冷卻過程及冷卻過程中水分控制系統(tǒng)

胡杰

摘 要：飼料的水分含量是一項非常重要的質(zhì)量指標，它直接影響到飼料的品質(zhì)和飼料生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益，對其進行有效控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量安全的關(guān)鍵因素之一。本文較詳細地分析了水分控制系統(tǒng)的技術(shù)方案，并且總結(jié)了技術(shù)難點以及控制結(jié)果，希望能對研究人員和企業(yè)提供有益的幫助。

關(guān)鍵詞：冷卻過程;水分控制;技術(shù)方案

冷卻過程一般采用環(huán)境空氣，而且只能夠控制飼料在冷卻器中的溫度降低，不能夠控制冷卻過程中水分的降低;在極端的情況下，冷卻的時間會很長，水分降低的過多或者水分降低的很少;干燥過程采用高溫的空氣，只能夠控制水分的變化，需要占用很多的空間，并且需要較高的能耗和投資，并帶來額外的尾氣處理的問題;冷卻和干燥的尾氣一般直接排放會造成環(huán)境污染的問題[1]。在飼料生產(chǎn)過程中，控制飼料顆粒溫度降低的同時控制飼料顆粒的水分。如果水分和溫度過高會造成飼料的儲藏時間減少，并有冷凝水產(chǎn)生的風險，進而引起質(zhì)變。如果水分和溫度過低，會造成成本的升高。尾氣循環(huán)利用，避免了尾氣的排放會，避免環(huán)境污染的問題[2]。

1 水分控制系統(tǒng)的技術(shù)方案

1.1 產(chǎn)品的組成、形狀

1.0：冷卻器;1.1：溫度傳感器;1.2：溫度濕度傳感器;1.3：布袋除塵器;1.4：風機;1.5：循環(huán)空氣管道;2.0：冷水機;2.1：散熱風扇;2.2：熱泵;3.0;冷卻水緩沖罐;3.1：循環(huán)水泵;3.2：溫度傳感器;4.0：換熱器;4.1：除水板;4.2：溫度傳感器; 5： 成品濕度傳感器;6：混合機;6.1：輸送設(shè)備;7：原料濕度傳感器;8.1：喂料絞龍;8.2：調(diào)質(zhì)器;8.3：制粒機;9：其它工藝過程

1.2 描述產(chǎn)品各組成的相互關(guān)系

粉末狀的原料進入到混合機6后經(jīng)過輸送設(shè)備6.1后進入喂料絞龍8.1，在輸送設(shè)備6.1和喂料絞龍7.1之間有原料濕度傳感器。粉末狀的原料經(jīng)過調(diào)質(zhì)器8.2，制粒機8.3和其它工藝過程9后進入冷卻器1.0。經(jīng)過空氣冷卻和去除水分后，經(jīng)過飼料出口進入到下一工序，在進入到下一個工序之前經(jīng)過成品濕度傳感器5進行飼料顆粒濕度的測量。

空氣經(jīng)過換熱器4.0后，經(jīng)過除水板4.1后進入冷卻器1.0，空氣冷卻飼料顆粒和去除水分后經(jīng)過布袋除塵器1.3，風機1.4后進入循環(huán)空氣管道1.5，然后經(jīng)過換熱器4.0，除水板4.1后進入冷卻器1.0形成循環(huán)。

冷水機2.0產(chǎn)生冷水，冷水在冷卻水緩沖罐3.0和熱泵2.1之間循環(huán)，冷卻水緩沖罐3.0中的冷水，經(jīng)過循環(huán)水泵3.1后在換熱器4.0和冷卻水緩沖罐之間循環(huán)，來冷卻循環(huán)空氣。

1.3 產(chǎn)品的工作原理

粉末狀的原料經(jīng)過飼料入口進入到混合機6，混合后經(jīng)過輸送設(shè)備6.1，輸送到喂料絞龍8.1，在喂料絞龍8.1之前經(jīng)過原料濕度傳感器7測量原料的濕度，經(jīng)過調(diào)質(zhì)器8.2，制粒機8.3和其它工藝過程9后形成高溫高濕的飼料顆粒進入冷卻器1.0。

高溫高濕的飼料顆粒經(jīng)過飼料進口進入冷卻器1.0，循環(huán)空氣經(jīng)過換熱器4.0冷卻后也進入冷卻器1.0，用來冷卻和干燥高溫高濕的飼料顆粒。冷卻空氣形成高溫高濕并含有粉塵的循環(huán)空氣，經(jīng)過布袋除塵器1.3分離攜帶的粉塵，粉塵經(jīng)過布袋除塵器的關(guān)風器進入到下一工序，尾氣經(jīng)過風機1.4后進入循環(huán)空氣管道1.5，循環(huán)管道1.5和換熱器4.0連接，形成一個閉環(huán)，可以用來控制水分和避免環(huán)境的污染。循環(huán)管道1.5之間根據(jù)不同的工藝情況可能會有其它的冷卻系統(tǒng)如涼水塔，換熱器等來冷卻出冷卻器1.0的尾氣。

循環(huán)空氣經(jīng)過換熱器4.0，冷卻到系統(tǒng)需要的溫度，即4.2溫度傳感器顯示的溫度，冷卻后的環(huán)境空氣含有一定量的冷凝水，冷凝水經(jīng)過除水板4.1后去除，不含水的冷空氣進入冷卻器1.0。換熱器4.0內(nèi)會形成一定量的冷凝水，冷凝水進行二次利用或者處理后排放。

冷卻空氣的溫度越低，飼料顆粒和空氣的溫度梯度大，冷卻速度越快;冷卻空氣的溫度越低，飼料顆粒內(nèi)外的水分梯度越小，干燥速度越慢。經(jīng)過溫度傳感器4.2，可調(diào)節(jié)式高料位計1.6，溫度傳感器1.1，濕度溫度傳感器1.2，成品濕度傳感器5，原料濕度傳感器7以及風機1.4來平衡冷卻風進口溫度，出口溫度和濕度以及冷卻器進口風量，從而使飼料顆粒的溫度和濕度達到品質(zhì)的要求。

簡單控制來說，由溫度傳感器1.1來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)式高料位計1.6;由溫度濕度傳感器1.2來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)式高料位計1.6以及風機1.4;由成品濕度傳感器5和原料濕度傳感器7之間的差值調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)式高料位計1.6;但是一個完整的控制系統(tǒng)應(yīng)該是溫度傳感器4.2，溫度傳感器1.1，高料位計1.6，濕度溫度傳感器1.2，成品濕度傳感器5和原料濕度傳感器7和風機1.4依據(jù)冷卻模型建立的動態(tài)平衡的一個結(jié)果。其中高料位計1.6為可移動式料位計或者可調(diào)節(jié)式料位計。

經(jīng)過對比成品濕度傳感器5和原料濕度傳感器7之間的值，可以知道原料水分和成品水分的差值，當成品濕度傳感器5的數(shù)值小于原料濕度傳感器的值時，調(diào)節(jié)可移動式料位計1.6，使成品濕度傳感器5的數(shù)值等于原料濕度傳感器7的值;當成品濕度傳感器5的數(shù)值大于原料濕度傳感器的值時，調(diào)節(jié)可移動式料位計1.6，使成品濕度傳感器5的數(shù)值等于原料濕度傳感器7的值.從而避免水分的損失照成損失和質(zhì)量不達標。

換熱器4.0的冷卻水經(jīng)過循環(huán)水泵3.1，在冷卻水緩沖罐3.0和換熱器4.0之間循環(huán)，溫度傳感器3.2控制循環(huán)水泵3.1控制循環(huán)水量，從而控制環(huán)境溫度出換熱器4.0的溫度。

冷水機2.0用來冷卻水緩沖罐3.0內(nèi)的冷卻循環(huán)水，冷卻水緩沖罐3.0內(nèi)的熱水側(cè)的熱水進入熱泵2.1冷卻后進入冷卻水緩沖罐的冷水側(cè)，完成循環(huán)。熱泵2.1置換出的熱量經(jīng)過散熱風扇2.2散熱。

2 技術(shù)關(guān)鍵點和欲保護技術(shù)點

技術(shù)關(guān)鍵點（希望保護的技術(shù)點）：1：通過控制環(huán)境空氣進入冷卻器溫度的方法來控制飼料顆粒的溫度以及水分;2：通過溫度傳感器4.2，溫度傳感器1.1，可調(diào)節(jié)式高料位計1.6，溫度濕度傳感器1.2，成品濕度傳感器5和原料濕度傳感器7以及風機1.4一個或者多個設(shè)備或傳感器相互聯(lián)系的方法來控制飼料顆粒的溫度和水分。

3 技術(shù)效果

只使用冷卻工藝來冷卻飼料顆粒和控制飼料顆粒的水分，優(yōu)化了工藝，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少設(shè)備使用量，減少損失，并能夠節(jié)省投資。還能夠循環(huán)利用冷卻空氣，避免環(huán)境的污染。

4 結(jié)束語

飼料水分的控制亦是影響飼料加工廠經(jīng)濟效益重要因素之一，對一些工藝設(shè)計和設(shè)備結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，通過對飼料中水分減少損耗和添加的水分能穩(wěn)定的留在飼料內(nèi)部，每一個工序雖能帶來飼料水分的變化是極微量的，但大量微量的積聚就是一個較大量數(shù)值，預計能減少 0.2%～0.3%的水分損耗，使飼料加工廠能獲得較好的經(jīng)濟效益。特別在市場競爭十分激烈的今天，要求飼料加工廠的工藝設(shè)計是精細化的，飼料加工廠管理亦要精細化，需從抓大的與抓微量同步進行，才能使飼料加工廠獲得較好的經(jīng)濟效益，在激烈的市場競爭中占據(jù)有利地位。

參考文獻

[1]王若蘭，等.糧食儲運安全與技術(shù)管理[M].化學工業(yè)出版社，2019：5.

[2]屠康，等.食品物性學[M].東南大學出版社，2019：9.