* Điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy.
Các kết quả khảo sát ở hai chế độ cài đặt cho thấy nhiệt độ tác nhân sấy có
độ chính xác điều chỉnh trong khoảng (98,1 ữ 98,5)% sai lệch so với giá trị cài
đặt khoảng ± (3 ữ 5)0C. So với các yêu cầu về công nghệ sấy, sai số này hoàn
toàn có thể chấp nhận đ−ợc. So với nhiệm vụ thiết kế đặt ra (trang 47), khoảng
điều chỉnh và vi sai điều chỉnh đều nằm trong giới hạn định tr−ớc (σts = ±2,5% ts;
* Điều chỉnh nhiệt độ khí thải.
Những kết quả khảo sát đã cho thấy, nhiệt độ khí thải điều chỉnh nhờ bộ điều chỉnh tự động cho độ chính xác 99% sai số so với nhiệt độ khí thải cài đặt là
±0,50C và từ đó nhận đ−ợc độ chính xác của đại l−ợng mục tiêu (độ ẩm sản phẩm
sau sấy) có độ chính xác trung bình đạt 98,5% sai lệch so với độ ẩm mong muốn xấp xỉ 0,2% theo kinh nghiệm trong thực tiễn sản xuất sai số này có thể chấp nhận do độ ẩm sau sấy còn có quá trình làm nguội và “giàn ẩm” để có thể đạt tới
độ ẩm cần thiết theo yêu cầu của sản xuất.
So với nhiệm vụ thiết kế đặt ra khoảng điều chỉnh và vi sai điều chỉnh đều nằm trong giới hạn định tr−ớc (σt2 = ±10C; ∆t2= ±20C).
Kết luận và kiến nghị
• Kết luận
Sau 12 tháng tổ chức thực hiện đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống tự động hoá điều khiển quá trình sấy tinh bột trong dây chuyền sản xuất tinh bột ẩm” mã số 198.10.RD/HĐ-KHCN đến nay có thể rút ra một số nhận định sau:
Đề tài đã thực hiện với đầy đủ các nội dung đã đăng ký ghi trong “Hợp đồng đặt hàng sản xuất và cung cấp dịch vụ sự nghiệp công nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ” và thực hiện nghiêm túc nội dung, tiến độ và kết quả ghi tại phụ lục 1 của hợp đồng. Cụ thể:
+ Đã tập hợp để và tham khảo các kết quả nghiên cứu, các tài liệu khoa
học liên quan để lập báo cáo tổng quan nghiờn cứu.
+ Thiết lập cơ sở lý thuyết và thực nghiệm về các đại l−ợng cần điều chỉnh của quá trình sấy cũng nh− đại l−ợng mục tiêu của quá trình điều khiển. Từ đó chọn nhiệt độ tác nhân sấy, nhiệt độ khí thải là hai đại l−ợng cần điều chỉnh để nhận đ−ợc độ ẩm sản phẩm theo yêu cầu đặt ra của công nghệ sấy.
+ Tiến hành khảo sát, tập hợp các dữ liệu để thiết lập về mặt đại số quan hệ cần điều chỉnh (ch−ơng 2) để đề ra các nhiệm vụ thiết kế cụ thể cho các hệ
thống thiết bị điều khiển. Tiến hành thiết kế kỹ thuật hệ thống (mục 3.2) về lựa
chọn các phần tử chức năng, tích hợp mạch điều khiển nhiệt độ tác nhân sấy và nhiệt độ khí thải. Lắp ráp các mạch tích hợp và tiến hành thử nghiệm khả năng làm việc của các mạch (trong điều kiện thí nghiệm).
+ Lắp đặt hệ thống thiết bị điều khiển tự động trên thiết bị sấy tinh bột của nhà máy chế biến tinh bột sắn Yên Thành – Nghệ An. Tiến hành khảo sát đánh giá khả năng làm việc thực tế và xác định các chỉ tiêu đánh giá chất l−ợng điều chỉnh của hệ thống (ch−ơng 4). Qua các kết quả khảo sát rút ra nhận xét về mặt ứng dụng hệ thống trong điều kiện sản xuất tinh bột sắn của Việt Nam hiện nay.
• Kiến/đề nghị
Tuy nhiên do thời gian thực hiện đề tài ngắn (đặc biệt là thời gian khảo sát đánh giá chất l−ợng điều chỉnh tại cơ sở sản xuất do tính thời vụ của sản xuất và
do những nguyên nhân khách quan về tổ chức sản xuất). Do vậy những nhận xét
đánh giá sau đợt khảo sát chỉ nên xem là những thành công b−ớc đầu, tuy nhiờn
đõy vẫn cú thể được xem/coi như cú tớnh chất để tham khảo rất hữu ớch. Để có thể phổ biến ứng dụng rộng rãi, phổ cập cần phải có thời gian áp dụng thử đặc
biệt là cần tiến hành thớ nghiệm nhiều hơn nữa, nhằm bổ xung thờm để xác lập
đ−ợc các giá trị cài đặt của nhiệt độ tác nhân sấy (t1). Đồng thời nờn/(phải) tiến
hành khảo nghiệm đối với điều kiện khớ hậu, thời tiết đặc trưng cho một số (cỏc) vựng, miền khỏc nhau về giỏ trị cài đặt của nhiệt độ khí thải t−ơng thích với độ ẩm sản phẩm cũng nh− hiệu quả quá trình sấy.
Tài liệu tham khảo
1. Trần Văn Phú (2002). Tính toán và thiết kế hệ thống sấy, Nhà xuất bản Giáo dục.
2. Nguyễn Văn Khoẻ (2003). Báo cáo kết quả nghiên cứu thiết kế chế tạo
hệ thống sấy tinh bột sắn kiểu khí động (KC-07-14-05). Viện nghiên cứu
thiết kế chế tạo máy nông nghiệp (RIAM)
3. Nguyễn Văn Khoẻ (2008). Thuyết minh sử dụng hệ thống chế biến tinh
bột sắn. Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông nghiệp (RIAM)
4. Nguyễn Đức Lợi (2001). Tự động hoá hệ thống lạnh, NXB giáo dục. 5. Nguyễn Văn Hũa (2001). Cơ sở lý thuyết điều khiển tự động, NXB khoa
học kỹ thuật.
6. Phan Đức Chiến( 2004): Hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo dây
chuyền thiết bị chế biến tinh bột sắn đạt tiêu chuẩn xuất khẩu công suất
50 TSP/ngày. Báo cáoDự án cấp nhà n−ớc KC.05 – DA.11.
7. Phan Đức Chiến (2009). Báo cáo kết quả làm việc của hệ thống sấy tinh
bột sắn (50 ữ 60)T/h và (100 ữ 120)T/h lắp đặt tại nhà máy chế biến tinh
bột sắn Yên Thành, Yên Bái, Lào Viêng và Sơn Sơn, Hồ sơ công trình ứng
dụng khoa học và sản xuất, Viện nghiên cứu thiết kế chế tạo máy nông
nghiệp (RIAM).
8. Trần Nh− Khuyên (2008). Tự động điều khiển trong chế biến nông sản
thực phẩm, ĐHNN HN.
9. Nguyễn Doãn ý (2008). Xử lý số liệu thực nghiệm trong kỹ thuật, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật
10. H−ớng dẫn sử dụng đồng hồ điều khiển nhiệt độ DELTA 11. H−ớng dẫn sử dụng biến tần HITACHI
Mục lục
Lời cảm ơn... 1
Các ký hiệu viết tắt ... 2
Mở đầu... 4
Ch−ơng 1:Tổng quan về kỹ thuật tự động điều khiển, điều chỉnh và kiểm soát quá trình sấy tinh bột sắn. ... 6
1.1. Giới thiệu công nghệ sản xuất tinh bột sắn. Các yếu tố điều kiện của quá trình sấy tinh bột sắn. ... 6
1.1.1. Sơ l−ợc về công nghệ sản xuất tinh bột sắn từ củ sắn t−ơi ... 6
1.1.2. Kỹ thuật sấy tinh bột bằng khí động ... 7
1.1.3. Những yếu tố ảnh h−ởng đến quá trình sấy tinh bột bằng kỹ thuật sấy kiểu khí động và khả năng điều chỉnh, kiểm soát chúng khi sấy... 9
1.1.3.1.Độ ẩm nguyên liệu (tinh bột) - yếu tố đầu vào của quá trình sấy ... 9
1.1.3.2.L−u l−ợng và độ ẩm tác nhân sấy... 10
1.1.3.3.Nhiệt độ tác nhân sấy và thời gian sấy ... 11
1.1.3.4.L−ợng cung cấp nguyên liệu sấy ... 12
1.2.Tình hình áp dụng những giải pháp kỹ thuật tự động điều khiển quá trình sấy tinh bột bằng thiết bị sấy kiểu khí động. Phân tích, nhận xét về khả năng ứng dụng ... 12
1.2.1. Sự cần thiết của các kỹ thuật điều khiển, tự động điều khiển quá trình sấy tinh bột... 12
1.2.2. Giải pháp kỹ thuật đã và đang đ−ợc áp dụng ở trong và ngoài n−ớc. Phân tích, nhận xét ... 13
1.2.2.1.Ph−ơng án thứ nhất (xem hình 1.3 và 1. 4) ... 14
1.2.2.2.Ph−ơng pháp thứ hai (xem hình 1. 5 và 1. 6) [3]... 18
1.2.2.3.Ph−ơng án kỹ thuật thứ 3 (xem hình 1.7) [3] ... 21
Ch−ơng 2: Khảo sát quan hệ của các thông số nhiệt ẩm trong quá trình sấy tinh bột bằng thiết bị sấy khí động. Đề xuất thông số kỹ thuật cho hệ thống tự động điều chỉnh chế độ sấy...86
2.1.1. Điều kiện tiến hành thực nghiệm. ... 26
2.1.2. Ph−ơng pháp thực nghiệm và đo đạc các thông số... 26
2.1.3. Ph−ơng pháp xử lý các số liệu đo ... 28
2.1.4. Thiết bị, dụng cụ đo sử dụng trong tiến trỡnh thớ nghiệm... 28
2.2. Phân tích, đánh giá các kết quả thực nghiệm ... 28
2.2.1. Tổng hợp các kết quả thực nghiệm... 28
2.2.2. Phân tích các kết quả thực nghiệm ... 32
2.3. Một số nhận định mang tính định l−ợng đối với tính năng kỹ thuật của các mạch điều khiển ... 35
2.3.1. Yêu cầu đối với mạch điều khiển nhiệt độ tác nhân sấy ... 35
2.4.2.Yêu cầu đối với mạch điều chỉnh nhiệt độ khí thải (t2)... 35
Ch−ơng 3: Nhiệm vụ thiết kế và kỹ thuật hệ thống điều khiển quá trình sấy tinh bột sắn bằng thiết bị sấy khí động...36
3.1. Nhiệm vụ thiết kế và các cơ sở lý thuyết điều khiển các mạch... 36
3.1.1. Sơ đồ nhiệt - ẩm quá trình sấy ... 36
3.1.2. Thuật toán xác định các quá trình nhiệt động cơ bản của không khí ẩm.. 37
3.1.3. Cơ sở lý thuyết cho việc điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy (t1). ... 38
3.1.4. Quan hệ đại số của các đại l−ợng cơ bản của đối t−ợng sấy và hiệu quả quá trình sấy. ... 39
3.2. Thiết kế kỹ thuật hệ thống điều khiển tự động quá trình sấy tinh bột sắn bằng thiết bị khí động công suất 50 và 100tấn/ngày... 41
3.2.1. Tiêu chuẩn cơ bản để lựa chọn ph−ơng án kỹ thuật. ... 41
3.2.2. Lựa chọn ph−ơng án kỹ thuật ... 42
3.2.2.1.Mạch điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy (t1) ... 44
3.2.2.2.Mạch điều chỉnh sự cân bằng ẩm trong quá trình sấy thông qua sự điều chỉnh nhiệt độ khí thải sau sấy (t2) ... 45
3.2.2.3.Mạch điều chỉnh l−u l−ợng tác nhân sấy... 46
3.2.3. Đặc tính của các mạch điều chỉnh. Điều kiện giới hạn quá trình điều khiển của các mạch. ... 47
3.2.3.1.Mạch điều khiển nhiệt độ tác nhân sấy ... 47
3.3. Lựa chọn các phần tử chức năng tích hợp mạch điều khiển... 51
3.3.1. Mạch điều khiển tác nhân sấy (ts) ... 51
3.3.1.1.Đồng hồ điều khiển nhiệt độ DTB4848 (hãng DELTA) ... 52
3.3.1.2.Cảm biến nhiệt độ... 54
3.3.1.3.Nguyên lý – kết cấu van điều tiết không khí hoà trộn ... 54
3.3.1.4.Mạch điều khiển van tiết l−u không khí hoà trộn... 55
3.3.2. Tích hợp mạch điều khiển tốc độ vít tải cấp liệu nguyên liệu sấy theo nhiệt độ khí thải (t2)... 57
3.3.2.1.Cảm biến nhiệt độ... 58
3.3.2.2.Đồng hồ điều khiển nhiệt độ. ... 58
3.3.2.3Bộ biến đổi tần số dòng điện. ... 58
3.3.2.4.Sơ đồ đấu ghép hệ điều khiển vận tốc vít cấp nguyên liệu sấy ... 59
3.3.2.5.Thiết kế tính toán và nguyên lý cấu tạo vít cấp nguyên liệu sấy... 61
3.3.2.6.Thiết kế tính toán vít cấp nguyên liệu sấy:... 65
Ch−ơng 4: Khảo sát đánh giá hệ thống điều khiển tự động ... 72
4.1. Mục đích, nhiệm vụ, yêu cầu và nội dung khảo sát ... 72
4.1.1. Mục đích, nhiệm vụ... 72
4.1.2. Nội dung cơ bản của khảo sát ... 72
4.1.3. Yêu cầu khi tiến hành khảo sát ... 73
4.2. Điều kiện tiến hành khảo sát. ... 73
4.2.1. Sơ đồ lắp đặt hệ thống tự động điều khiển trên thiết bị sấy. ... 73
4.2.2. Các thiết bị điều khiển tự động ... 74
4.2.3. Các thông số khảo sát và ph−ơng pháp đo và xử lý số liệu đo ... 75
4.3. Kết quả khảo nghiệm... 77
4.3.1. Khảo sát xác định giá trị cài đặt (xác lập) của các đại l−ợng... 77
4.3.2. Tổng hợp kết quả khảo sát đánh giá các đại l−ợng ... 78
4.3.2.1.Kết quả khảo sát thăm dò, xác lập các giá trị điều chỉnh... 78
4.3.2.2.Nhiệt độ tác nhân sấy (t1) ... 79
4.3.2.3Nhiệt độ không khí thải sau quá trình sấy (t2)... 80
4.3.2.4.Kết quả khảo sát độ ẩm sản phẩm sau sấy. ... 81
Kết luận và kiến nghị... 84 Tài liệu tham khảo ... 86 Phụ lục