RU2640848C2 - Method of particulates wet-heat treatment automated operation using variable combined convective-microwave power supply - Google Patents

Method of particulates wet-heat treatment automated operation using variable combined convective-microwave power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2640848C2
RU2640848C2 RU2016120689A RU2016120689A RU2640848C2 RU 2640848 C2 RU2640848 C2 RU 2640848C2 RU 2016120689 A RU2016120689 A RU 2016120689A RU 2016120689 A RU2016120689 A RU 2016120689A RU 2640848 C2 RU2640848 C2 RU 2640848C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
drying
flow rate
product
coolant
Prior art date
Application number
RU2016120689A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016120689A (en
Inventor
Геннадий Владиславович Калашников
Евгений Викторович Литвинов
Алена Евгеньевна Родионова
Светлана Александровна Рябикова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ").
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ").
Priority to RU2016120689A priority Critical patent/RU2640848C2/en
Publication of RU2016120689A publication Critical patent/RU2016120689A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2640848C2 publication Critical patent/RU2640848C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: invention relates to the technique of wet-heat treatment of materials, namely to methods for automatically controlling the wet-heat treatment of particulates in devices using a variable combined convective-microwave power supply, and can be used in food, chemical and related industries.EFFECT: use of the invention will improve the accuracy and reliability of controlling the wet-heat treatment of particulates while reducing the specific energy consumption and improving the quality of the finished product.1 dwg

Description

Изобретение относится к технике влаготепловой обработки материалов, а именно к способам автоматического управления влаготепловой обработкой дисперсных материалов в аппаратах, использующих переменный комбинированный конвективно-СВЧ энергоподвод, и может быть использовано в пищевой, химической и смежных с ними отраслях промышленности. The invention relates to techniques for the thermal and thermal treatment of materials, and in particular to methods for automatically controlling the thermal and thermal treatment of dispersed materials in apparatuses using an alternating combined convective microwave energy supply, and can be used in food, chemical, and related industries.

Известен способ автоматического управления процессом сушки пищевых продуктов в ленточной сушилке с использованием конвективного и СВЧ-энергоподвода [пат. РФ 2444689, МПК F26 В 25/22. Cпособ автоматического управления процессом сушки пищевых продуктов в ленточной сушилке с использованием конвективного и СВЧ-энергоподвода [текст] / С.Т. Антипов, Д.А. Казарцев, А.В. Журавлев, Т.В. Калинина, И.С. Юрова, А.Б. Емельянов; патентообладатель ГОУВПО Воронежская государственная технологическая академия. – № 2010135851/06; заявл. 26.08.2010; опубл. 10.03. 2012], который предусматривает измерение расхода, температуры и влажности исходного материала, поступающего в сушилку, расхода, температуры и влажности высушенного материала, влагосодержания, температуры и расхода сушильного агента до и после сушки, потребляемой мощности вентилятора, магнетронов и калорифера. При этом регулирование технологических параметров процесса сушки осуществляют по трем зонам, для чего информация с датчиков подается на микропроцессор, который по заложенному в него алгоритму в зависимости от расхода исходного материала и его температуры в первой зоне; температуры, расхода и влажности сушильного агента во второй зоне; влагосодержания, температуры сушильного агента в третьей зоне и скорости движения ленты транспортера устанавливает задание на температурный режим и режим подачи сушильного агента на входе в сушилку посредством исполнительных механизмов магнетронов, калорифера и вентилятора, информация с которых подается на микропроцессор, который осуществляет коррекцию режимов процесса сушки по трем зонам, каждая из которых состоит из нескольких уровней: первая зона состоит из двух уровней: на первом уровне воздействуют на мощность СВЧ-излучения, если изменение мощности СВЧ-излучения не обеспечивает заданную температуру материала, воздействуют на скорость подачи исходного материала; вторая зона состоит из трех уровней: на первом уровне воздействуют на мощность СВЧ-излучения, на втором уровне, если изменение мощности СВЧ-излучения не обеспечивает требуемого влагосодержания отходящего сушильного агента, воздействуют на напряжение в сети питания нагревательных элементов калорифера, на третьем уровне изменяют расход сушильного агента; третья зона состоит из двух уровней: на первом уровне воздействуют на мощность СВЧ-излучения, на втором уровне, если изменение мощности СВЧ-излучения не обеспечивает требуемого влагосодержания отходящего сушильного агента, воздействуют на скорость движения транспортерной ленты с высушиваемым материалом, при этом коррекцию режимов процесса сушки во второй и третьей зонах на всех уровнях осуществляют с учетом температуры сушильного агента на выходе из сушильной камеры.A known method of automatically controlling the drying process of food products in a belt dryer using convective and microwave energy supply [US Pat. RF 2444689, IPC F26 B 25/22. Method for automatic control of the drying process of food products in a belt dryer using convective and microwave energy supply [text] / S.T. Antipov, D.A. Kazartsev, A.V. Zhuravlev, T.V. Kalinina, I.S. Yurova, A.B. Emelyanov; patent holder GOUVPO Voronezh State Technological Academy. - No. 2010135851/06; declared 08/26/2010; publ. 10.03. 2012], which provides for measuring the flow rate, temperature and humidity of the starting material entering the dryer, flow rate, temperature and humidity of the dried material, moisture content, temperature and flow rate of the drying agent before and after drying, power consumption of the fan, magnetrons and air heater. At the same time, the technological parameters of the drying process are regulated in three zones, for which information from the sensors is fed to the microprocessor, which, according to the algorithm laid down in it, depends on the consumption of the source material and its temperature in the first zone; temperature, flow and humidity of the drying agent in the second zone; moisture content, temperature of the drying agent in the third zone and the speed of the conveyor belt sets the task for the temperature regime and feeding mode of the drying agent at the inlet of the dryer by means of magnetron actuators, air heater and fan, the information from which is fed to the microprocessor, which corrects the drying process modes by three zones, each of which consists of several levels: the first zone consists of two levels: at the first level they affect the power of microwave radiation, eu and changing the power of the microwave radiation does not provide a predetermined temperature of the material, affect the starting material feed rate; the second zone consists of three levels: at the first level they affect the power of microwave radiation, at the second level, if the change in the power of microwave radiation does not provide the required moisture content of the exhaust drying agent, they affect the voltage in the power supply of the heating elements of the heater, at the third level they change the flow a drying agent; the third zone consists of two levels: at the first level they affect the power of microwave radiation, at the second level, if the change in the power of microwave radiation does not provide the required moisture content of the outgoing drying agent, they affect the speed of the conveyor belt with the material to be dried, and the process modes are corrected drying in the second and third zones at all levels is carried out taking into account the temperature of the drying agent at the outlet of the drying chamber.

Недостатками данного способа являются нерациональное использование энергетического потенциала и высокая инерционность системы автоматического управления.The disadvantages of this method are the irrational use of energy potential and the high inertia of the automatic control system.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ автоматического управления комбинированным варочно-сушильным процессом обработки сыпучего продукта [пат. РФ 2113132, МПК A23L 1/10, G05D 27/00. Способ автоматического управления комбинированным варочно-сушильным процессом обработки сыпучего продукта [текст] / Г.В. Калашников, А.А. Шевцов, А.Г. Тисленко; патентообладатель ГОУВПО Воронежская государственная технологическая академия. – № 96124201/13; заявл. 24.12.1996; опубл. 20.06. 1998], который предусматривает изменение подачи теплоносителя и жидкости, измерение влагосодержания исходного, перед варкой продукта, сваренного и готового продукта после сушки, расхода исходного продукта, температуры продукта перед варкой, в процессе варки и сушки, теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта при варке и сушке, давления распыливания жидкости, перепад давлений теплоносителя, расхода теплоносителя после варки на основе измерения скорости потока теплоносителя, давления и расхода охлаждающей жидкости, подаваемой в теплообменник, а также осуществляется корректирование текущего значения влагосодержания продукта при варке и сушке по расходу и температуре теплоносителя перед и после сушки продукта, корректируют расход распыливаемой жидкости по количеству сконденсированного пара, влагосодержанию сваренного продукта и перепаду давлений теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта, расход готового продукта после сушки определяют по расходу исходного перед варкой продукта и влагосодержанию исходного и готового продукта соответственно перед варкой и после сушки, дополнительно осуществляют подпитку паром теплоносителя, подаваемого на сушку, и измеряют расход и температуру пара, при этом свежий пар добавляют по количеству сконденсированного пара на варке, определяемому по расходам теплоносителя перед и после варки.The closest in technical essence and the achieved effect is a method for automatically controlling the combined cooking and drying process for processing bulk product [US Pat. RF 2113132, IPC A23L 1/10, G05D 27/00. The method of automatic control of a combined cooking-drying process for processing bulk product [text] / G.V. Kalashnikov, A.A. Shevtsov, A.G. Tislenko; patent holder GOUVPO Voronezh State Technological Academy. - No. 96124201/13; declared 12/24/1996; publ. 06/20. 1998], which provides for changing the flow of coolant and liquid, measuring the moisture content of the starting material, before cooking the product, cooked and finished product after drying, consumption of the starting product, temperature of the product before cooking, during cooking and drying, the coolant at the inlet and outlet of the product layer at cooking and drying, liquid atomization pressure, differential pressure of the coolant, flow rate after cooking based on the measurement of the flow rate of the coolant, pressure and flow rate of the coolant supplied to the heat the exchanger, as well as adjusting the current value of the moisture content of the product during cooking and drying according to the flow rate and temperature of the coolant before and after drying the product, adjust the flow rate of the sprayed liquid by the amount of condensed steam, the moisture content of the welded product and the pressure drop of the coolant at the inlet and outlet of the product layer, flow rate the finished product after drying is determined by the consumption of the starting material before cooking and the moisture content of the starting and finished product, respectively, before cooking after drying, further comprising feeding the coolant steam supplied to the drying and measuring the flow rate and temperature of the steam, the fresh steam is added by the number of condensed steam on the cooked, defined by coolant flow before and after cooking.

Известный способ автоматического управления комбинированным варочно-сушильным процессом обработки сыпучего продукта имеет следующие недостатки: низкая точность и надежность управления влаготепловой обработкой дисперсных материалов в связи с большой инерционностью используемого оборудования, повышенные удельные энергозатраты и невысокое качество готовой продукции вследствие использования только конвективного способа сушки.The known method for automatic control of the combined cooking-drying process for processing bulk product has the following disadvantages: low accuracy and reliability of controlling the heat and heat treatment of dispersed materials due to the high inertia of the equipment used, increased specific energy consumption and low quality of the finished product due to the use of only the convective drying method.

Технической задачей изобретения является повышение точности и надежности управления влаготепловой обработкой дисперсных материалов при одновременном снижении удельных энергозатрат и повышении качества готовой продукции.An object of the invention is to improve the accuracy and reliability of the control of thermal and moisture treatment of dispersed materials while reducing specific energy consumption and improving the quality of finished products.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в способе автоматического управления влаготепловой обработкой дисперсных материалов с использованием переменного комбинированного конвективно-СВЧ энергоподвода, предусматривающем изменение подачи теплоносителя, жидкости, мощности СВЧ–излучения и продукта, измерение расхода, влажности и температуры исходного сырья, расхода, влажности и температуры продукта до и после увлажнения в виде гидротермической обработки (ГТО) при насыщении его жидкостью, расхода, влажности и температуры высушенного продукта, давления распыливания жидкости, влагосодержания, температуры и расхода теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта до и после сушки, скорости движения транспортирующего рабочего органа, потребляемой мощности вентилятора, магнетронов и калорифера, новым является то, что предусматривают измерение температуры теплоносителя контура рециркуляции и сырья до и после секции подогрева, расхода теплоносителя в секции подогрева сырья, температуры и расхода жидкости при гидротермической обработке (ГТО) продукта, расхода, влажности и температуры продукта после конвективной сушки, температуры и расхода теплоносителя для подогрева жидкости при ГТО, осуществляют корректирование текущего значения температуры исходного сырья при его предварительном подогреве по расходу и температуре теплоносителя, отработанного после конвективной сушки из рециркуляционного контура, и расходу исходного сырья, корректируют температуру распыливаемой жидкости на основе изменения расхода и температуры теплоносителя, отработанного после начальной СВЧ–сушки, расход жидкости на основе давления распыливания с учетом температуры и влажности продукта после начальной СВЧ–сушки, расход теплоносителя, отработанного после начальной СВЧ–сушки, для СВЧ–досушивания продукта на основе изменения влажности и температуры продукта до и после СВЧ–досушивания, мощности магнетронов СВЧ–досушивания с учетом влажности продукта на СВЧ–досушивании, а также подвод теплоты за счет сушильного агента при конвективном теплоподводе и электромагнитного излучения при СВЧ энергоподводе для сушки материала осуществляют с учетом кинетических закономерностей влагоиспарения на основе кривых конвективной сушки и СВЧ–сушки, при этом осуществляют коррекцию режима управления процессом влагоиспарения при конвективной, начальной СВЧ–сушке и окончательном СВЧ–досушивании на шести уровнях: на первом уровне при отклонении текущего значения температуры подогретого сырья от заданного воздействуют на расход подводимого потока теплоносителя; на втором уровне при отклонении текущего значения влажности продукта, высушенного в процессе конвективной сушки, от заданного воздействуют на расход подводимого потока теплоносителя за счет изменения скорости вентилятора; на третьем уровне, если изменение расхода подводимого потока теплоносителя выходит за заданный диапазон изменения и не обеспечивает требуемой влажности высушенного продукта, воздействуют на температуру подводимого потока теплоносителя за счет изменения мощности ТЭНов калорифера; на четвертом уровне, если изменение температуры потока теплоносителя выходит за заданный диапазон изменения и не обеспечивает требуемой влажности высушенного продукта, воздействуют на напряжение в сети питания магнетронов; на пятом уровне, если напряжение в сети питания магнетронов выходит за заданный диапазон изменения и не обеспечивает требуемой влажности высушенного продукта, воздействуют на частоту вращения вала электродвигателя привода рабочих секций и изменение линейной скорости движения транспортирующего рабочего органа конвейера и, следовательно, продолжительность сушки; а также на шестом уровне, если частота вращения вала электродвигателя привода рабочих секций выходит за заданный диапазон изменения и не обеспечивает требуемой влажности высушенного продукта, воздействуют на расход исходного сырья в дозаторе.The object of the invention is achieved by the fact that in a method for automatically controlling the heat and moisture treatment of dispersed materials using an alternating combined convective microwave energy supply, which involves changing the flow of heat carrier, liquid, power of microwave radiation and product, measuring the flow rate, humidity and temperature of the feedstock, flow rate, humidity and temperature of the product before and after wetting in the form of hydrothermal treatment (TRP) when saturated with liquid, flow rate, humidity and the temperature of the dried product, the pressure of atomization of the liquid, moisture content, the temperature and flow rate of the coolant at the inlet and outlet of the product layer before and after drying, the speed of the transporting working body, the power consumption of the fan, magnetrons and air heater, new is that they include measuring the temperature of the coolant circuit of recirculation and raw materials before and after the heating section, the coolant flow rate in the section for heating raw materials, temperature and liquid flow rate during hydrothermal treatment (GTO) the duct, flow rate, humidity and temperature of the product after convective drying, temperature and flow rate of the coolant for heating the liquid during the TRP, the current temperature of the feedstock is adjusted when it is preheated according to the flow rate and temperature of the coolant worked out after convective drying from the recirculation loop, and the flow rate of the feed raw materials, adjust the temperature of the sprayed liquid based on changes in flow rate and temperature of the coolant spent after the initial microwave drying, liquid flow rate based on atomization pressure, taking into account the temperature and humidity of the product after the initial microwave drying, the flow rate of coolant spent after the initial microwave drying, for microwave drying of the product based on changes in humidity and temperature of the product before and after microwave drying, the power of microwave magnetrons –Drying out taking into account the moisture content of the product at microwave drying, as well as supplying heat due to the drying agent with convective heat supply and electromagnetic radiation during microwave energy supply for drying the material, based on the curves of convective drying and microwave drying, taking into account the kinetic laws of moisture evaporation, the control mode of the moisture evaporation process during convective, initial microwave drying and final microwave drying is adjusted at six levels: at the first level, when the current temperature value of the heated raw material deviates from a given effect on the flow rate of the input coolant flow; at the second level, when the current humidity value of the product dried during convective drying deviates from the set value, it affects the flow rate of the supplied coolant flow by changing the fan speed; at the third level, if the change in the flow rate of the supplied coolant flow is outside the specified range of change and does not provide the required moisture content of the dried product, they affect the temperature of the supplied coolant flow by changing the power of the heater heater; at the fourth level, if the change in temperature of the coolant flow is outside the specified range of change and does not provide the required moisture content of the dried product, they affect the voltage in the magnetron power supply network; at the fifth level, if the voltage in the magnetron power supply network is outside the specified range of variation and does not provide the required moisture content of the dried product, they affect the rotational speed of the shaft of the electric drive of the drive of the working sections and the change in the linear speed of the conveyor working body of the conveyor and, therefore, the duration of drying; and also at the sixth level, if the rotational speed of the shaft of the electric drive of the drive of the working sections is outside the specified range of change and does not provide the required moisture content of the dried product, they affect the flow of feedstock in the dispenser.

Информация подается на микропроцессор, который по заданному алгоритму в зависимости от количества влаги, содержащейся в исходном сырье и конечном продукте, на основе влажности исходного сырья, высушенного после конвективной сушки, СВЧ–сушки и обработанного при увлажнении продукта, а также досушенного готового продукта после СВЧ–досушивания, устанавливает задание на температурный режим, осуществляет изменение массовой доли подаваемой жидкости, теплоносителя, дисперсного материала, мощности СВЧ–излучения, скорости движения транспортирующего рабочего органа, и затем, посредством исполнительных механизмов вентилятора, магнетрона, калорифера, теплообменника подогрева жидкости и электропривода транспортирующего рабочего органа, для достижения материалом заданной температуры и влажности, осуществляет изменение массовой доли теплоты за счет сушильного агента, электромагнитной энергии магнетрона, распыливаемой жидкости форсунок, а также линейной скорости перемещения продукта и, как следствие, продолжительности влаготепловой обработки дисперсного материала.The information is supplied to the microprocessor, which according to a predetermined algorithm, depending on the amount of moisture contained in the feedstock and the final product, based on the moisture content of the feedstock, dried after convective drying, microwave drying and processed by moistening the product, as well as the dried finished product after microwave –Drying, sets the task to the temperature regime, changes the mass fraction of the supplied liquid, coolant, dispersed material, microwave power, transport speed a working body, and then, by means of actuators of a fan, magnetron, air heater, heat exchanger, heating fluid and an electric drive of a transporting working body, to achieve a given temperature and humidity, the material changes the mass fraction of heat due to a drying agent, electromagnetic energy of a magnetron, atomized liquid nozzles , as well as the linear velocity of the product and, as a consequence, the duration of the thermal treatment of the dispersed material.

При этом для СВЧ–досушивания увлажненного продукта микропроцессор устанавливает задание на изменение массовой доли теплоты и электромагнитной энергии на основе расхода сушильного агента рециркуляционного контура, поступающего в СВЧ–секцию, и мощности магнетронов на СВЧ–сушке, а также изменение линейной скорости движения транспортирующего рабочего органа и продолжительности перемещения продукта.In this case, for microwave drying of the moistened product, the microprocessor sets the task for changing the mass fraction of heat and electromagnetic energy based on the consumption of the drying agent of the recirculation loop entering the microwave section and the power of the magnetrons on the microwave drying, as well as changing the linear speed of the transporting working body and duration of product movement.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности и надежности управления влаготепловой обработкой дисперсных материалов вследствие снижения инерционности управления при одновременном снижении удельных энергозатрат на осуществление производства и повышении качества готовой продукции. The technical result of the invention is to improve the accuracy and reliability of the control of the thermal and thermal treatment of dispersed materials due to a decrease in the control inertia while reducing the specific energy consumption for production and improving the quality of the finished product.

Информация с датчиков, измеряющих расход (G) и температуру (T) исходного сырья , расход (G), влажность (W) и температуру (T) подогретого сырья перед конвективной сушкой, расход (G) теплоносителя для подогрева исходного сырья; расход (G), влажность (W) и температуру (T) высушенного после конвективной сушки продукта, направляемого на начальную СВЧ–сушку, влажность (W, W), температуру (T, T) и расходы (G, G) теплоносителя до и после конвективной сушки, температуру (T3НС, T3КС) и расходы (G3НС, G3КС) теплоносителя до и после начальной СВЧ–сушки, температуру (T) продукта и мощности (NС) магнетронов в процессе СВЧ–сушки, расход (G1КС), влажность (W1КС) и температуру (T1КС) высушенного после начальной СВЧ–сушки продукта, направляемого на увлажнение в виде гидротермической обработки (ГТО), а также температуру (T), давление (P) распыла и расход (G) жидкости (водного раствора) перед гидротермической обработкой продукта, линейной скорости движения транспортирующего рабочего органа с продуктом с учетом частоты вращения ведомого или выходного вала электропривода рабочих секций, расход (G), влажность (W) и температуру (T) продукта перед его СВЧ–досушиванием, температуру (T) продукта и мощности (NСД) магнетронов в процессе СВЧ–досушивания, расходы (G3НД, G3КД) теплоносителя до и после процесса СВЧ–досушивания, расход (G1), влажность (W1) и температуру (T1) готового продукта, подается на микропроцессор, который устанавливает задание на температурный режим в секциях влаготепловой обработки, режим подачи теплоносителя на входе в секции процессов конвективной и СВЧ–сушки, перемещения продукта по секциям, а также промежуточного увлажнения продукта.Information from sensors measuring the flow rate (G ) and temperature (T ) of the feedstock, flow rate (G ), humidity (W ) and temperature (T ) of heated raw materials before convective drying, flow rate (G ) of the heat carrier for heating feedstock; consumption (G 1K ), humidity (W 1K ) and temperature (T 1K ) of the product dried after convective drying, sent to the initial microwave drying, humidity (W 3H , W 3K ), temperature (T 3H , T 3K ) and costs ( G , G ) coolant before and after convective drying, temperature (T 3НС , T 3КС ) and costs (G 3НС , G 3КС ) coolant before and after the initial microwave drying, temperature (T ) of the product and power (N С ) magnetrons during microwave drying, flow (G 1KS), humidity (W 1KS) and the temperature (T 1KS) of the dried product after the initial microwave drying directed to a moisturizing idrotermicheskoy processing (TRP) and temperature (T 2H), pressure (P 2H) atomization and the flow rate (G 2H), liquid (aqueous solution) prior to the hydrothermal treatment of the product, the linear speed of movement of the conveying working member with product, taking into account the rotational speed of the driven or the output shaft of the electric drive of the working sections, flow rate (G 1G ), humidity (W 1G ) and temperature (T 1G ) of the product before its microwave drying, temperature (T 1D ) of the product and power (N SD ) of magnetrons in the process of microwave drying, costs (G 3ND, G 3KD) coolant before and after n otsessa microwave dryness, the flow rate (G 1), humidity (W 1) and the temperature (T 1) of the finished product, is fed to the microprocessor which sets the job to the temperature regime in the sections vlagoteplovoj processing, supply coolant inlet section processes mode convective and Microwave drying, moving the product in sections, as well as intermediate wetting of the product.

Информация с датчиков, измеряющих расход, влажность и температуру исходного сырья на входе процессов конвективной и СВЧ–сушки, расход, влажность и температуру высушенного продукта, влагосодержание, температуру и расход теплоносителя до и после сушки, а также температуру, давление распыла и расход водного раствора в секции гидротермической обработки, подается на микропроцессор, который устанавливает задание на температурный режим в секциях влаготепловой обработки, режим подачи теплоносителя на входе в секции процессов конвективной и СВЧ–сушки, а также гидротермической обработки продукта.Information from sensors measuring the flow rate, humidity and temperature of the feedstock at the inlet of convective and microwave drying processes, flow rate, humidity and temperature of the dried product, moisture content, temperature and flow rate of the coolant before and after drying, as well as temperature, spray pressure and flow rate of the aqueous solution in the hydrothermal treatment section, it is supplied to the microprocessor, which sets the task for the temperature regime in the heat and heat treatment sections, the coolant supply mode at the entrance to the convection and RF drying, and the product of the hydrothermal treatment.

Изобретение позволяет интенсифицировать процессы сушки и обработки водным раствором и снизить энергозатраты, материальные затраты, повысить качество высушенного материала, а также точность и надежность управления.The invention allows to intensify the processes of drying and processing with an aqueous solution and to reduce energy costs, material costs, improve the quality of the dried material, as well as the accuracy and reliability of control.

На фиг.1 представлена схема линии для предлагаемого способа автоматического управления влаготепловой обработкой дисперсных материалов с использованием переменного комбинированного конвективно–СВЧ энергоподвода.Figure 1 presents the line diagram for the proposed method for the automatic control of the thermal and thermal treatment of dispersed materials using an alternating combined convective-microwave energy supply.

Линия содержит контрольные поверхности секций: секцию 1 загрузки; секцию 2 предварительного подогрева сырья; секцию 3 конвективной сушки; секцию 4 гидротермической обработки (ГТО), расположенную между секциями 5 и 6 СВЧ–сушки, соответственно начальной и досушивания продукта; калорифер 7; вентиляторы 8 подачи теплоносителя на конвективную сушку и СВЧ–досушивание; магнетроны 9, которые являются источниками СВЧ–энергии; насос 10 подачи жидкости для увлажнения; теплообменник 11 для подогрева жидкости в линии подачи водного раствора; транспортер 12 с секциями, датчики 13 и 14 температуры соответственно исходного сырья и подогретого продукта; датчики 15 и 16 температуры соответственно теплоносителя на входе в секцию конвективной сушки и отработанного теплоносителя на выходе данной секции; датчик 17 температуры продукта на выходе из секции конвективной сушки; датчик 18 температуры продукта на начальной СВЧ–сушке; датчик 19 температуры атмосферного воздуха; датчик 20 температуры продукта на выходе из секции начальной СВЧ–сушки; датчик 21 температуры жидкости на входе в секцию обработки водным раствором; датчик 22 температуры продукта на входе в секцию СВЧ–досушивания; датчик 23 температуры продукта процесса СВЧ–досушивания; датчик 24 температуры продукта на выходе из секции СВЧ–досушивания; датчик 25 температуры отработанного теплоносителя; датчик 26 давления распыла водного раствора; датчик 27 расхода исходного сырья перед секцией подогрева; датчик 28 расхода подогретого сырья перед конвективной сушкой; датчики 29, 30 расходов теплоносителя на входе и выходе в секцию конвективной сушки; датчик 31 расхода теплоносителя идущего на подогрев исходного сырья; датчик 32 расхода атмосферного воздуха; датчик 33 расхода продукта перед секцией начальной СВЧ–сушки; датчик 34 потребляемой мощности магнетронов секции начальной СВЧ–сушки; датчик 35 расхода продукта на выходе из секции СВЧ–сушки; датчик 36 расхода жидкости секции увлажнения; датчик 37 расхода продукта перед секцией СВЧ–досушивания; датчик 38 расхода готового продукта; датчик 39 расхода отработанного теплоносителя; датчики 40 и 41 соответственно расхода сушильного агента на входе и выходе секции СВЧ–досушивания; датчик 42 потребляемой мощности магнетронов секции СВЧ–досушивания; датчики 43-49 влажности; датчик 50 линейной скорости движения конвейера; исполнительные механизмы 51-64; (а, б, в, г, д, е, ж, з, и, к, л, м, н, о, п, р, с, т, у, ф, х, ц, ч, ш, щ, ы, э, ю, я, а1, а2, а3, а4, а5, а6, а7, а8, а9 - входные каналы управления; d, i, g, j, h, f, k, l, q, r, s, v, w, z - выходные каналы управления); микропроцессор 65.The line contains the control surfaces of the sections: loading section 1; section 2 preheating of raw materials; convection drying section 3; section 4 hydrothermal treatment (TRP), located between sections 5 and 6 of the microwave drying, respectively, the initial and drying of the product; air heater 7; fans 8 supply coolant for convective drying and microwave drying; magnetrons 9, which are sources of microwave energy; humidification fluid supply pump 10; a heat exchanger 11 for heating a liquid in an aqueous solution supply line; a conveyor 12 with sections, temperature sensors 13 and 14, respectively, of the feedstock and the heated product; temperature sensors 15 and 16, respectively, of the coolant at the inlet to the convection drying section and the spent coolant at the outlet of this section; a product temperature sensor 17 at the outlet of the convective drying section; temperature sensor 18 of the product at the initial microwave drying; air temperature sensor 19; a temperature sensor 20 of the product at the outlet of the initial microwave drying section; a liquid temperature sensor 21 at the inlet to the aqueous solution treatment section; a temperature sensor 22 of the product at the inlet to the microwave drying section; a sensor 23 of the temperature of the product of the microwave drying process; a sensor 24 of the product temperature at the outlet of the microwave drying section; the sensor 25 temperature of the waste fluid; an aqueous solution spray pressure sensor 26; a sensor 27 of the flow of feedstock before the heating section; sensor 28 of the flow of heated raw materials before convective drying; sensors 29, 30 flow rate of the coolant at the inlet and outlet of the convection drying section; a sensor 31 of the flow rate of the coolant going to heat the feedstock; a sensor 32 of the flow of atmospheric air; product flow sensor 33 before the initial microwave drying section; the sensor 34 of the power consumption of the magnetrons of the section of the initial microwave drying; a sensor 35 of the product flow at the outlet of the microwave drying section; sensor 36 fluid flow section humidification; a sensor 37 of the flow rate of the product in front of the microwave drying section; finished product flow sensor 38; waste heat flow rate sensor 39; sensors 40 and 41, respectively, of the flow rate of the drying agent at the inlet and outlet of the microwave drying section; a sensor 42 of the power consumption of the magnetrons of the microwave drying section; humidity sensors 43-49; sensor 50 linear velocity of the conveyor; actuators 51-64; (a, b, c, d, d, f, f, h, h, k, l, m, n, o, n, r, s, t, y, f, x, t, h, w, n , s, e, w, i, a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, a8, a9 - input control channels; d, i, g, j, h, f, k, l, q, r , s, v, w, z - output control channels); microprocessor 65.

Линии материальных потоков в соответствии со стандартом: 0.7 - сырье на протяжении процесса; 2.2 - насыщенный пар; 2.3 - перегретый пар; 2.7 - отработанный перегретый пар; 3.1 - атмосферный воздух; 3.2 - отработанный теплоноситель в виде паровоздушной смеси; 9.1 - жидкость пищевкусовая продуктовая.Material flow lines in accordance with the standard: 0.7 - raw materials throughout the process; 2.2 - saturated steam; 2.3 - superheated steam; 2.7 - spent superheated steam; 3.1 - atmospheric air; 3.2 - waste heat carrier in the form of a vapor-air mixture; 9.1 - food flavoring liquid.

Влаготепловая обработка дисперсных материалов осуществляется с использованием конвективной и СВЧ–сушки с промежуточной обработкой продукта жидкостью между СВЧ-воздействием в тороидальном аппарате на основе переменного комбинированного конвективно–СВЧ энергоподвода [пат. № 2483571 РФ, МПК7 A23L 1/00. Тороидальный аппарат для производства плодоовощных чипсов / Г.В. Калашников, Е.В. Литвинов; патентообладатель Воронеж. гос. универс. инж. технол. - № 2012100586/13; заявл. 10.01.2012; опубл. 10.06.2013; бюл. № 16] .Moisture and thermal treatment of dispersed materials is carried out using convective and microwave drying with intermediate processing of the product with liquid between the microwave action in a toroidal apparatus based on an alternating combined convective-microwave energy supply [US Pat. No. 2483571 of the Russian Federation, IPC 7 A23L 1/00. Toroidal apparatus for the production of fruit and vegetable chips / G.V. Kalashnikov, E.V. Litvinov; patent holder Voronezh. state univers. Ing. technol. - No. 2012100586/13; declared 01/10/2012; publ. 06/10/2013; bull. No. 16].

Способ автоматического управления влаготепловой обработкой дисперсных материалов с использованием переменного комбинированного конвективно–СВЧ энергоподвода осуществляется следующим образом. The method of automatic control of the thermal and thermal treatment of dispersed materials using an alternating combined convective-microwave energy supply is as follows.

На первом этапе после бункера загрузки 1 происходит измерение расхода и температуры исходного сырья при помощи датчиков 27 и 13 соответственно. Далее по мере продвижения продукта информация о температуре, расходе и влажности после секции подогрева 2 измеряется с помощью датчиков 14, 28, 43 и передается в микропроцессор 65, который по заложенному в него алгоритму в зависимости от количества влаги и тепла, содержащихся в исходном влажном продукте, подаваемом на сушку, устанавливает задание на температурный режим, режим подачи теплоносителя на входе в сушилку и режим подачи исходного сырья посредством исполнительного механизма 52 калорифера 7, исполнительного механизма 51 и 53, исполнительного механизма 54, регулирующего привод вентилятора 8, и исполнительного механизма 55 магнетронов 9 секции СВЧ–сушки 5, регулирующих напряжение электрического тока питания магнетронов. At the first stage, after the loading hopper 1, the flow rate and temperature of the feedstock are measured using sensors 27 and 13, respectively. Further, as the product advances, information about the temperature, flow rate and humidity after the heating section 2 is measured using sensors 14, 28, 43 and transmitted to the microprocessor 65, which according to the algorithm laid down in it, depending on the amount of moisture and heat contained in the original wet product supplied to the dryer, sets the task for the temperature regime, the mode of supply of the coolant at the inlet to the dryer and the mode of supply of raw materials through the actuator 52 of the heater 7, the actuator 51 and 53, performer mechanism 54, regulating the drive of the fan 8, and the actuator 55 of the magnetrons 9 of the microwave drying section 5, regulating the voltage of the electric current supply magnetrons.

Расход исходного сырья, частота вращения вала электродвигателя, количество влаги, поступающей с исходным сырьем, определяется микропроцессором 65, исходя из информации о расходе и влажности исходного материала, поступающей с датчиков 28 и 43, установленных на линии подачи исходного материала. The feedstock consumption, the rotational speed of the motor shaft, the amount of moisture supplied with the feedstock is determined by the microprocessor 65, based on information on the flow rate and humidity of the feedstock coming from sensors 28 and 43 installed on the feed line of the feedstock.

На основе решения задачи минимизации затрат микропроцессор определяет массовую долю испаряемой влаги, которую необходимо удалить в секциях конвективной и СВЧ–сушки, а также влаги насыщения материала в секции обработки водным раствором.Based on the solution to the problem of minimizing costs, the microprocessor determines the mass fraction of evaporated moisture, which must be removed in the convective and microwave drying sections, as well as the saturation moisture of the material in the section of the aqueous solution.

Массовая доля испаряемой влаги микропроцессором 65 определяется на основе уравнений:The mass fraction of evaporated moisture by the microprocessor 65 is determined based on the equations:

при конвективной сушкеwith convective drying

Figure 00000001
, (1)
Figure 00000001
, (one)

при начальной СВЧ–сушке during initial microwave drying

Figure 00000002
, (2)
Figure 00000002
, (2)

при СВЧ–досушивании at microwave drying

Figure 00000003
, (3)
Figure 00000003
, (3)

где

Figure 00000004
- расходы продукта, соответственно подогретого перед конвективной сушкой, после конвективной сушки, после начальной СВЧ–сушки, после ГТО и после СВЧ–досушивания, кг/ч.Where
Figure 00000004
- the costs of the product, respectively, heated before convective drying, after convective drying, after the initial microwave drying, after TRP and after microwave drying, kg / h

Массовая доля поглощаемой влаги в секции гидротермической обработки микропроцессором 65 определяется с помощью уравнения:The mass fraction of absorbed moisture in the hydrothermal treatment section by microprocessor 65 is determined using the equation:

Figure 00000005
, (4)
Figure 00000005
, (four)

где

Figure 00000006
- влагосодержание продукта, соответственно подогретого перед конвективной сушкой, после конвективной сушки, после начальной СВЧ-сушки, после ГТО и после СВЧ–досушивания, кг/кг;
Figure 00000007
;
Figure 00000008
– влажность, %.Where
Figure 00000006
- moisture content of the product, respectively, heated before convective drying, after convective drying, after the initial microwave drying, after TRP and after microwave drying, kg / kg;
Figure 00000007
;
Figure 00000008
- humidity,%.

В формулах (1)-(4) расход продукта определяется микропроцессором 65 по следующим зависимостям: In formulas (1) - (4), the consumption of the product is determined by the microprocessor 65 according to the following relationships:

после конвективной сушки

Figure 00000009
, кг/ч, (5)after convective drying
Figure 00000009
kg / h (5)

после начальной СВЧ–сушки

Figure 00000010
, кг/ч, (6)after the initial microwave drying
Figure 00000010
kg / h (6)

после ГТО

Figure 00000011
, кг/ч, (7)after the TRP
Figure 00000011
kg / h (7)

после СВЧ–досушивания

Figure 00000012
, кг/ч. (8)after microwave drying
Figure 00000012
kg / h (8)

Вычисленные микропроцессором 65 значения расхода продукта сравниваются с показаниями соответствующих датчиков 27, 28, 33, 35, 37 и 38 с последующим определением возможных отклонений текущих и расчетных значений для повышения точности и надежности управления влаготепловой обработкой дисперсных материалов. The values of the product flow calculated by the microprocessor 65 are compared with the readings of the corresponding sensors 27, 28, 33, 35, 37, and 38, followed by the determination of possible deviations of the current and calculated values to increase the accuracy and reliability of controlling the thermal management of dispersed materials.

В секции 3 конвективной сушки при изменении текущего значения скорости сушки от заданного, микропроцессор 65 вычисляет необходимое изменение температуры и расхода подводимого потока теплоносителя и осуществляет его коррекцию посредством исполнительных механизмов 52, 53 и 54. При помощи датчиков 29 и 31 происходит измерение расхода теплоносителя и при помощи исполнительного механизма 64 регулирование его подачи в секцию 3 конвективной сушки и секцию 2 подогрева исходного сырья.In section 3 of convective drying, when the current value of the drying speed changes from a predetermined one, the microprocessor 65 calculates the necessary change in temperature and flow rate of the supplied coolant flow and corrects it by means of actuators 52, 53 and 54. Using the sensors 29 and 31, the flow rate of the coolant is measured and using the actuator 64 regulating its supply to the convection drying section 3 and the feedstock heating section 2.

В секциях 5 и 6 СВЧ–сушки управление предусматривает достижение заданной влажности материала путем воздействия на напряжение электрической сети питания магнетронов 9 с учетом соответственно датчиков 34 и 42 с целью изменения мощности СВЧ–излучения и осуществляется с помощью исполнительных механизмов 55 и 61, изменяющих напряжение питания. Образующийся в процессе сушки пар идет на дополнительный обогрев водного раствора в теплообменнике 11. Для измерения скорости перемещения рабочих секций с датчика линейной скорости движения конвейера 50 на микропроцессор 65 поступает сигнал, который обрабатывается, и при помощи исполнительного механизма 56 происходит регулирование частоты вращения вала электродвигателя привода движения рабочих секций. In sections 5 and 6 of the microwave drying, the control provides for the achievement of a given moisture content of the material by influencing the voltage of the magnetron 9 power supply network, taking into account the sensors 34 and 42, respectively, with the aim of changing the microwave radiation power and is carried out using actuators 55 and 61 that change the supply voltage . The steam generated during the drying process goes to additional heating of the aqueous solution in the heat exchanger 11. To measure the speed of movement of the working sections from the linear speed sensor of the conveyor 50, a signal is sent to the microprocessor 65, which is processed, and using the actuator 56 the speed of the drive motor shaft is regulated movement of the working sections.

Расходы теплоносителя, необходимого для подогрева исходного сырья

Figure 00000013
и жидкости
Figure 00000014
, определяются на основе теплового баланса данных процессов и контролируются на основе датчиков соответственно 31 и 39. Например, необходимая массовая доля теплоносителя для подогрева исходного сырья The flow of heat needed to heat the feedstock
Figure 00000013
and liquids
Figure 00000014
are determined on the basis of the heat balance of these processes and monitored on the basis of sensors 31 and 39, respectively. For example, the required mass fraction of the heat carrier for heating the feedstock

Figure 00000015
(9)
Figure 00000015
(9)

и массовая доля теплоносителя для подогрева жидкости and mass fraction of heat carrier for heating the liquid

Figure 00000016
, (10)
Figure 00000016
, (10)

где

Figure 00000017
- температура, К;
Figure 00000018
,
Figure 00000019
- расходы соответственно исходного сырья и жидкости, кг/ч;
Figure 00000020
- энтальпии соответственно исходного сырья и нагретого продукта, начальной и подогретой жидкости, отработанных перегретого пара и паровоздушного теплоносителя, кДж/кг;
Figure 00000021
– потери теплоты в окружающую среду при подогреве исходного сырья и жидкости, принимая в виде 5 % от общего количества теплоты, поступающей в контрольную поверхность секций, считаем
Figure 00000022
.Where
Figure 00000017
- temperature, K;
Figure 00000018
,
Figure 00000019
- costs, respectively, of the feedstock and liquid, kg / h;
Figure 00000020
- enthalpies, respectively, of the feedstock and heated product, initial and heated liquid, spent superheated steam and steam-air coolant, kJ / kg;
Figure 00000021
- heat loss to the environment when heating the feedstock and liquid, taking in the form of 5% of the total amount of heat entering the control surface of the sections, we consider
Figure 00000022
.

В секции 4 обработки подсушенного продукта водным раствором управлением предусматривается подача жидкости определенной температуры до заданной влажности продукта. В зависимости от показаний датчика расхода жидкости 36 и датчика давления распыла 26, микропроцессор 65 управляет исполнительным механизмом 57 насоса 10. Коррекция задания расхода жидкости в секции увлажнения происходит в зависимости от показаний датчика влажности 48. По показаниям датчика температуры 21, установленного на линии подачи жидкости в секцию обработки водным раствором, осуществляется управление температурой при помощи исполнительного механизма 58 теплообменника 11. In section 4 of the processing of the dried product with an aqueous solution, the control provides for the supply of a liquid of a certain temperature to a given moisture content of the product. Depending on the readings of the fluid flow sensor 36 and the spray pressure sensor 26, the microprocessor 65 controls the actuator 57 of the pump 10. The correction of the fluid flow rate in the humidification section depends on the readings of the humidity sensor 48. According to the readings of the temperature sensor 21 installed on the fluid supply line in the processing section of the aqueous solution, the temperature is controlled by the actuator 58 of the heat exchanger 11.

В секции 6 СВЧ–досушивания происходит доведение продукта до необходимой конечной влажности. Информация с датчика влажности продукта 49 поступает в микропроцессор 65. После обработки сигнала о влажности с датчика 49 и мощности магнетронов с датчика 42 при помощи исполнительного механизма 61 происходит регулирование подаваемой мощности магнетронов 9, а при помощи исполнительного механизма 59 происходит регулирование расхода продукта, поступающего на досушивание, до необходимой конечной влажности.In section 6 of the microwave drying, the product is brought to the required final moisture content. Information from the humidity sensor of the product 49 enters the microprocessor 65. After processing the humidity signal from the sensor 49 and the power of the magnetrons from the sensor 42 using the actuator 61, the supplied power of the magnetrons 9 is regulated, and the actuator 59 controls the flow rate of the product drying, to the required final humidity.

Информация о расходе материально-энергетических ресурсов фиксируется и передается в микропроцессор 65, который непрерывно определяет знак производной функции суммарной стоимости энергетических и материальных затрат на единицу массы высушиваемого материала [Калашников Г.В., Литвинов Е.В. Эксерго-экономическая оценка энергозатрат оборудования сушки и влаготепловой обработки сырья / Международная научно-техническая конф. «Проблемы ресурсо- и энергосберегающих технологий в промышленности и АПК - ПРЭТ-2014»: Сборник трудов V Международного научно-технического симпозиума «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) - СЭТТ- 2014». Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Т.1. - Иваново: Изд-во ФГОУВПО «ИГХТУ», 2014.– С. 136-139. ISBN 978-5-9616-0492-4] по формуле:Information on the consumption of material and energy resources is recorded and transmitted to the microprocessor 65, which continuously determines the sign of the derivative of the function of the total cost of energy and material costs per unit mass of the dried material [Kalashnikov GV, Litvinov EV Exergo-economic evaluation of energy consumption of drying equipment and thermal treatment of raw materials / International scientific and technical conf. “Problems of Resource- and Energy-Saving Technologies in Industry and Agribusiness - PRET-2014”: Proceedings of the V International Scientific and Technical Symposium “Modern Energy-Saving Thermal Technologies (Drying and Thermo-Humid Processing of Materials) - SETT-2014”. Ivan state chemical technol. un-t T.1. - Ivanovo: Publishing house of the Federal State Educational Institution of Higher Professional Education “IGHTU”, 2014.– S. 136-139. ISBN 978-5-9616-0492-4] by the formula:

Figure 00000023
(11)
Figure 00000023
(eleven)

где

Figure 00000024
- суммарные затраты эксергии потоков энерготехнологической системы;
Figure 00000025
- полезно используемая эксергия, затраченная на осуществление технологических процессов;
Figure 00000026
- суммарная стоимость материальных, тепло- и эксергозатрат в единицу времени Where
Figure 00000024
- the total cost of exergy flows of the energy technology system;
Figure 00000025
- useful exergy spent on the implementation of technological processes;
Figure 00000026
- the total cost of material, heat and energy costs per unit time

Figure 00000027
, (12)
Figure 00000027
, (12)

Figure 00000028
- изменение влаги продукта при влагопоглощении и влагоудалении, при влагопоглощении
Figure 00000029
, при влагоудалении
Figure 00000030
;
Figure 00000031
- эксергетический КПД;
Figure 00000032
- расход исходного сырья, кг/ч;
Figure 00000033
- соответствует j-процессу, при влагопоглощении
Figure 00000034
и влагоудалении
Figure 00000035
;
Figure 00000036
- затраты электроэнергии в единицу времени на создание массового потока теплоносителя и других сырьевых потоков;
Figure 00000037
- суммарная потребляемая мощность магнетронов, электроприводов вентилятора подачи теплоносителя, пульсатора, дозаторов бункеров загрузки и выгрузки продукта, перемещения рабочих секций, насосов подачи жидкости и т.д., кВт;
Figure 00000038
- затраты теплоты в единицу времени для создания теплового потока энергоносителя (в основном пара), руб/ч,
Figure 00000039
- расход теплоты на j-процессе;
Figure 00000040
- затраты материальных сырьевых ресурсов (жидкости, теплоносителя, продукта и т.д.),
Figure 00000041
- расход i-сырья для j-процесса, кг/ч;
Figure 00000042
,
Figure 00000043
,
Figure 00000044
- удельная стоимость электроэнергии, теплоты и сырья.
Figure 00000028
- change in moisture of the product during moisture absorption and dehumidification, with moisture absorption
Figure 00000029
with dehumidification
Figure 00000030
;
Figure 00000031
- exergy efficiency;
Figure 00000032
- consumption of feedstock, kg / h;
Figure 00000033
- corresponds to the j-process, with moisture absorption
Figure 00000034
and dehumidification
Figure 00000035
;
Figure 00000036
- the cost of electricity per unit time to create a mass flow of coolant and other raw materials flows;
Figure 00000037
- total power consumption of magnetrons, electric drives of the coolant supply fan, pulsator, dispensers of bunkers for loading and unloading the product, moving work sections, liquid supply pumps, etc., kW;
Figure 00000038
- the cost of heat per unit time to create a heat flux of the energy carrier (mainly steam), rub / h,
Figure 00000039
- heat consumption in the j-process;
Figure 00000040
- the costs of material raw materials (liquids, coolant, product, etc.),
Figure 00000041
- the consumption of i-raw materials for the j-process, kg / h;
Figure 00000042
,
Figure 00000043
,
Figure 00000044
- unit cost of electricity, heat and raw materials.

Если знак положительный, то микропроцессор 65 уменьшает расход исходного материала, если знак отрицательный, то увеличивает данный расход.If the sign is positive, then the microprocessor 65 reduces the consumption of the source material, if the sign is negative, then increases this consumption.

Таким образом, использование способа автоматического управления влаготепловой обработкой дисперсных материалов на основе переменного комбинированного конвективно-СВЧ энергоподвода позволяет:Thus, the use of the automatic control method for the thermal and thermal treatment of dispersed materials based on an alternating combined convective microwave energy supply allows:

- обеспечить возможность интенсификации процессов сушки и увлажнения;- provide the possibility of intensification of the drying and moistening processes;

* повысить точность и надежность управления в наиболее оптимальных диапазонах изменения параметров технологического режима работы секций тороидального аппарата;* increase the accuracy and reliability of control in the most optimal ranges of parameters of the technological mode of operation of sections of the toroidal apparatus;

* значительно снижается инерционность управления, т.е. уменьшается интервал времени с момента получения информации о ходе процессов сушки и увлажнения до подачи управляющего воздействия на исполнительные механизмы регулирования;* the inertia of control is significantly reduced, i.e. the time interval decreases from the moment information is received on the progress of the drying and humidification processes to the supply of a control action to the actuating control mechanisms;

* получить готовый продукт высокого качества за счет оптимизации технологических параметров процессов сушки и увлажнения материала в тороидальном аппарате с комбинированным энергоподводом, что обеспечивает сокращение влаготеплового воздействия и повышение пищевой ценности продукта;* to obtain a finished product of high quality by optimizing the technological parameters of the drying and wetting processes of the material in a toroidal apparatus with combined energy supply, which ensures a reduction in moisture and thermal effects and an increase in the nutritional value of the product;

* обеспечивает снижение теплоэнергетических и материальных затрат на единицу массы готового продукта;* provides a reduction in heat energy and material costs per unit mass of the finished product;

- обеспечивает рациональное использование теплоэнергетического потенциала теплоносителя и СВЧ–энергии, варьируя их величиной в зависимости от характеристик высушиваемого материала и хода процесса.- provides a rational use of the heat energy potential of the coolant and microwave energy, varying their value depending on the characteristics of the dried material and the process.

Claims (1)

Способ автоматического управления влаготепловой обработкой дисперсных материалов с использованием переменного комбинированного конвективно-СВЧ энергоподвода, включающий изменение подачи теплоносителя, жидкости, мощности СВЧ–излучения и продукта, измерение расхода, влажности и температуры исходного сырья, расхода, влажности и температуры продукта до и после увлажнения в виде гидротермической обработки (ГТО) при насыщении его жидкостью, расхода, влажности и температуры высушенного продукта, давления распыливания жидкости, влагосодержания, температуры и расхода теплоносителя на входе и выходе из слоя продукта до и после сушки, скорости движения транспортирующего рабочего органа, потребляемой мощности вентилятора, магнетронов и калорифера, отличающийся тем, что проводят измерение температуры теплоносителя контура рециркуляции и сырья до и после секции подогрева, расхода теплоносителя в секции подогрева сырья, температуры и расхода жидкости при гидротермической обработке (ГТО) продукта, расхода, влажности и температуры продукта после конвективной сушки, температуры и расхода теплоносителя для подогрева жидкости при ГТО, осуществляют корректирование текущего значения температуры исходного сырья при его предварительном подогреве по расходу и температуре теплоносителя, отработанного после конвективной сушки из рециркуляционного контура, и расходу исходного сырья, корректируют температуру распыливаемой жидкости на основе изменения расхода и температуры теплоносителя, отработанного после начальной СВЧ–сушки, расход жидкости на основе давления распыливания с учетом температуры и влажности продукта после начальной СВЧ–сушки, расход теплоносителя, отработанного после начальной СВЧ–сушки для СВЧ–досушивания продукта, на основе изменения влажности и температуры продукта до и после СВЧ–досушивания, мощности магнетронов СВЧ–досушивания с учетом влажности продукта на СВЧ–досушивании, а также осуществляют подвод теплоты за счет сушильного агента при конвективном теплоподводе и электромагнитного излучения при СВЧ энергоподводе для сушки материала с учетом кинетических закономерностей влагоиспарения на основе кривых конвективной сушки и СВЧ–сушки, при этом осуществляют коррекцию режима управления процессом влагоиспарения при конвективной, начальной СВЧ–сушке и окончательном СВЧ–досушивании на шести уровнях: на первом уровне при отклонении текущего значения температуры подогретого сырья от заданного воздействуют на расход подводимого потока теплоносителя; на втором уровне при отклонении текущего значения влажности продукта, высушенного в процессе конвективной сушки от заданного, воздействуют на расход подводимого потока теплоносителя за счет изменения скорости вентилятора; на третьем уровне, если изменение расхода подводимого потока теплоносителя выходит за заданный диапазон изменения и не обеспечивает требуемой влажности высушенного продукта, воздействуют на температуру подводимого потока теплоносителя за счет изменения мощности ТЭНов калорифера; на четвертом уровне, если изменение температуры потока теплоносителя выходит за заданный диапазон изменения и не обеспечивает требуемой влажности высушенного продукта, воздействуют на напряжение в сети питания магнетронов; на пятом уровне, если напряжение в сети питания магнетронов выходит за заданный диапазон изменения и не обеспечивает требуемой влажности высушенного продукта, воздействуют на частоту вращения вала электродвигателя привода рабочих секций и изменение линейной скорости движения транспортирующего рабочего органа конвейера и, следовательно, продолжительность сушки; а на шестом уровне, если частота вращения вала электродвигателя привода рабочих секций выходит за заданный диапазон изменения и не обеспечивает требуемой влажности высушенного продукта, воздействуют на расход исходного сырья в дозаторе.A method for automatically controlling the heat and moisture treatment of dispersed materials using an alternating combined convective microwave energy supply, including changing the flow of coolant, liquid, microwave power and product, measuring the flow rate, humidity and temperature of the feedstock, flow rate, humidity and temperature of the product before and after wetting the form of hydrothermal treatment (TRP) when saturated with liquid, flow rate, humidity and temperature of the dried product, liquid atomization pressure, moisture neigh, temperature and flow rate of the coolant at the inlet and outlet of the product layer before and after drying, the speed of the transporting working body, the power consumption of the fan, magnetrons and air heater, characterized in that they measure the temperature of the coolant recirculation loop and raw materials before and after the heating section, coolant flow rate in the section for heating raw materials, temperature and liquid flow rate during hydrothermal treatment (GTR) of the product, flow rate, humidity and product temperature after convective drying, temperature flow rate and flow rate of the coolant for heating the liquid during the TRP, they adjust the current temperature of the feedstock when it is preheated according to the flow rate and temperature of the coolant spent after convective drying from the recirculation loop, and the flow rate of the feedstock, the temperature of the sprayed liquid is adjusted based on changes in flow rate and temperature heat carrier, spent after the initial microwave drying, fluid flow based on atomization pressure taking into account temperature and humidity the product after the initial microwave drying, the flow rate of the coolant spent after the initial microwave drying for microwave drying of the product, based on changes in the humidity and temperature of the product before and after microwave drying, the power of the magnetrons of microwave drying, taking into account the humidity of the product on microwave drying and also carry out the supply of heat due to the drying agent with convective heat supply and electromagnetic radiation with microwave energy supply for drying the material, taking into account the kinetic laws of moisture evaporation based on convection curves active drying and microwave drying, while correcting the moisture control process during convective, initial microwave drying and final microwave drying at six levels: at the first level, when the current temperature of the heated raw material deviates from the set value, it affects the flow rate of the supplied coolant; at the second level, when the current moisture value of the product is dried, dried during convective drying from the predetermined one, it affects the flow rate of the supplied coolant flow by changing the fan speed; at the third level, if the change in the flow rate of the supplied coolant flow is outside the specified range of change and does not provide the required moisture content of the dried product, they affect the temperature of the supplied coolant flow by changing the power of the heater heater; at the fourth level, if the change in temperature of the coolant flow is outside the specified range of change and does not provide the required moisture content of the dried product, they affect the voltage in the magnetron power supply network; at the fifth level, if the voltage in the magnetron power supply network is outside the specified range of variation and does not provide the required moisture content of the dried product, they affect the rotational speed of the shaft of the electric drive of the drive of the working sections and the change in the linear speed of the conveyor working body of the conveyor and, therefore, the duration of drying; and at the sixth level, if the frequency of rotation of the shaft of the electric motor of the drive of the working sections is outside the specified range of changes and does not provide the required moisture content of the dried product, they affect the flow of feedstock in the dispenser.
RU2016120689A 2016-05-26 2016-05-26 Method of particulates wet-heat treatment automated operation using variable combined convective-microwave power supply RU2640848C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120689A RU2640848C2 (en) 2016-05-26 2016-05-26 Method of particulates wet-heat treatment automated operation using variable combined convective-microwave power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120689A RU2640848C2 (en) 2016-05-26 2016-05-26 Method of particulates wet-heat treatment automated operation using variable combined convective-microwave power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016120689A RU2016120689A (en) 2017-11-30
RU2640848C2 true RU2640848C2 (en) 2018-01-12

Family

ID=60581030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016120689A RU2640848C2 (en) 2016-05-26 2016-05-26 Method of particulates wet-heat treatment automated operation using variable combined convective-microwave power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2640848C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2113132C1 (en) * 1996-12-24 1998-06-20 Воронежская государственная технологическая академия Method for automatic control of combined boiling-and-drying process in treatment of loose product
RU2468321C2 (en) * 2010-08-02 2012-11-27 Алексей Николаевич Васильев Method of automated control of drying process of grain and other particulate materials
RU2581012C1 (en) * 2015-04-01 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") Method for automatic control of drying process of high-dispersed materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2113132C1 (en) * 1996-12-24 1998-06-20 Воронежская государственная технологическая академия Method for automatic control of combined boiling-and-drying process in treatment of loose product
RU2468321C2 (en) * 2010-08-02 2012-11-27 Алексей Николаевич Васильев Method of automated control of drying process of grain and other particulate materials
RU2581012C1 (en) * 2015-04-01 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") Method for automatic control of drying process of high-dispersed materials

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016120689A (en) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8707861B2 (en) Dry food pasteurization apparatus and method
US4831747A (en) Continuous drier for veneer
CA1129520A (en) Method of and apparatus for the operation of treatment processes for bulk goods and the like
CN102548430B (en) Device and method for processing tobacco
US4622757A (en) Cogeneration microwave food dryer
RU2640848C2 (en) Method of particulates wet-heat treatment automated operation using variable combined convective-microwave power supply
JPH07184783A (en) Food heat treatment device and its method
CN104621454B (en) A kind of ageing method of potato dough
US7798059B2 (en) Oven with improved stream chamber
JPH04338300A (en) Method for drying pasty material by rotary drying machine
US4555858A (en) Method and device for low energy consumption or granular products or the like containing moisture fixed or deposited at the surface with a constant yield
RU2327095C1 (en) Method of automatic control of disperse materials drying process in shaft drier with application of microwave energy
CN114909896B (en) Automatic control method and system for air quantity applied to continuous drying
RU2425304C1 (en) Method to stabilise heat and moisture characteristics of cereal and oil plant seeds in process of drying and storage
RU2350866C1 (en) Technique of automatic control over process of dispersion materials drying in active hydrodynamics devices with heat medium recirculation
RU2113132C1 (en) Method for automatic control of combined boiling-and-drying process in treatment of loose product
WO1992016806A1 (en) Process for continuously drying and stabilizing pasta and the like, and apparatus for implementing the process
RU2468321C2 (en) Method of automated control of drying process of grain and other particulate materials
RU2534264C1 (en) Control method for processes of drying and storage of plant materials with increased content of fatty acids
RU2181015C2 (en) Method for automatic controlling of cooked-dried groats production process
CN104544531A (en) Device and method for loosening tobacco in an installation used in the tobacco processing industry
RU2290583C1 (en) Method of automatic control of process of drying of dispersed materials under active hydrodynamic conditions
US20240280319A1 (en) Drying device for drying containers containing cleaning fluid, control device, and method
RU2112402C1 (en) Method for automatic controlling of moisture-and-heat processing of bulk product
CZ20031249A3 (en) Process and apparatus for dehumidifying foodstuffs

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180527