CN114949891A - 一种酶制剂恒温喷雾干燥系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种酶制剂恒温喷雾干燥系统，包括进料单元、喷雾干燥单元和控制单元；进料单元包括料浆储罐和料浆过滤器，料浆过滤器连接喷雾干燥单元，料浆过滤器安装有带滤渣导流部的过滤网，进料单元用于对料浆进行过滤并给喷雾干燥单元供给过滤浆料；喷雾干燥单元包括料浆喷雾干燥机用于对过滤浆料进行干燥；控制单元包括温度传感器和控制器，温度传感器设置于料浆喷雾干燥机顶端内壁上，控制器用于根据温度传感器采集的实时温度生成调节指令调节进风的温度和/或风量以使料浆喷雾干燥机内保持恒温进行干燥。本酶制剂恒温喷雾干燥系统能适应各类酶制剂料浆的连续过滤、干燥，滤网不容易堵塞，并能够自动调节保持恒温干燥，生产效率较高。

Description

一种酶制剂恒温喷雾干燥系统
技术领域
本发明属于固液分离领域，具体涉及一种酶制剂恒温喷雾干燥系统。
背景技术
工业酶制剂是一类具有生物催化功能的生化制品，目前已大规模生产的酶有近30种,大多由微生物发酵法生产。其剂型有固体酶制剂、液体酶制剂、干燥酶制剂及精制酶制剂。
现有技术中的液体酶制剂料浆喷雾干燥设备，仅仅是通过过滤网对酶制剂料浆进行过滤、然后进行喷雾干燥，然而，在料浆过滤过程中容易出现大颗粒滤渣进入喷雾干燥系统而堵塞喷枪头的情况，进而会影响酶制剂的喷雾干燥效果，不仅需要停机检修更换喷头，而且过滤器也很容易堵塞后，需要停机，进行清理，拆卸、更换过滤网、安装费时，不方便，也影响产品质量。另外，传统工业酶过滤器，需要通过料浆泵抽吸料浆进入过滤器过滤，额外消耗能源。
另外，现有的酶制剂喷雾干燥塔，在进料、进风等条件不变的情况下，找到干燥塔内温度保持相对恒定是比较容易实现的，然而，受料浆进料量、料浆含水率、进风量、塔内压力等多个因素波动影响，塔内恒温干燥温度控制较困难，因此，大多通过人工进行塔内温度调控，例如，通过调节干燥塔顶部的进风处的温度、保持进料条件的相对稳定等措施来实现塔内温度相对恒定控制，然而，多因素联合控制依然非常困难，干燥塔内干燥区域温度波动依然较大，而且，经常出现粉料酶制剂结块现象，导致干燥过程效率较低，并且产品酶制剂干粉品质也波动较大。
本发明针对以上问题提出了一种新的酶制剂恒温喷雾干燥系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业酶制剂恒温喷雾干燥系统，以解决上述背景技术中存在的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种酶制剂恒温喷雾干燥系统，包括进料单元、喷雾干燥单元和控制单元；
所述进料单元包括料浆储罐和料浆过滤器，料浆储罐连接料浆过滤器，料浆过滤器连接喷雾干燥单元，所述料浆过滤器安装有带滤渣导流部的过滤网，所述进料单元用于对料浆进行过滤并给喷雾干燥单元供给过滤浆料；
所述喷雾干燥单元包括通过管道依次连接的鼓风机、加热器、料浆喷雾干燥机、旋风分离器和引风机，所述料浆喷雾干燥机包括顶端的进风口以及底端的出粉口，所述料浆喷雾干燥机通过所述进风口接收来自所述鼓风机的经所述加热器加热的热风并用于对过滤浆料进行干燥；
所述控制单元包括温度传感器和控制器，所述温度传感器设置于所述料浆喷雾干燥机顶端内壁上，所述控制器用于根据所述温度传感器采集的实时温度生成调节指令调节所述热风的温度和/或风量以使所述料浆喷雾干燥机内保持恒温进行干燥。
优选的，所述调节指令还包括调节进料速度以使所述料浆喷雾干燥机内保持恒温进行干燥。
优选的，所述调节指令包括调节热风的温度、热风进风风量和进料速度以使所述料浆喷雾干燥机内保持恒温进行干燥。优选的，所述浆料过滤器包括由上筒体和下筒体组成的上端开口、内部中空、下端封闭的过滤器筒体、盖板、筒体固定组件、空气分布器，所述盖板密封连接所述上筒体，所述上筒体和下筒体之间安装过滤网，所述上筒体、过滤网和下筒体通过筒体固定组件进行固定连接；在过滤器筒体内壁上水平设置所述空气分布器，所述空气分布器朝向过滤网方向开设多个分布孔。
优选的，过滤网包括平板形过滤网和碟形过滤网，过滤网包括位于中央的圆形过滤部、四周的环形固定部以及滤渣导流部；
对于平板形过滤网，滤渣导流部为从所述圆形过滤部的中心向环形固定部方向延伸的横截面为劣弧的螺旋槽；
对于碟形过滤网，滤渣导流部为圆形过滤部的边缘和环形固定部之间的光面斜坡，滤渣导流部与蝶形过滤网的水平面夹角β为5-10度，蝶形过滤网以开口朝下方向设置在过滤器筒体内。
优选的，所述控制器根据所述温度传感器采集的实时温度，并结合所述进风温度上次及历史调节指令，确定下次调节指令调整的方向和幅度。
优选的，所述控制器包括通信模块、决策模块，所述通信模块接收温度传感器采集的实时温度并传输给决策模块，所述决策模块根据上次及历史调节指令，确定下次调节指令调整的方向和幅度。
优选的，还包括与控制器连接的人机交互控制单元，人机交互控制单元用于显示控制单元中的实时温度值，并提供过滤浆料供给量、热风的温度和风量的调节选项。
优选的，所述决策模块包括恒温决策算法：
1)温度传感器采集实时温度，通信模块接收并对温度数据进行诊断，去除无效数据；
2)决策模块通过最优化自回归数据处理算法获取对下次热风温度设定值的估计，消除对延时带来的误差的影响；其模型为：Ta＝Tk+(ΔT k-1+ΔT k-2)/2；其中，Ta为下次热风温度调节设定值，Tk为当前温度值，ΔT k-1和ΔT k-2分别为历史上最近两次温度设定值调节幅度变化矢量值，其计算公式为下次设定温度值减去上次设定温度值，对温度设定值进行修正。
优选的，在上筒体上端通过密封圈密封连接盖板，盖板上开设排气孔，上筒体上端侧壁设置进料口、下端侧壁设置排渣口，排渣口连接排渣管，下筒体下端侧面靠近底部设置出料口，出料口连接出料管。
优选的，空气分布器为轮辐状，包括分布盘和分布条，分布盘和分布条均为内部互相连通的管状结构，分布盘和分布条上开设多个直径为2-3mm的分布孔，空气分布器与过滤器筒体外高压空气管路密封连接，分布孔为带孔板的单向孔。
优选的，在盖板上还设置有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴和搅拌桨，搅拌装置连接小功率搅拌电机，搅拌轴深入到上筒体内；搅拌桨为板框式，设置在过滤网的上方2-5cm处；搅拌桨边框距离过滤网和上筒体内壁四周距离0.2-1cm。
优选的，空气分布器8设置在过滤网的上方和/或下方2-5cm，分布孔的开孔方向设置包括朝向上方、朝向下方、朝向过滤器筒体内壁方向和/或朝向过滤器筒体中心轴。
优选的，过滤网形状为平板形或蝶形，过滤网的网孔尺寸为20-50目，优选为30目。
优选的，盖板上排气孔处安装排气管，料浆过滤器通过排气管连通料浆储罐上端；盖板上还设置有拉手，优选拉手设置在盖板的中央，拉手为门形、环形。
优选的，上筒体的上下两端分别设置宽度为3-5cm的环状第一上接口和环状第一下接口，下筒体上端设置与第一下接口尺寸匹配的环状第二上接口，所有接口和筒体均一次成型制作而成；上筒体下端的第一下接口、过滤网与下筒体上端的第二上接口，通过筒体固定组件进行固定连接，过滤网位于第一下接口和第二上接口之间并密封连接。
优选的，还包括盖板固定组件，盖板固定组件包括上螺母、上螺栓、上固定耳、上通孔、上螺杆和上横杆，上螺母为拉环式螺母，上端为内径为5-8cm的拉环，下端为带内螺纹的外径3.5-4cm螺母，上螺母内螺纹与上螺栓的T型螺栓外螺纹匹配，上螺栓为可旋转式固定螺栓，盖板固定组件通过上螺栓可旋转卡接紧固连接盖板和上筒体；上固定耳为焊接在上筒体上端侧面上的中央带上通孔的长方形固定耳，上通孔直径为2-3cm，上固定耳长4-6cm、宽4-6cm、厚度0.5-1cm，上螺栓为T型螺栓包括带外螺纹的上螺杆和不带螺纹的上横杆，上螺杆长8-10cm、直径1-1.5cm、上横杆长3-5cm、直径1-1.5cm，上固定耳为成对对称设置、间距5-8cm的左上固定耳和右上固定耳，上横杆通过上通孔与上固定耳旋转连接，上固定耳竖向焊接在上筒体的第一上接口下方，上固定耳上端面距离第一上接口下端面1-1.5cm。
优选的，筒体固定组件包括下螺母、下螺栓、下固定耳、下通孔、下螺杆和下横杆；下螺母为拉环式螺母，上端为内径为5-8cm的拉环，下端为带内螺纹的外径3.5-4cm螺母，下螺母内螺纹与下螺栓的T型螺栓外螺纹匹配，下螺栓为可旋转式固定螺栓，筒体固定组件通过下螺栓可旋转卡接紧固连接上筒体和下筒体；下固定耳为焊接在下筒体上部侧面上的中央带下通孔的长方形下固定耳，下通孔直径为2-3cm，下固定耳长4-6cm、宽4-6cm、厚度0.5-1cm，下螺栓为T型螺栓包括带外螺纹的下螺杆和不带螺纹的下横杆，下螺杆长8-10cm、直径1-1.5cm、下横杆长3-5cm、直径1-1.5cm，下固定耳为成对对称设置、间距5-8cm的左下固定耳和右下固定耳，下横杆通过下通孔与下固定耳旋转连接，下固定耳竖向焊接在下筒体的第二上接口下方，下固定耳上端面距离第二上接口下端面1-1.5cm。
优选的，盖板与过滤器筒体的第一上接口之间设置宽度3-5cm的密封圈；密封圈材质为PVC或聚四氟乙烯。
优选的，下筒体的底部设计为倒锥体结构，下筒体底部中央设置排空口，排空口处连接排空管，排空管上设置排空阀；排空口、排空管直径为2-3cm；下筒体底部还设置可高度调节的支撑架，以便安装排空管并实现排空浆料；优先的，所述排空管连通回收管将浆料回收至料浆储罐。
优选的，盖板四周开设有至少2个盖板固定槽，对应的在上筒体的第一上接口和密封圈上对应位置分别开设上筒体固定槽和密封圈固定槽，通过盖板固定组件固定密封连接盖板与过滤器筒体；上筒体固定槽、密封圈固定槽和盖板固定槽的形状和尺寸相同。
优选的，盖板上沿周向均匀设置2-10个盖板固定槽，盖板固定槽更优选为2-8个，4-6个，3-4个；盖板固定槽形状为长方形，槽口宽2-3cm，槽口深度1-2cm。
本发明中盖板、过滤器筒体均可采用行业通用金属材质制备，例如不锈钢、铸铁等。
本发明的技术方案具有如下优点：
1、控制单元的控制器的决策模块采用恒温决策算法，通过最优化自回归数据处理获取对下次热风温度设定值的估计，通过历史上最近两次温度设定值调节幅度变化矢量值，消除对延时带来的误差的影响，对温度修订值进行修正，以达到将因进料等因素波动带来的塔内干燥温度的波动变化进行限幅处理，防止温度过度调整，用于喷雾干燥制备固体酶制剂，能够快速实现料浆喷雾干燥机顶端的进口热风温度控制在目标范围内，可实现进口热风170±2℃、塔底排风温度72±2℃下，木聚糖酶料浆产品雾化收率61％，产品品质也能够得到充分的保障。
2、空气分布器具有空气搅拌、清除过滤网滤孔堵塞的滤渣的作用，即使因为料浆粘稠，堵塞了过滤网滤孔，也不需要打开盖板进行清理、倒渣，可以开启高压空气分布器的高压空气管路，朝向过滤网方向开孔的分布孔出来的高压空气就能起到吹扫过滤网上积淀的滤渣，并引导滤渣向过滤器筒体内壁方向转移，并进入排渣口进行排渣，尤其是采用带有滤渣导流部的过滤网时，由于滤渣能够顺着过滤网的滤渣导流部在高压空气和搅拌电机的作用下，由过滤网中央向过滤器筒体内壁转移，进入排渣口进行排渣，从而起到疏通过滤网网孔、分离滤渣、提高过滤效果的作用，朝向其他方向开孔的分布孔出来的高压空气则起到空气搅拌料浆的作用，分布孔为带孔板的单向孔，可以减少过滤器筒体内的料浆进入空气分布器的管道内堵塞空气分布器，高压空气还能防止滤渣积聚在分布盘和分布条的管道内，并清理进入管道中的料浆和滤渣。由于空气分布器、过滤过滤网的联合作用，及时排渣，保证了进料单元的连续稳定进料，尽可能减小甚至消除了喷雾干燥单元的喷头堵塞引发进料量波动而导致的干燥温度波动影响，有利于产品质量。
3、过滤器筒体采用上下筒体分离的形式设计并通过可旋转卡接紧固的筒体固定组件密封连接，过滤器在过滤网破损后，可旋松下螺母后，下螺栓和下螺母可以不完全分离就能实现上筒体和下筒体的快速分离，便于快速检修，不丢螺母螺栓，安装、检修方便。盖板上设置可旋转卡接紧固的固定螺栓组件，上螺栓和上螺母也可以不分离就可以打开盖板后，便于检修，不丢零件。
4、下筒体底部设置排空口，排空口处连接排空管，一方面可以通过排空管回收排空料浆，降低物料损耗，另一方面，排空管上还可安装第二级排渣管进行排渣，由于下筒体的底部设计为倒锥体结构，过滤中可能混入下筒体内的大颗粒滤渣能够沉积在锥体底部并通过排空口排出筒体，从而进一步提升了过滤器的过滤效果，第二级排渣管及时排渣，能进一步保证进料单元的连续稳定进料，减少对喷雾干燥单元的喷头的堵塞，进一步减小甚至消除了进料量波动而引发的喷雾干燥单元的干燥温度波动影响，有利于产品质量。
5、以前酶制剂料浆过滤工段干燥每班干燥都需要每天定期停机，开启盖板清理滤渣，现在，基本不需要停机清理滤渣，实现了酶制剂料浆过滤喷雾干燥单元的连续生产，提高了生产效率，也减少了因停机滤渣清理对产品的污染，保障了产品的品质。
附图说明
通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1一种酶制剂恒温喷雾干燥系统示意图
图2为一种酶制剂料浆过滤器结构示意图
图3为图2中A处局部放大图
图4为盖板结构示意图
图5为密封圈结构示意图
图6上筒体结构示意图(左边a为俯视图，右边b为仰视图)
图7下筒体结构示意图(俯视图)
图8为平板形过滤网结构示意图
图9空气分布器结构示意图
图10为蝶形过滤网结构示意图(左边a为俯视图，右边b为左视图)
其中：
上筒体1、下筒体2、盖板3、过滤网4、密封圈5、盖板固定组件6、筒体固定组件7、空气分布器8、料浆储罐9、定位槽10、第一上接口11、第一下接口12、搅拌装置13、进料口14、进料管15、排气孔16、排气管17、进料阀18、上筒体固定槽19、出料口20、出料管21、第二上接口22、出料阀23、排渣口24、排渣管25、排渣阀26、排空口27、排空管28、排空阀29、拉手30、盖板固定槽31、第一卡槽32、第二卡槽33、固定部41、滤渣导流部42、过滤部43、密封圈固定槽51、上螺母61、上螺栓62、上固定耳63、左上固定耳64、右上固定耳65、上通孔66、上螺杆67、上横杆68、下螺母71、下螺栓72、下固定耳73、左下固定耳74、右下固定耳75、下通孔76、下螺杆77、下横杆78、分布盘81、分布条82、分布孔83、高压空气管路84、料浆回收管91、放空管92、泄压阀93、料浆过滤器100、搅拌轴131、搅拌桨132、搅拌电机133、料浆喷雾干燥机200、鼓风机201、加热器202、旋风分离器203、引风机204、控制单元300。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
图1～9为本发明的一种酶制剂恒温喷雾干燥系统及过滤器等单元设备及部件结构示意图。
如图1所示，一种酶制剂恒温喷雾干燥系统，包括20m3料浆储罐9、料浆过滤器100以及料浆喷雾干燥机200，料浆储罐9连接料浆过滤器100，料浆过滤器100连接料浆喷雾干燥机200，料浆过滤器100用于对料浆进行过滤，料浆喷雾干燥机200用于对料浆进行干燥。
如图1所示，喷雾干燥单元包括通过管道依次连接的鼓风机201、加热器202、料浆喷雾干燥机200、旋风分离器203和引风机204，料浆喷雾干燥机200包括顶端的进风口以及底端的出粉口，料浆喷雾干燥机200通过进风口接收来自所述鼓风机201的经所述加热器202加热的热风并用于对过滤浆料进行干燥；控制单元300包括温度传感器和控制器，温度传感器设置于料浆喷雾干燥机200顶端内壁上，控制器用于根据温度传感器采集的实时温度生成调节指令调节料浆喷雾干燥机200的热风的温度和/或风量以使料浆喷雾干燥机200内保持恒温进行干燥。
如图1所示，料浆储罐9顶部与料浆过滤器100顶部通过排气管17相连，排气管17的最上端横管上连通一放空管92，放空管92上设置泄压阀93以便在料浆过滤中产生的排空气体超过预设压力时自动启动对外排放，同时，平衡料浆储罐9与料浆过滤器100之间液位差产生的压力差，防止因料浆储罐9过量接收料浆导致进入料浆过滤器100过量而冒顶，过量进入料浆过滤器100的料浆可以通过排气管17返回料浆储罐9。在盖板3上开设排气孔连通排气管17，通过排气管17通过泄压阀93自动泄压，还能够保持过滤器筒体内料浆平稳进料，并保持过滤器内压力平稳。
如图1所示，料浆过滤器100下筒体底部设计为倒锥体结构，在底部中央设置排空口，排空口处连接排空管28，排空管28上连通料浆回收管91将过滤器检修中需要排空的料浆回收至料浆储罐9，另一方面，排空管上还可安装第二级排渣管进行排渣，这样就可以将混入下筒体2的大颗粒滤渣能够沉积在锥体底部并通过排空口经第二级排渣管排出筒体，从而进一步提升了过滤器的过滤效果，第二级排渣管及时排渣，能进一步保证进料单元的连续稳定进料。
图2为一种酶制剂料浆过滤器结构示意图，图3为图2中A处局部放大图。如图2和3所示，浆料过滤器100包括盖板3(直径0.3～0.6m，厚度0.5-1cm)和上端开口、内部中空、下端封闭的过滤器筒体(直径0.3～0.6m，高0.5-1m，过滤器筒体壁厚0.5-1cm),过滤器筒体由上筒体1(高0.3-0.5m)和下筒体2(高0.2-0.5m)构成并通过筒体固定组件7连接，过滤器筒体侧壁上从上端到下端依次开设有进料口14、排渣口24和出料口20，过滤器筒体内部横向固定安装有用于过滤料浆的过滤网4，在过滤器筒体内壁上横向设置空气分布器(图2中未标画)，空气分布器上朝向过滤网方向开设多个分布孔。
如图2所示，过滤器还包括盖板固定组件6，通过盖板固定组件6可旋转卡接紧固连接盖板3和上筒体1。如图2和3所示，盖板固定组件6连接盖板3和上筒体1，盖板固定组件6包括上螺母61、上螺栓62、固定耳63、通孔66、螺杆67和横杆68；上螺母61为拉环式螺母，上端为内径为5-8cm的拉环，下端为带内螺纹的外径3.5-4cm螺母，上螺母61内螺纹与上螺栓62的T型螺栓外螺纹匹配，上螺栓62为可旋转卡接式固定螺栓，固定耳63为焊接在上筒体1上端侧面上的中央带通孔66的长方形固定耳，通孔66直径为2-3cm，固定耳63长4-6cm、宽4-6cm、厚度0.5-1cm，上螺栓62为T型螺栓包括带外螺纹的螺杆67和不带螺纹的横杆68，螺杆67长8-10cm、直径1-1.5cm、横杆68长3-5cm、直径1-1.5cm，固定耳63为成对对称设置、间距5-8cm的左固定耳64和右固定耳65，横杆68通过通孔66与固定耳63旋转连接，固定耳63竖向焊接在上筒体1的第一上接口11下方，固定耳63上端面距离第一上接口11下端面1-1.5cm。
如图2所示，在本实施例中，上筒体1和下筒体2通过筒体固定组件7可旋转卡接紧固连接的。筒体固定组件7包括下螺母71、下螺栓72、下固定耳73、下通孔66、下螺杆67和下横杆68；下螺母61为拉环式螺母，上端为内径为5-8cm的拉环，下端为带内螺纹的外径3.5-4cm螺母，下螺母61内螺纹与下螺栓62的T型螺栓外螺纹匹配，下螺栓62为可旋转卡接式固定螺栓，下固定耳63为焊接在下筒体1上端侧面上的中央带下通孔66的长方形固定耳，下通孔66直径为2-3cm，下固定耳63长4-6cm、宽4-6cm、厚度0.5-1cm，下螺栓62为T型螺栓包括带外螺纹的下螺杆67和不带螺纹的下横杆68，下螺杆67长8-10cm、直径1-1.5cm、下横杆68长3-5cm、直径1-1.5cm，下固定耳63为成对对称设置、间距5-8cm的左下固定耳64和右下固定耳65，下横杆68通过下通孔66与下固定耳63旋转连接，下固定耳63竖向焊接在下筒体1的第二上接口22下方，下固定耳63上端面距离第二上接口22下端面1-1.5cm。
图4和图5分别显示盖板和密封圈的俯视图。如图4和5所示，在盖板3的中央设置一门形拉手30，盖板3与过滤器筒体的第一上接口11之间设置宽度3-5cm的密封圈5；密封圈材质为PVC或聚四氟乙烯。盖板3四周对称开设有4个盖板固定槽31，对应的在上筒体1的第一上接口11和密封圈5上对应位置分别开设上筒体固定槽19和密封圈固定槽51，通过盖板固定组件6固定密封连接盖板3与过滤器上筒体1；上筒体固定槽19、密封圈固定槽51和盖板固定槽31的形状和尺寸相同；盖板固定槽31形状为长方形，槽口宽2-3cm，槽口深度1-2cm。
如图2所示，在料浆过滤器的盖板3上还设置有立式搅拌装置13，搅拌装置13包括搅拌轴131和搅拌桨132，搅拌装置13连接小功率搅拌电机133(功率0.55kw，搅拌转速60转/分钟)，搅拌轴131深入到上筒体1内；搅拌桨132为板框式，设置在过滤网4的上方2-5cm处；搅拌桨132边框距离过滤网4和上筒体内壁四周距离0.2-1cm，优选为0.3cm，确保搅拌基本能把过滤器筒体内都能搅拌到。
图6上筒体结构示意图，其中左图a为俯视图，右图b为仰视图。图7为下筒体2俯视图。如图6所示，上筒体1的上下两端分别设置2对环状第一上接口11和环状第一下接口12，如图7所示，下筒体2上端对称设置与第一下接口12尺寸匹配的环状第二上接口22，所有接口和过滤器筒体均一次成型制作而成。
如图6所示，上筒体1的上下两端分别设置2对宽度为3-5cm的环状第一上接口11和环状第一下接口12，优选为宽度为5cm，第一上接口11和第一下接口12沿圆周分别对称开设上筒体固定槽19和第一卡槽32。如图7所示，下筒体2上端对称设置与第一下接口12尺寸匹配的环状第二上接口22，参照第一下接口12上的第一卡槽32的尺寸和形状，在第二上接口22圆周相应位置对称开设第一卡槽33，所有接口和相应筒体均一次成型制作而成。在本实施例中，第一卡槽32和第二卡槽33的形状为长方形，槽口宽2-3cm，槽口深度1-2cm。
在本实施例中，过滤网4为平板形过滤网。如图8所示，过滤网的网孔尺寸为20-50目。优选为20目。过滤网4为平板形过滤网，过滤网4包括位于中央的圆形过滤部43、四周的环形固定部41以及中间的滤渣导流部42；滤渣导流部42为从圆形过滤部43的中心向环形固定部41方向延伸的横截面为劣弧的螺旋槽，弧度为3-5度，槽宽为0.5cm，螺旋的旋转方向为顺时针方向。通过固定部将上筒体1和下筒体2分开。顺时针方向的劣弧的螺旋槽式的滤渣导流部42设计，在顺时针方向搅拌料浆时，能够更加快速引导滤渣顺着滤渣导流部42向筒体内壁转移并经排渣口排渣，从而确保过滤顺利。
在本实施例中，过滤网4为整体成型过滤网结构，具体为，首先，在一块厚度为0.25-0.3cm的不锈钢薄板画圆，圆直径以下筒体的第二上接口的环形外径为准，切割圆，并在圆的边缘对称开设定位槽10，形状为长方形，槽口宽2-3cm，槽口深度1-2cm，形成圆形胚料；第二步，以圆形胚料圆心为中心以过滤器筒体的内径为准画内圆线，在内圆线内通过平板型模具对着圆形胚料冲压制成一个以圆心为中心的、上端面带有劣弧的螺旋槽的圆形平板形过滤网的胚料；第三步，制作平板形过滤网，在胚料上的内圆线内除劣弧的螺旋槽之外的平面上开网孔，例如，过滤器筒体的内直径为0.5m时，选择内圆最大直径为0.49-0.5m，20-50目网孔，优选为30目，从而制备出平板形过滤网。
如图2、6、7和8所示，上筒体1下端的第一下接口12、过滤4与下筒体2上端的第二上接口22，通过筒体固定组件7进行可旋转卡接紧固连接，过滤网4位于第一下接口12和第二上接口22之间并通过过滤网的固定部固定连接，为确保连接顺利，过滤网4边缘的定位槽10设置参考第一卡槽32和第二卡槽33的形状也设为长方形，并保持尺寸相同或相近，例如，槽口宽2-3cm，槽口深度1-2cm。
图9为酶制剂料浆过滤器部件空气分布器的结构示意图。如图9所示，空气分布器8垂直安装在下筒体2内壁上，位于在过滤网4下方。如图9所示，空气分布器8为轮辐状，包括分布盘81和分布条82，分布盘81和分布条82均为内部互相连通的管状结构，本实施例，采用十字型轮辐，也可根据生产需要采用其他形式轮辐状设计。分布盘81和分布条82上开设多个直径为2-3mm的分布孔83，空气分布器8与过滤器筒体外高压空气管路84密封连接，分布孔83为带孔板的单向孔并朝向过滤网4方向设置。当没有安装立式搅拌装置13时，空气分布器8就安装在过滤网4的上方2-5cm处，分布孔83设置为向上方方向、向过滤器筒体内壁方向、向过滤器筒体中心轴或向下方方向开孔。定期打开高压空气管路84，朝向过滤网4方向开孔的分布孔83出来的高压空气不仅能起到吹扫过滤网4上积淀的滤渣，并引导滤渣顺着滤渣导流部42向筒体内壁转移并经排渣口排渣，从而起到疏通过滤网网孔、分离滤渣、提高过滤效果的作用，朝向其他方向开孔的分布孔83出来的高压空气则起到空气搅拌料浆的作用，高压空气还能防止滤渣积聚在分布盘和分布条的管道内。
在本实施例中，酶制剂恒温喷雾干燥系统，还包括与控制器连接的人机交互控制单元，人机交互控制单元用于显示控制单元中的实时温度值，并提供过滤浆料供给量、进口热风的温度和风量的调节选项。酶制剂恒温喷雾干燥系统的控制单元300的控制器包括通信模块、决策模块，通信模块接收温度传感器采集的料浆喷雾干燥机200顶端内壁处的热风的实时温度并传输给决策模块，决策模块根据上次及历史调节指令，确定下次调节指令调整的方向和幅度。
对于酶制剂恒温喷雾干燥系统，由于料浆从料浆喷雾干燥机200顶端进入进行喷雾干燥，雾化料浆从顶端向塔底移动过程中吸收热风热量，脱水、干燥成粉体，因此，料浆喷雾干燥机200塔内从顶端到塔底，干燥系统的恒温干燥的目标是干燥机200内温度分布达到一个相对恒定的状态，干燥机200内空间各层的温度在塔高度上是变化的，但空间各层的温度在时间上追求恒定不变或者波动尽可能小，以保证干燥工艺的相对稳定。
在本实施例中，酶制剂恒温喷雾干燥系统的目标干燥恒温控制为调节鼓风机引入至料浆喷雾干燥机200顶端的热风温度控制在目标范围内，即顶端进风口热风170±3℃、塔底排风温度72±3℃下，产品雾化收率55％以上，控制器决策模块采用恒温决策算法进行指令调节：
首先，温度传感器定期(每隔1-5分钟，优选为间隔1-2分钟)采集料浆喷雾干燥机200顶端内壁处的实时温度，通信模块接收并对温度数据进行诊断，去除无效数据。
第二步，决策模块通过最优化自回归数据处理算法获取对下次热风温度设定值的估计，消除对延时带来的误差的影响，其模型为：Ta＝Tk+(ΔTk-1+ΔTk-2)/2；其中，Ta为下次热风温度调节设定值，Tk为当前温度值，ΔTk-1和ΔTk-2分别为历史上最近两次温度设定值调节幅度变化矢量值，其计算公式为下次设定温度值减去上次设定温度值，对温度设定值进行修正。
在正式开始干燥操作前，先开启喷雾干燥单元的鼓风机201、加热器202、料浆喷雾干燥机200、旋风分离器203和引风机204，升高料浆喷雾干燥机200温度至目标干燥温度Ts(例如进风口热风170±3℃)，待系统稳定后，启动进料单元，料浆过滤，过滤浆料进入料浆喷雾干燥机200顶端内壁处的喷头进行雾化喷雾，在热风气流下，雾化过滤浆料瞬间干燥、脱水，生产干粉，从料浆喷雾干燥机200底部排出。由于常温的过滤浆料进入料浆喷雾干燥机200吸收热量，导致塔内温度波动下降，为保持恒温下干燥，需要调节料浆喷雾干燥机200塔顶热风温度。
根据决策模型：Ta＝Tk+(ΔTk-1+ΔTk-2)/2，由于首次和第2次没有前期历史数据，因此，在本实施例中，在开始第一次进行模型决策前，以浆料干燥目标温度Ts调节温度设定值，并在开始进料干燥后记录实际干燥温度与浆料干燥目标温度Ts的偏差ΔT作为模型最初的输入ΔT1和ΔT2，以启动模型。
第3次：实际干燥温度T3，计算下次热风温度调节设定值Ta，计算公式：Ta＝T3+(ΔT2+ΔT1)/2；根据第3次调节幅度为(ΔT1+ΔT2)/2。
由于控制器用于调节的指令所根据的是实时温度和包含历史决策和运行信息的预设温度的波动区间增大或减小趋势信息，确定料浆喷雾干燥机200顶端的进口热风温度调节方向和调节幅度，生成的调节指令能够将下次调节的幅度变化控制在较小的范围内，从而保证了料浆喷雾干燥机200内的相对恒温干燥运行。
控制单元的控制器的决策模块采用恒温决策算法，通过最优化自回归数据处理获取对下次热风温度设定值的估计，通过历史上最近两次温度设定值调节幅度变化矢量值，消除对延时带来的误差的影响，对温度修订值进行修正，其意义为，如果发现温度设定值变大，而实际温度未发生变化，则增加一个正的修正值；如温度设定值变小，则往温度上加一个付的修正量，以达到将因进料等因素波动带来的塔内干燥温度的波动变化进行限幅处理，防止温度过度调整。
酶制剂恒温喷雾干燥系统运行流程：来自料浆储罐9的木聚糖酶料浆自其底部连接的进料管15经进料口14进入料浆过滤器100的过滤器筒体中，在立式搅拌装置13的小功率搅拌电机133(功率0.55kw，搅拌转速60转/分钟)电机搅拌下，经过平板式过滤网4过滤掉滤渣后，过滤液进入过滤筒体下部，并经出料口20、出料管21流出，进入料浆喷雾干燥机200进行料浆喷雾干燥制备产品酶制剂粉料。滤渣从排渣口24经排渣管25排出筒体。
生产中，可以根据料浆过滤液流量情况，定期开启排渣管25上的排渣阀26进行定期排渣，不用停机排空料浆后再进行排渣，生产效率大幅提升；也可根据过滤液流量变化判断过滤网堵塞情况，及时启动空气分布器8，通入高压空气对过滤网上的滤渣进行吹扫。检修周期由每天每班必停机排渣、检修，调整为不停机排渣，每月检修一次，过滤网使用寿命也大幅提升。
为了保持生产中料浆喷雾干燥机200内的木聚糖酶恒温干燥，酶制剂恒温喷雾干燥系统控制器决策模块采用恒温决策算法进行指令调节，确保塔内干燥区域在料浆喷雾干燥机200顶端内壁处进口热风170±3℃、塔底排风温度72±3℃下相对稳定的控制温度下进行干燥。温度传感器定期(料浆喷雾干燥机200顶端内壁处每隔1-5分钟)采集的实时温度，通信模块接收并对温度数据进行诊断，去除无效数据，决策模块通过最优化自回归数据处理算法获取对下次热风温度设定值的估计，消除对延时带来的误差的影响，并根据预测模型结合最近两次温度设定值调节幅度变化矢量值，对下次热风温度设定值进行修正后，生成调节指令，由通信模块下达喷雾干燥单元的鼓风机201、加热器202，酶制剂恒温喷雾干燥系统的恒温控制目标能通过模型5次(间隔2分钟采集调控一次)调节就能快速顺利达成温度调控目标，从而调节料浆喷雾干燥机200顶端的进口热风温度控制在目标范围内，即进口热风170±3℃、塔底排风温度72±3℃下，产品雾化收率58％。
将处理后的温度调整量与实测温度设定值之和，作为新的温度设定值进行目标干燥温度控制，由于进料、进风、干燥、出料都是一个连续运行动态系统中进行，因此，历史上最近两次温度设定值调节幅度变化矢量值和当前实测温度能够包含连续运行动态系统的各种变量的变化趋势，因此，能够根据本恒温决策算法确定的下次热风温度设定值，通过通信模块发送给喷雾干燥单元执行，就能够实现喷雾干燥单元的恒温干燥。采用本发明的算法进行干燥温度的调控，可以避免传统的干燥通过进料量、进风量、进风温度、进料温度、进料含水率等多因素联调带来的温度波动较大，恒温干燥目标难以快速达成的问题，因此，本实施例的干燥效果较好，产品品质好。
实施例2
图10是本实施例中用于木聚糖酶恒温干燥系统中进料单元所使用的另一种过滤网结构示意图(左边a为俯视图，右边b为左视图)。
与实施例1不同的是，在本实施例中，过滤网采用蝶形过滤网。如图10所示，碟形过滤网包括位于中央的圆形过滤部43、四周的环形固定部41以及两者之间的滤渣导流部42。滤渣导流部42是通过蝶形模具压制成型，是圆形过滤部43的边缘和环形固定部41之间的光面结构斜坡，滤渣导流部42与蝶形过滤网的水平面夹角β为5-10度，蝶形过滤网4以开口朝下方向设置在过滤器筒体内，优选设置在上筒体1和下筒体2之间。蝶形过滤网，圆形过滤部直径为过滤器筒体的内径的85％，固定部宽度为5cm。
与实施例1中图8中的平板形过滤网制备类似，本实施例中所使用的图10的蝶形过滤网也是选择在一块厚度为0.25-0.3cm的不锈钢薄板上制作，选择蝶形模具压制成蝶状，然后在中央的平台上进行开20-50目网孔，优选为30目，形成圆形过滤部43。例如，过滤器筒体的内直径为0.5m时，选择滤渣导流部42的底面直径为0.49-0.5m，蝶形过滤网4边缘的定位槽10设置参考第一卡槽32和第二卡槽33的形状也设为长方形，并保持尺寸相同或相近，例如，槽口宽2-3cm，槽口深度1-2cm。从而制备出平板形过滤网。
在本实施例中，由于采用了蝶形过滤网，木聚糖酶料浆进入过滤器筒体后，滤渣在搅拌下，能够顺着蝶形过滤网的光面斜坡滤渣导流部，相对于平板形过滤网更快速地向筒体内壁积聚，并经排渣口排出筒体，过滤效果和排渣效果更好，因此，本实施例中，木聚糖酶酶制剂恒温喷雾干燥系统的恒温控制效果通过模型4次(间隔2分钟采集调控一次)调节就能快速顺利达成温度调控目标，调节料浆喷雾干燥机200顶端的进口热风温度控制在目标范围内，即进口热风170±2℃、塔底排风温度72±2℃下，而且产品雾化收率61％，产品品质也能够得到充分的保障。
对比实施例1
与实施例1不同的是，采用传统的不带任何滤渣导流功能的平面过滤网，采用单筒体过滤器设计，过滤网网孔为30目，未设置空气分布器进行过滤网堵塞清理，并通过人工进行木聚糖酶酶制剂恒温喷雾干燥系统的干燥塔的温度调控，结果发现，过滤器容易堵塞，每天每班组至少需要停机清理过滤器一次，木聚糖酶恒温干燥无法实现连续生产，温度控制波动大，进口热风170±6℃、塔底排风温度72±6℃下，工艺波动大，产品雾化收率52％，木聚糖酶产品品质也无法得到保障，产品结块严重。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种酶制剂恒温喷雾干燥系统，其特征在于,包括进料单元、喷雾干燥单元和控制单元(300)；
所述进料单元包括料浆储罐(9)和料浆过滤器(100)，料浆储罐(9)连接料浆过滤器(100)，料浆过滤器(100)连接喷雾干燥单元，所述料浆过滤器(100)安装有带滤渣导流部的过滤网(4)，所述进料单元用于对料浆进行过滤并给喷雾干燥单元供给过滤浆料；
所述喷雾干燥单元包括通过管道依次连接的鼓风机(201)、加热器(202)、料浆喷雾干燥机(200)、旋风分离器(203)和引风机(204)，所述料浆喷雾干燥机(200)包括顶端的进风口以及底端的出粉口，所述料浆喷雾干燥机(200)通过所述进风口接收来自所述鼓风机(201)的经所述加热器(202)加热的热风并用于对过滤浆料进行干燥；
所述控制单元(300)包括温度传感器和控制器，所述温度传感器设置于所述料浆喷雾干燥机(200)顶端内壁上，所述控制器用于根据所述温度传感器采集的实时温度生成调节指令调节所述热风的温度和/或风量以使所述料浆喷雾干燥机(200)内保持恒温进行干燥。
2.根据权利要求1所述的酶制剂恒温喷雾干燥系统，其特征在于，所述浆料过滤器(100)还包括由上筒体(1)和下筒体(2)组成的上端开口、内部中空、下端封闭的过滤器筒体、盖板(3)、筒体固定组件(7)、空气分布器(8)，所述盖板(3)密封连接所述上筒体(1)，所述上筒体(1)和下筒体(2)之间安装过滤网(4)，所述上筒体(1)、过滤网(4)和下筒体(2)通过筒体固定组件(7)进行固定连接；在过滤器筒体内壁上水平设置所述空气分布器(8)，所述空气分布器(8)朝向过滤网方向开设多个分布孔(83)。
3.根据权利要求1所述的酶制剂恒温喷雾干燥系统，其特征在于，所述过滤网(4)包括平板形过滤网和碟形过滤网，所述过滤网(4)包括位于中央的圆形过滤部(43)、四周的环形固定部(41)以及滤渣导流部(42)；
对于平板形过滤网，所述滤渣导流部(42)为从所述圆形过滤部(43)的中心向环形固定部(41)方向延伸的横截面为劣弧的螺旋槽；
对于碟形过滤网，所述滤渣导流部(42)为所述圆形过滤部(43)的边缘和所述环形固定部(41)之间的光面斜坡，所述滤渣导流部(42)与蝶形过滤网的水平面夹角β为5-10度，蝶形过滤网以开口朝下方向设置在过滤器筒体内。
4.根据权利要求1所述的酶制剂恒温喷雾干燥系统，其特征在于,所述控制器包括通信模块、决策模块，所述通信模块接收温度传感器采集的实时温度并传输给决策模块，所述决策模块根据上次及历史调节指令，确定下次调节指令调整的方向和幅度。
5.根据权利要求1或4所述的酶制剂恒温喷雾干燥系统，其特征在于,还包括与控制器连接的人机交互控制单元，人机交互控制单元用于显示控制单元中的实时温度值，并提供过滤浆料供给量、热风的温度和风量的调节选项。
6.根据权利要求4所述的酶制剂恒温喷雾干燥系统，其特征在于,决策模块包括恒温决策算法：
1)温度传感器采集实时温度，通信模块接收并对温度数据进行诊断，去除无效数据；
2)决策模块通过最优化自回归数据处理算法获取对下次热风温度设定值的估计，消除对延时带来的误差的影响；其模型为：Ta＝Tk+(ΔTk-1+ΔTk-2)/2；其中，Ta为下次热风温度调节设定值，Tk为当前温度值，ΔTk-1和ΔTk-2分别为历史上最近两次温度设定值调节幅度变化矢量值，其计算公式为下次设定温度值减去上次设定温度值，对温度设定值进行修正。
7.根据权利要求1所述的酶制剂恒温喷雾干燥系统，其特征在于,空气分布器(8)为轮辐状，包括分布盘(81)和分布条(82)，分布盘(81)和分布条(82)均为内部互相连通的管状结构，分布盘(81)和分布条(82)上开设多个直径为2-3mm的分布孔(83)，空气分布器(8)与过滤器筒体外高压空气管路(84)密封连接，分布孔(83)为带孔板的单向孔。
8.根据权利要求1所述的酶制剂恒温喷雾干燥系统，其特征在于,空气分布器(8)设置在过滤网(4)的上方和/或下方2-5cm，分布孔(83)的开孔方向设置包括朝向上方、朝向下方、朝向过滤器筒体内壁方向和/或朝向过滤器筒体中心轴。
9.权利要求2所述的酶制剂恒温喷雾干燥系统，其特征在于,上筒体(1)的上下两端分别设置宽度为3-5cm的环状第一上接口(11)和环状第一下接口(12)，下筒体(2)上端设置与第一下接口(12)尺寸匹配的环状第二上接口(22)，上筒体(1)下端的第一下接口(12)、过滤网(4)与下筒体(2)上端的第二上接口(22)通过筒体固定组件(7)进行固定连接，过滤网(4)位于第一下接口(12)和第二上接口(22)之间并通过密封连接。
10.根据权利要求2所述的酶制剂恒温喷雾干燥系统，其特征在于,还包括盖板固定组件(6)，所述盖板固定组件(6)包括上螺母(61)、上螺栓(62)、上固定耳(63)、上通孔(66)、上螺杆(67)和上横杆(68)，所述上螺母(61)为拉环式螺母，所述上螺栓(62)为可旋转式固定螺栓，所述盖板固定组件(6)通过上螺栓(62)可旋转卡接紧固连接所述盖板(3)和所述上筒体(1)；
所述筒体固定组件(7)包括：下螺母(71)、下螺栓(72)、下固定耳(73)、下通孔(76)、下螺杆(77)和下横杆(78)；所述下螺母(71)为拉环式螺母，所述下螺栓(72)为可旋转式固定螺栓，所述筒体固定组件(7)通过下螺栓(72)可旋转卡接紧固连接所述上筒体(1)和下筒体(1)。
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