Đang tải... (xem toàn văn)
1.1 . Giới thiệu về lò sấy công nghiệp Phân loại thiết bị hệ thống sấy – máy sấy công nghiệp Trên thị trường Việt Nam hiện nay có rất nhiều loại công nghệ sấy đi cùng với các thiết bị sấy như: • Băng tải, băng chuyền • Buồng sấy, phòng sấy, hầm sấy • Tháp sấy • Hệ thống sấy thùng quay • Hệ thống sấy phun, hệ thống sấy tầng sôi • Tủ sấy, lò sấy công nghiệp Mỗi thiết bị là mỗi một nguyên lý, chức năng khác nhau. Doanh nghiệp và người sử dụng phải tìm hiểu kỹ lưỡng để lựa chọn công nghệ và máy sấy cho phù hợp với nguyên vật liệu, mức độ sản xuất và đầu tư của mình Phân loại nguyên liệu và vật liệu sấy Sự đa dạng về kiểu sấy, đa dạng về chủng loại của các loại máy sấy công nghiệp hiện đại cùng những lợi ích vược bậc mà chúng mang lại đã đáp ứng được yêu cầu trong rất nhiều lĩnh vực của doanh nghiệp và người dùng, từ những nguyên liệu phổ biến như sấy sản phẩm nông nghiệp cho đến những sản phẩm công nghiệp. • Sấy khô hoa quả, trái cây rau củ sấy giòn, trái cây sấy dẻo, các loại mứt sấy dẻo • Sấy hạt, ngũ cốc, sấy nông sản, lúa, ngô, cà phê, tiêu, điều, trà • Sấy bún, mì, phở, nui, hủ tiếu, bánh tráng, cơm cháy • Sấy khô thủy hải sản, khô thịt, trứng • Sấy các loại gia vị. • Sấy thành dạng bột. • Sấy dược liệu, thảo dược, thảo mộc sấy khô, các loại nấm, thuốc bắc, thuốc nam.. • Sấy các loại hoa, sấy khô làm thức uống detox. • Sấy sâu, sấy nhộng, các loại côn trùng, sấy thức ăn thực vật cho gia súc. • Sấy gỗ, sấy sơn, sấy gạch. • Sấy dụng cụ, vật liệu, khuôn, thùng, bao bì nhựa ni lông, bao gói, ống hút. • Tủ rã đông, khử trùng thanh trùng. Các công nghệ hiện đại của các loại lò sấy công nghiệp – tủ sấy – máy sấy công nghiệp công suất lớn Với sự đòi hỏi ngày càng khắt khe của thị thường thì những công ty chuyên sản xuất các loại tủ sấy, lò sấy và máy sấy công nghiệp cũng cho ra nhiều công nghệ sấy công nghiệp với công suất và phạm vi ứng dụng rộng rãi hơn rất nhiều như sấy nhiệt, sấy đối lưu tuần hoàn, sấy phun, sấy bức xạ, sấy bằng điện trường dòng cao tần, sấy tầng sôi, nhưng nhìn chung đều đem lại những hiệu quả và giá trị to lớn cho doanh nghiệp. Hãy cùng EMART tìm hiểu qua về các công nghệ sấy hiện đại của các loại máy sấy công nghiệp và phổ biến nhất hiện nay để lựa chọn cho mình thiết bị phù hợp nhất cho doanh nghiệp của bạn. Công nghệ sấy hồng ngoại Công nghệ sấy IR hay còn gọi là sấy hồng ngoại là loại máy sấy công nghiệp sử dụng lượng nhiệt sinh ra từ tia hồng ngoại để làm khô sản phẩm cần sấy. Phương pháp này thường được thấy chủ yếu dưới dạng hình thức tủ sấy, băng chuyền, phòng sấy hay buồng sấy. Với ứng dụng công nghệ từ đèn sấy hồng ngoại, phương pháp này đã mang lại những hiệu quả lớn từ tiết kiệm năng lượng, hiệu quả cao, hơi nhiệt dễ chịu, chỉ làm nóng vật liệu sấy, không ảnh hưởng đến môi trường không khí xung quanh. Công nghệ sấy vi sóng Công nghệ sấy vi sóng là công nghệ sử dụng sóng viba để áp dụng cho quy mô sản xuất lớn và có phạm vi ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: Công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp, tiệt trùng sản phẩm, hóa dược cho đến những ngành công nghiệp đòi hỏi phải xử lý ở nhiệt độ cao, khối lượng và kích thước tương đối lớn như sấy keo, sản xuất gỗ, chế biến cao su, gốm sứ, than đá và các ngành công nghiệp khác. Ưu điểm của công nghệ sấy vi sóng là nhiệt được thâm nhập bằng những tia sóng siêu nhỏ, siêu nhanh đi từ trong lõi sản phẩm sấy ra bên ngoài bề mặt khiến cho tất cả các thành phần trong sản phẩm đều được làm khô trong thời gian rất ngắn. Đối với các ngành nông sản, thực phẩm, hóa dược: Phương pháp này không chỉ giúp tiết kiệm điện năng mà còn giữ lại hầu hết các chất dinh dưỡng, chất lượng và màu sắc ban đầu của sản phẩm. Đảm bảo khả năng lưu trữ sản phẩm được tốt hơn. Bên cạnh đó, sóng siêu cao tần còn có thể tiêu diệt được các loại vi khuẩn gây hại cho con người như E.coli và Salmonella có trong nông sản, thực phẩm. Đối với chế tác gỗ, gốm sứ, cao su, than đá: Công nghệ vi sóng khiến sản phẩm hấp thụ được một lớp nhiệt đồng đều, tạo ra sản phẩm có độ bền trải đều bề mặt, rút ngắn thời gian sấy. Công nghệ sấy chân không Sấy chân không là công nghệ sấy kín dành cho các sản phẩm không chịu được nhiệt độ cao hay dễ bị oxy hóa, được hoạt động nhờ sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt của sản phẩm đối với môi trường xung quanh. Sản phẩm sấy được tách ẩm trong buồng chân không và được truyền nhiệt thông qua bức xạ nhiệt từ vỏ thùng sấy, hơi ẩm được bơm chân không hút ra ngoài theo chu kỳ. Máy sấy chân không đòi hỏi vốn cố định và vốn lưu động cao hơn máy sấy làm việc ở áp suất thường, nhưng nó tạo ra những sản phẩm có chất lượng tốt hơn.
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VỀ LÒ SẤY VÀ ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐINH NHIỆT ĐỘ LÒ SẤY 1.1 Giới thiệu lị sấy cơng nghiệp * Phân loại thiết bị hệ thống sấy – máy sấy cơng nghiệp Trên thị trường Việt Nam có nhiều loại công nghệ sấy với thiết bị sấy như: Băng tải, băng chuyền Buồng sấy, phòng sấy, hầm sấy Tháp sấy Hệ thống sấy thùng quay Hệ thống sấy phun, hệ thống sấy tầng sơi Tủ sấy, lị sấy công nghiệp Mỗi thiết bị nguyên lý, chức khác Doanh nghiệp người sử dụng phải tìm hiểu kỹ lưỡng để lựa chọn cơng nghệ máy sấy cho phù hợp với nguyên vật liệu, mức độ sản xuất đầu tư * Phân loại nguyên liệu vật liệu sấy Sự đa dạng kiểu sấy, đa dạng chủng loại loại máy sấy công nghiệp đại lợi ích vược bậc mà chúng mang lại đáp ứng yêu cầu nhiều lĩnh vực doanh nghiệp người dùng, từ nguyên liệu phổ biến sấy sản phẩm nông nghiệp sản phẩm công nghiệp Sấy khô hoa quả, trái rau củ sấy giòn, trái sấy dẻo, loại mứt sấy dẻo Sấy hạt, ngũ cốc, sấy nông sản, lúa, ngô, cà phê, tiêu, điều, trà Sấy bún, mì, phở, nui, hủ tiếu, bánh tráng, cơm cháy Sấy khô thủy hải sản, khô thịt, trứng Sấy loại gia vị Sấy thành dạng bột Sấy dược liệu, thảo dược, thảo mộc sấy khô, loại nấm, thuốc bắc, thuốc nam Sấy loại hoa, sấy khô làm thức uống detox Sấy sâu, sấy nhộng, loại côn trùng, sấy thức ăn thực vật cho gia súc Sấy gỗ, sấy sơn, sấy gạch Sấy dụng cụ, vật liệu, khn, thùng, bao bì nhựa - ni lơng, bao gói, ống hút Tủ rã đông, khử trùng trùng * Các cơng nghệ lị sấy công nghiệp – tủ sấy – máy sấy công nghiệp cơng suất lớn Với địi hỏi ngày khắt khe thị thường cơng ty chun sản xuất loại tủ sấy, lò sấy máy sấy công nghiệp cho nhiều công nghệ sấy công nghiệp với công suất phạm vi ứng dụng rộng rãi nhiều sấy nhiệt, sấy đối lưu tuần hoàn, sấy phun, sấy xạ, sấy điện trường dịng cao tần, sấy tầng sơi, nhìn chung đem lại hiệu giá trị to lớn cho doanh nghiệp Hãy E-MART tìm hiểu qua công nghệ sấy máy sấy công nghiệp phổ biến để lựa chọn cho thiết bị phù hợp cho doanh nghiệp bạn Công nghệ sấy hồng ngoại Cơng nghệ sấy IR hay cịn gọi sấy hồng ngoại loại máy sấy công nghiệp sử dụng lượng nhiệt sinh từ tia hồng ngoại để làm khô sản phẩm cần sấy Phương pháp thường thấy chủ yếu dạng hình thức tủ sấy, băng chuyền, phịng sấy hay buồng sấy Với ứng dụng cơng nghệ từ đèn sấy hồng ngoại, phương pháp mang lại hiệu lớn từ tiết kiệm lượng, hiệu cao, nhiệt dễ chịu, làm nóng vật liệu sấy, khơng ảnh hưởng đến mơi trường khơng khí xung quanh Cơng nghệ sấy vi sóng Cơng nghệ sấy vi sóng cơng nghệ sử dụng sóng viba để áp dụng cho quy mô sản xuất lớn có phạm vi ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực như: Công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp, tiệt trùng sản phẩm, hóa dược ngành cơng nghiệp đòi hỏi phải xử lý nhiệt độ cao, khối lượng kích thước tương đối lớn sấy keo, sản xuất gỗ, chế biến cao su, gốm sứ, than đá ngành công nghiệp khác Ưu điểm cơng nghệ sấy vi sóng nhiệt thâm nhập tia sóng siêu nhỏ, siêu nhanh từ lõi sản phẩm sấy bên bề mặt khiến cho tất thành phần sản phẩm làm khô thời gian ngắn Đối với ngành nơng sản, thực phẩm, hóa dược: Phương pháp không giúp tiết kiệm điện mà giữ lại hầu hết chất dinh dưỡng, chất lượng màu sắc ban đầu sản phẩm Đảm bảo khả lưu trữ sản phẩm tốt Bên cạnh đó, sóng siêu cao tần cịn tiêu diệt loại vi khuẩn gây hại cho người E.coli Salmonella có nơng sản, thực phẩm Đối với chế tác gỗ, gốm sứ, cao su, than đá: Cơng nghệ vi sóng khiến sản phẩm hấp thụ lớp nhiệt đồng đều, tạo sản phẩm có độ bền trải bề mặt, rút ngắn thời gian sấy Công nghệ sấy chân không Sấy chân khơng cơng nghệ sấy kín dành cho sản phẩm không chịu nhiệt độ cao hay dễ bị oxy hóa, hoạt động nhờ chênh lệch áp suất nước bề mặt sản phẩm môi trường xung quanh Sản phẩm sấy tách ẩm buồng chân không truyền nhiệt thông qua xạ nhiệt từ vỏ thùng sấy, ẩm bơm chân khơng hút ngồi theo chu kỳ Máy sấy chân khơng địi hỏi vốn cố định vốn lưu động cao máy sấy làm việc áp suất thường, tạo sản phẩm có chất lượng tốt Ở mơi trường áp suất nhỏ nước sôi nhiệt độ thấp khoảng 30-40 độ C Khi nước sôi đồng nghĩa với bốc nước diễn nhanh làm cho vật sấy khô nhanh với sấy nhiệt thông thường Sản phẩm sấy chân khơng có nhiệt độ sấy thấp nên giữ nguyên hương vị, màu sắc tính chất đặc trưng sản phẩm Thành phẩm sau sấy có độ ẩm thấp từ 1-3% Vì thời gian bảo quản lâu Công nghệ sấy thăng hoa Đây xem công nghệ tiên tiến với mức đòi hỏi đầu tư cao, phương pháp có tên gọi sấy lạnh đơng (Freeze Drying hay Lyophillisation) Đây phương pháp tách ẩm khỏi vật sấy thăng hoa nước, chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể Quá trình sấy thăng hoa bao gồm hai giai đoạn làm lạnh đông sấy khô chân không thấp Phương pháp sấy thăng hoa chủ yếu sử dụng nguyên liệu đắt tiền, hay sản phẩm mà sấy phương pháp khác Bên cạnh khơng phải ngun liệu sấy phương pháp lạnh đơng Sản phẩm sấy thăng hoa lưu giữ kết cấu tốt, đặc tính cảm quan chất lượng dinh dưỡng, thời gian bảo quản dài bao gói cách Những thay đổi thiamin axit ascorbic trình sấy thăng hoa mức vừa phải thất vitamin khác khơng đáng kể Công nghệ sấy lượng mặt trời Phương pháp sấy khô sản phẩm lượng mặt trời công nghệ sấy đầy tiềm năng lượng mặt trời nguồn cung cấp nhiệt lớn, vơ hạn hồn tồn miễn phí Việt Nam nước có tiềm sử dụng công nghệ sấy lượng mặt trời xạ mặt trời không nhiều mà gần ổn định quanh năm Ba dạng thiết bị sấy lượng mặt trời phổ biến kể đến hệ thống sấy trực tiếp tuần hồn khí tự nhiên gồm thiết bị thu lượng kết hợp với buồng sấy, hệ thống sấy trực tiếp có phận thu lượng riêng biệt, hệ thống sấy gián tiếp có dẫn nhiệt cưỡng với thiết bị thu lượng buồng sấy riêng biệt 1.2 Giới thiệu đối tượng phương pháp điều khiển 1.2.1 Giới thiệu Nhiệt độ đại lượng vật lý diện khắp nơi nhiều lĩnh vực, công nghiệp sinh hoạt Nhiệt độ trở nên mối quan tâm hàng đầu cho nhà thiết kế máy điều khiển nhiệt độ trở thành mục tiêu ngành Điều Khiển Tự Động Trong nhiều lĩnh vực kinh tế, vấn đề đo kiểm sốt nhiệt độ q trình khơng thể thiếu được, công nghiệp Đo nhiệt độ cơng nghiệp ln gắn liền với quy trình cơng nghệ sản xuất, việc đo kiểm sốt nhiệt độ tốt định nhiều đến chất lượng sản phẩm ngành công nghiệp thực phẩm, luyện kim, xi măng, gốm sứ, công nghiệp chế tạo động đốt Tùy theo tính chất, yêu cầu q trình mà địi hỏi phương pháp điều khiển thích hợp Tính ổn định xác nhiệt độ đặt vấn đề cần phải giải Một điều cần thiết ta phải khảo sát kỹ đối tượng cung cấp nhiệt mà ta cần phải điều khiển để dẫn đến mơ hình tốn học cụ thể Từ giải toán điều khiển sở lý thuyết nghiên cứu Hệ thống điều khiển nhiệt độ phân làm hai loại : hệ thống điều khiển hồi tiếp (feedback control system) hệ thống điều khiển (sequence control system) Điều khiển hồi tiếp thường xác định giám sát kết điều khiển, so sánh với u cầu thực thi (ví dụ điểm đặt) tự động điều chỉnh Điều khiển thực bước điều khiển tùy theo hoạt động điều khiển trước xác định Một hệ thống muốn xác cần phải thực hồi tiếp tín hiệu so sánh với tín hiệu vào đầu gởi đến điều khiển hiệu chỉnh đầu Hệ thống điều khiển hồi tiếp có nhiều ưu điểm nên thường sử dụng hệ thống tự động Các phương pháp điều khiển khác nguyên tắc điều khiển giống Một hệ thống điều khiển nhiệt độ dựa nguyên tắc hệ thống hồi tiếp có dạng tổng quát hình đây: Nhiệt độ đặt Bộ điều khiển (ON-OFF, PID,…) Bộ phận gia nhiệt (mạch công suất) Nhiệt độ Cảm biến nhiệt độ Dạng tổng quát hệ thống hồi tiếp Đây hệ thống hồi tiếp qua cảm biến cho tín hiệu đo lường nhiệt độ so sánh với giá trị đặt, sai lệch tín hiệu đặt đo đưa tới điều khiển tạo tín hiệu điều khiển công suất cấp cho phận gia nhiệt Như phương pháp điều khiển khác chất điều khiển khác tạo nên 1.2.2 Các phương pháp điều khiển nhiệt độ A) Điều khiển ON/OFF Sơ đồ điều khiển lò nhiệt phương pháp ON-OFF thể qua hình dưới: u w(k) e(k) -∆ umax ∆ e u(k) Lò Nhiệt y(k) umin Khâu Relay Sơ đồ điều khiển lò nhiệt Nguyên lý làm việc: Phương pháp điều khiển ON-OFF gọi phương pháp đóng ngắt hay dùng khâu relay có trễ: cấu chấp hành đóng nguồn để cung cấp lượng mức tối đa cho thiết bị tiêu thụ điện (lò nhiệt) nhiệt độ đặt w(k) lớn nhiệt độ đo y(k), ngược lại mạch điều khiển ngắt mạch không tiếp tục cung cấp điện cho lò nhiệt độ đặt w(k) nhỏ nhiệt độ đo y(k) Một vùng trễ đưa vào để hạn chế tần số đóng ngắt sơ đồ khối trên: nguồn đóng sai số e(k) > ∆ ngắt e(k) < - ∆ Như vậy, nhiệt độ đo y(k) dao động quanh giá trị đặt w(k) 2∆ gọi vùng trễ rơ le Khâu rơle có trễ gọi mạch so sánh Smith mạch điện tử ∆ giá trị thềm hay ngưỡng Đặc tính phương pháp điều khiển ON-OFF cho hình dưới: Đặc tính điều khiển điều khiển ON – OFF Điều khiển ON-OFF có ưu điểm là: Thiết bị tin cậy, đơn giản, chắn, hệ thống hoạt động với tải Tính tốn thiết kế phức tạp cân chỉnh dễ dàng Điều khiển ON-OFF tốt cho hệ thống điều khiển nhiệt độ tăng lên chậm sai phân G cân nhiệt ngõ ON ngõ OFF nhỏ Nhưng có nhược điểm sai số xác lập lớn hệ cân động quanh nhiệt độ đặt thay đổi theo tải Khuyết điểm hạn chế giảm vùng trễ cách dùng phần tử đóng ngắt điện tử mạch cơng suất B ) Điều khiển khâu tỉ lệ (P) Đây hình thức điều khiển tốt điều khiển ON – OFF cách cung cấp lượng cho lò nhiệt dựa vào khác biệt nhiệt độ nhiệt độ thực tế đối tượng nhiệt độ đặt, với KP xem độ khuếch đại tỷ lệ điều khiển W = Kp.(TS – TO) (2.7) Đáp ứng điều khiển khâu tỉ lệ (P) Ta thấy hệ số khếch đại KP lớn sai số xác lập nhỏ nhiên đáp ứng hệ thống dao động, độ vọt lố cao Nếu KP tăng giới hạn hệ thống trở nên ổn định Do khơng thể có sai số hệ thống tăng hệ số khếch đại lên vô C ) Điều khiển khâu vi phân tỉ lệ (PD) Vấn đề tính ổn định tầm điều khiển tỷ lệ với độ khuếch đại lớn, giảm thêm vào khâu vi phân cho tín hiệu sai số d W Kp TS TO TD TS TO dt (2.8) Với KD = KP TD; TD : thời vi phân điều khiển PD Kỹ thuật gọi kỹ thuật điều khiển PD Khâu vi phân hiệu chỉnh khả đáp ứng thay đổi nhiệt độ đặt, giảm độ vọt lố , đáp ứng c(t) bớt nhấp nhô hơn, biểu diễn hình sau: Đáp ứng điều khiển khâu vi phân tỉ lệ (PD) với P = Dựa vào đáp ứng độ hệ thống thay đổi giá trị TD giữ hệ số KP số Ta thấy TD lớn đáp ứng nhanh, thời gian lên ngắn Tuy nhiên, thời gian lên nhanh dẫn đến vọt lố đáp ứng khơng có dao động Bộ hiệu chỉnh PD thực linh kiện mạch thụ động, dùng khếch đại thuật toán, điện trở tụ điện Nhược điểm PD nhạy nhiễu thân PD mạch lọc thông cao, với độ lợi lớn làm tăng ảnh hưởng tín hiệu nhiễu D) Điều khiển khâu tích phân tỉ lệ (PI)