出料控制单元根据物料湿度控制出料机出料速度；所述湿度检测单元通过湿度传感器实时检测湿度。本发明可控制循环干化物料悬浮颗粒浓度，避免了悬浮物因浓度过高产生粘壁、结疤或因浓度过低浪费能耗等现象，提高了菌渣干化效率，降低了主机运行功耗。

Description

一种制药菌渣干化动态自调系统及控制方法

技术领域

本发明涉及制药菌渣干化技术领域，特别是一种制药菌渣干化动态自调系统及控制方法。

背景技术

菌渣干化是将生物制药产生的药渣进行干燥以减少水分的含量，便于运输、存储或加以再利用。由于菌渣温度高、湿度和粘稠度大，处理有很大的难度。其关键点是干燥工艺、设备的选择。根据所用的热源不同，常用的菌渣干燥工艺有四种，旋转直烧炉、蒸汽烘缸、导热油炉、生物发酵降解法。目前刚出现了VSEP-TSP(vibrate spin extrudepressure)深度干燥处理技术的新型工艺，与传统干燥工艺不同，无需外界热源，通过固气分离多次循环工艺实现对菌渣的干化。其效率很高，脱水率理想，但是目前自动化程度较低，没有能在生产流程里提取控制工艺参数，系统无法实现自身的动态调节，过多的依赖操作人员的人工判断和操作，人员工作强度大，对经验和责任心要求较高。

发明内容

本发明的目的是研发制药菌渣干化控制算法及控制方法。通过实时检测TSP(total suspended particulate的缩写，以下简称TSP)主机形成的菌渣颗粒悬浮物的浓度，及时调节TSP主机频率，避免悬浮物浓度过高，产生粘壁和结疤等情况，或浓度过低浪费能耗现象发生，通过实验确定主机控制算法，提高干化效率，降低主机运行功耗。控制系统针对不同的菌渣采取不同的工艺，准确的采集系统运行关键工位的湿度、设备运行状态等多方面数据，结合人工判断，最终确定运行的经验参数，形成运行系统的控制方法，实现系统自动化运行，降低人力成本。

本发明通过以下技术方案实现：一种制药菌渣干化动态自调系统，包括：上料输送单元、TSP主机功率调节单元、固气分离单元、回料输送单元、出料控制单元、湿度检测单元。所述湿度检测单元通过湿度传感器实时检测物料湿度，所述上料输送单元根据所述湿度检测单元检测的物料湿度数值控制上料速度，所述TSP主机功率调节单元根据所述湿度检测单元检测的湿度以及所述上料输送单元的上料速度调节TSP主机功率，物料由所述上料输送单元输送至TPS主机室，经所述TSP主机功率调节单元悬浮颗粒化并进入所述固气分离单元，通过检测固气分离单元中物料悬浮颗粒的湿度选择性进入回料输送单元或出料控制单元，回料输送单元将返回的物料重新送回上料输送单元。

在某些实施例中，当物料湿度大时，所述上料输送单元输送少量物料至TSP主机，TSP主机电流达到最大电流280A时，悬浮颗粒浓度最小。随着物料湿度的减小，上料输送单元输送物料速度增大，悬浮颗粒浓度也逐渐增大，所述上料输送单元的输送速度与物料湿度成非线性反比关系。

在某些实施例中，所述TSP主机功率调节单元，根据物料湿度和物料悬浮颗粒浓度，控制所述上料输送单元的输送速度，从而调节TSP主机功率调节单元的主机功率，使主机电流小于等于280A。

在某些实施例中，所述固气分离单元根据物料悬浮颗粒浓度，通过控制所述固气分离单元内旋风螺旋和布袋螺旋的输送速度来分离较重和较轻的物料悬浮颗粒。

在某些实施例中，所述回料输送单元根据固气分离单元的布料螺旋和旋风螺旋的速度调节回料速度，两者呈非线性关系。

在某些实施例中，当物料湿度小于等于20％时，所述出料控制单元触发出料机出料。

在某些实施例中，所述湿度检测单元通过湿度传感器实时采集湿度数据从而实时检测物料的湿度，判断物料干化情况。

在某些实施例中，一种制药菌渣干化控制方法包括以下步骤：

第一步，TSP干化运行：上电后，依次自动开启上料仓、出料斗提机、主螺旋、布袋螺旋、旋风螺旋，将物料三通放置在中间仓位置并开启回料螺旋。

第二步，TSP主机开启：检测出料斗提机、主螺旋、布袋螺旋、旋风螺旋运行信号正常，开启TSP主机。

第三步，自动上料：启动TSP主机后，开启上料皮带机将经压滤机压榨后的物料输送至上料仓，并按精准比例加入药剂。

第四步，TSP循环干化：自动上料完成后，自动启动上料输送机，把上料仓内的物料输送至TSP主机内，进行悬浮颗粒干化。经固气分离后，较重的颗粒经旋风螺旋进入主螺旋，较轻的颗粒物料进入布袋收尘，经布袋螺旋进入主螺旋，尾气被引风机排入尾气系统进行处理。其余物料经出料斗提进入中间仓。依次循环运行直至物料湿度小于等于20％，干化完成。

干化过程中：物料湿度大于80％时，TSP主机电流达到最大280A，物料悬浮颗粒浓度控制在30g/m³,含氧量控制在6％以下；物料湿度在80％至50％范围内，TSP主机电流达到最大250A，物料悬浮颗粒浓度控制在40g/m³,含氧量控制在5％以下；物料湿度在50％至20％范围内，TSP主机电流达到最大220A，物料悬浮颗粒浓度控制在50g/m³,含氧量控制在4％以下。

第五步，上料仓补料：物料在TSP循环干化过程中，以中间仓作为物料中间存储仓，保证循环干化系统中的物料数量。TSP循环干化系统开始，中间仓自动开启并关闭上料仓，对上料仓进行补料。

第六步，成品出料：干化后的物料，控制物料三通关闭回料输送打开出料阀门，自动启动出料机将干化的物料输送至成品仓。

第七步，保护设计。当TSP主机发生故障，或者操作员点击主画面中主机的急停按钮时，自动停止上料仓、中间仓及上料皮带机。

本发明的有益效果是：本控制系统根据TSP主机内菌渣干化颗粒悬浮物浓度，控制上料量，使干化效果达到最佳；通过检测物料的湿度调节TSP主机功率，减少了干化时间；建立TSP主机专用算法及系统循环运行控制方法实现设备的全自动化控制，减少运行成本，提高运行效率。

附图说明

图1是本发明动态自调控制图。

图2是本发明控制方法流程图。

图3是本发明干化工艺框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解为此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限制于本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例提供一种制药菌渣干化动态自调系统，包括：上料输送单元、TSP主机功率调节单元、固气分离单元、回料输送单元、出料控制单元、湿度检测单元。

本实施例中，当物料湿度大时，所述上料输送单元输送少量物料至TSP主机，TSP主机电流达到最大电流280A时，悬浮颗粒浓度最小。随着物料湿度的减小，上料输送单元输送物料速度增大，悬浮颗粒浓度也逐渐增大，所述上料输送单元的输送速度与物料湿度成非线性反比关系。

本实施例中，所述TSP主机功率调节单元根据物料湿度和物料悬浮颗粒浓度，控制所述上料输送单元的输送速度，从而调节TSP主机功率调节单元的主机功率，使主机电流小于等于280A。

本实施例中，所述固气分离单元根据物料悬浮颗粒浓度，通过控制所述固气分离单元内旋风螺旋和布袋螺旋的输送速度来分离较重和较轻的物料悬浮颗粒。

本实施例中，所述回料输送单元根据固气分离单元的布料螺旋和旋风螺旋的速度调节回料速度，两者呈非线性关系。

本实施例中，当物料湿度小于等于20％时，所述出料控制单元触发出料机出料。

本实施例中，所述湿度检测单元通过湿度传感器实时采集湿度数据从而实时检测物料的湿度，判断物料干化情况。

如图2和图3所示，本实施例提供的一种制药菌渣干化控制方法，包括以下步骤：

第一步，TSP干化运行：上电后，依次自动开启上料仓、出料斗提机、主螺旋、布袋螺旋、旋风螺旋，将物料三通放置在中间仓位置并开启回料螺旋。

第二步，TSP主机开启：检测出料斗提机、主螺旋、布袋螺旋、旋风螺旋运行信号正常，开启TSP主机。

第三步，自动上料：启动TSP主机后，开启上料皮带机将压滤机压榨后的物料输送至上料仓，并按精准比例加入药剂。

第四步，TSP循环干化：自动上料完成后，自动启动上料输送机，把上料仓内的物料输送至TSP主机内，进行悬浮颗粒干化。经固气分化控制后，较重的颗粒经旋风螺旋进入主螺旋，较轻的颗粒物料进入布袋收尘，经布袋螺旋进入主螺旋，尾气被引风机排入尾气系统进行处理。其余物料经出料斗提进入中间仓。依次循环运行直至物料湿度小于等于20％，干化完成。

干化过程中：物料湿度大于80％时，TSP主机电流达到最大280A，物料悬浮颗粒浓度控制在30g/m³,含氧量控制在6％以下；物料湿度在80％至50％范围内，TSP主机电流达到最大250A，物料悬浮颗粒浓度控制在40g/m³,含氧量控制在5％以下；物料湿度在50％至20％范围内，TSP主机电流达到最大220A，物料悬浮颗粒浓度控制在50g/m³,含氧量控制在4％以下。

第五步，上料仓补料：物料在TSP循环干化过程中，以中间仓作为物料中间存储仓，保证循环干化系统中的物料数量。TSP循环干化系统开始，中间仓自动开启并关闭上料仓，对上料仓进行补料。

第六步，成品出料：干化后的物料，控制物料三通关闭回料输送打开出料阀门，自动启动出料机将干化的物料输送至成品仓。

第七步，保护设计：当TSP主机发生故障，或者操作员点击主画面中主机的急停按钮时，自动停止上料仓、中间仓及上料皮带机。

Claims (8)

1.一种制药菌渣干化动态自调系统，包括：上料输送单元、TSP主机功率调节单元、固气分离单元、回料输送单元、出料控制单元、湿度检测单元；所述湿度检测单元通过湿度传感器实时检测物料湿度，所述上料输送单元根据所述湿度检测单元检测的物料湿度数值控制上料速度，所述TSP主机功率调节单元根据所述湿度检测单元检测的湿度以及所述上料输送单元的上料速度调节TSP主机功率，物料由所述上料输送单元输送至TPS主机室，经所述TSP主机功率调节单元悬浮颗粒化并进入所述固气分离单元，通过检测固气分离单元中物料悬浮颗粒的湿度选择性进入回料输送单元或出料控制单元，回料输送单元将返回的物料重新送回上料输送单元。

2.根据权利要求1所述的制药菌渣干化动态自调系统，其特征在于所述的上料输送单元包括上料皮带机、上料仓、中间仓，上料皮带机架构在上料仓左上方，保证物料能够从上料皮带仓进入上料仓，中间仓位于上料仓右侧，当物料湿度大时，上料输送单元输送少量物料至TSP主机，TSP主机电流达到最大电流280A时，悬浮颗粒浓度最小；随着物料湿度的减小，上料输送单元输送物料速度增大，悬浮颗粒浓度也逐渐增大，所述上料输送单元的输送速度与物料湿度成非线性反比关系。

3.根据权利要求1所述的制药菌渣干化动态自调系统，其特征在于所述的TSP主机功率调节单元根据物料湿度和物料悬浮颗粒浓度，控制所述上料输送单元的输送速度，从而调节TSP主机功率调节单元的主机功率，使主机电流小于等于280A。

4.根据权利要求1所述的制药菌渣干化动态自调系统，其特征在于所述的固气分离单元包括主螺旋、旋风螺旋、布袋螺旋，主螺旋垂直摆放，旋风螺旋和布袋螺旋均水平摆放，且分别位于主螺旋的右上方和右下方，根据检测固气分离单元中物料悬浮颗粒浓度来控制所述固气分离单元内旋风螺旋和布袋螺旋的输送速度从而分离出较重和较轻的物料悬浮颗粒。

5.根据权利要求1所述的制药菌渣干化动态自调系统，其特征在于所述的回料输送单元包含回料螺旋，回料螺旋架构在上料输送单元和出料控制单元之间，根据所述固气分离单元的布料螺旋和旋风螺旋的速度调节回料速度，两者呈非线性关系。

6.根据权利要求5所述的制药菌渣干化动态自调系统，其特征在于所述的出料控制单元包括出料斗提机、物料三通、出料机、成品仓，所述出料控制单元根据物料湿度控制出料斗提机出料速度，当物料湿度小于等于20%时，触发出料机出料；

所述物料三通包括回料输送阀门、出料阀门和备用阀门；出料斗提机位于回料输送单元右侧，物料三通位于出料斗提机上方的出料口位置，出料机位于出料斗提机左侧，其中，回料输送阀门与所述回料螺旋连接，出料阀门与出料机连接，成品仓位于出料机最右侧位置，保证从出料机输送的物料能够顺利进入成品仓。

7.根据权利要求1所述的制药菌渣干化动态自调系统，其特征在于所述的湿度检测单元，通过湿度传感器实时采集湿度数据从而实时检测物料的湿度，判断物料干化情况。

8.一种制药菌渣干化控制方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，TSP干化运行：上电后，依次自动开启上料仓、出料斗提机、主螺旋、布袋螺旋、旋风螺旋，将物料三通放置在中间仓位置并开启回料螺旋；

第二步，TSP主机开启：检测出料斗提机、主螺旋、布袋螺旋、旋风螺旋运行信号正常，开启TSP主机；

第三步，自动上料：启动TSP主机后，开启上料皮带机将经压滤机压榨后的物料输送至上料仓，并按精准比例加入药剂；

第四步，TSP循环干化：自动上料完成后，自动启动上料输送机，把上料仓内的物料输送至TSP主机内，进行悬浮颗粒干化；经固气分离后，较重的颗粒经旋风螺旋进入主螺旋，较轻的颗粒物料进入布袋收尘，经布袋螺旋进入主螺旋，尾气被引风机排入尾气系统进行处理；主螺旋内收集的物料继续输送，经过出料斗提进入中间仓；依次循环运行直至物料湿度小于等于20%，干化完成；

干化过程中：物料湿度大于80%时，TSP主机电流达到最大280A，物料悬浮颗粒浓度控制在30g/m³,含氧量控制在6%以下；物料湿度在80%至50%范围内，TSP主机电流达到最大250A，物料悬浮颗粒浓度控制在40g/m³,含氧量控制在5%以下；物料湿度在50%至20%范围内，TSP主机电流达到最大220A，物料悬浮颗粒浓度控制在50g/m³,含氧量控制在4%以下；

第五步，上料仓补料：物料在TSP循环干化过程中，以中间仓作为物料中间存储仓，保证循环干化系统中的物料数量；TSP循环干化系统开始，中间仓自动开启并关闭上料仓，对上料仓进行补料；

第六步，成品出料：干化后的物料，控制物料三通关闭回料输送阀门并打开出料阀门，自动启动出料机将干化的物料输送至成品仓；

第七步，保护设计：当TSP主机发生故障，或者操作员点击主画面中主机的急停按钮时，自动停止上料仓、中间仓及上料皮带机。

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