□ 劉國(guó)超 李春會(huì) 中糧生化能源(龍江)有限公司

1 淀粉干燥主要生產(chǎn)工藝及控制

1.1 生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備

洗滌分離后的淀粉乳溶液通過(guò)離心泵輸入到高位槽（位號(hào)16.78），物料通過(guò)重力進(jìn)料進(jìn)入刮刀離心機(jī)（位號(hào)16.80），離心機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)、洗滌進(jìn)行初步干燥。離心機(jī)的出料淀粉含水量為38%。濕淀粉進(jìn)入螺旋混料器（位號(hào)21.02），混合后輸送至螺旋給料器（位號(hào)21.03），螺旋給料器將濕淀粉送入拋料器（位號(hào)21.04），拋料器將濕淀粉拋入風(fēng)送烘干系統(tǒng)。濕淀粉進(jìn)入風(fēng)送干燥系統(tǒng)后經(jīng)旋風(fēng)分離器實(shí)現(xiàn)濕空氣與干淀粉的分離，干淀粉通過(guò)重力作用進(jìn)入風(fēng)送系統(tǒng)將物料送入干燥料倉(cāng)進(jìn)行包裝。

室外新鮮空氣經(jīng)空氣加熱器（位號(hào)21.05）加熱后，通過(guò)引風(fēng)機(jī)（位號(hào)21.10）將濕淀粉和加熱空氣吸入風(fēng)送干燥系統(tǒng)，熱空氣和濕淀粉充分接觸后，水分被熱空氣帶走，經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器分離后，濕空氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)排出至室外，干燥后淀粉經(jīng)回轉(zhuǎn)閥（位號(hào)21.09）下落至淀粉風(fēng)送輸送系統(tǒng)，進(jìn)入成品淀粉料倉(cāng)。工藝流程如圖1所示。

圖1 淀粉干燥生產(chǎn)工藝及控制流程圖

1.2 主要控制點(diǎn)

螺旋混料器下方安裝有動(dòng)態(tài)稱重設(shè)備，對(duì)螺旋混料器中的物料重量進(jìn)行適時(shí)檢測(cè)，物料送入螺旋給料器的速度通過(guò)變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)。

空氣加熱器的出口空氣溫度、引風(fēng)機(jī)的入口空氣溫度進(jìn)行適時(shí)連續(xù)自動(dòng)控制，通過(guò)自動(dòng)控制閥控制空氣加熱器新鮮蒸汽的流量調(diào)節(jié)進(jìn)入干燥器的空氣溫度、排出干燥器的空氣溫度穩(wěn)定在160℃、60℃。

引風(fēng)機(jī)（位號(hào)21.10）的入口風(fēng)壓，作為顯示、監(jiān)控用，并參與干燥系統(tǒng)的連鎖保護(hù)。

2 淀粉水分控制中存在的問(wèn)題及控制優(yōu)化

2.1 存在的問(wèn)題

淀粉的水分檢測(cè)通過(guò)成品料倉(cāng)取樣進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)。取樣間隔時(shí)間為1.5小時(shí)。水分檢測(cè)數(shù)據(jù)之后，操作員只能根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)控制。由于沒(méi)有更直接、快速、準(zhǔn)確的水分參數(shù)反饋與控制方法，淀粉水分控制在相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值，變得非常困難。加之空氣濕度變化以及冬夏季氣候轉(zhuǎn)換等因素很容易造成產(chǎn)品水分超標(biāo)。

2.2 控制優(yōu)化

在空氣加熱器出口、引風(fēng)機(jī)的入口安裝空氣濕度記錄儀，檢測(cè)干、濕空氣濕度的變化情況，通過(guò)DCS系統(tǒng)計(jì)算出干燥空氣中含水分的變化情況，水分的變化直接反映出淀粉干燥過(guò)程中水分的損失。

在回轉(zhuǎn)閥的下方安裝淀粉水分在線近紅外檢測(cè)儀，適時(shí)檢測(cè)水分控制情況，根據(jù)空氣的濕度變化情況適時(shí)控制21.03的給料速度，并連鎖控制21.02的給料速度。同時(shí)21.05空氣加熱器的出口空氣溫度和新鮮蒸汽調(diào)節(jié)閥構(gòu)成單回路PID控制，使空氣加熱器的出口風(fēng)溫穩(wěn)定在140～160℃的任一設(shè)定值。此時(shí)便建立了淀粉水分變化情況與拋料器給料速度的單一變量控制關(guān)系，達(dá)到淀粉水分穩(wěn)定控制的目的。

2.3 設(shè)備選型

濕度測(cè)量必須同時(shí)測(cè)量溫度，通過(guò)公式進(jìn)行計(jì)算修正。濕度測(cè)量?jī)x表量程應(yīng)滿足測(cè)量-40 ～ 180℃的相對(duì)濕度和溫度，精度達(dá)到±2% RH以上。濕度測(cè)量應(yīng)選擇電容式測(cè)量原理的測(cè)量設(shè)備，其響應(yīng)時(shí)間較快，能夠滿足快速測(cè)量的要求。設(shè)備選購(gòu)時(shí)應(yīng)盡量選用OMEGA，SIEMENS等知名品牌的產(chǎn)品。隨著在線檢測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)品水分線測(cè)量設(shè)備工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。淀粉水分在線檢測(cè)比較常見(jiàn)的設(shè)備有丹麥FOSS的Powder Probe快速水分測(cè)定儀、瑞典波通DA7440等在線近紅外分析儀產(chǎn)品。

3 效益分析

以一個(gè)年加工玉米60萬(wàn)噸的加工企業(yè)為例，年生產(chǎn)商品玉米淀粉40萬(wàn)噸。假設(shè)該企業(yè)工藝改進(jìn)前，淀粉水分平均控制在13.2%，工藝改進(jìn)后，水分控制在13.5%，提高0.3%。企業(yè)每年可多獲得0.3%×400000×2000=240萬(wàn)元的利潤(rùn)?？刂苾?yōu)化后可以有效控制產(chǎn)品水分超標(biāo)，提升產(chǎn)品質(zhì)量。