ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНОСУШИЛОК КАК ОБЪЕКТОВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Режим сушки. Взерноочистительных и сушильных пунктах ав­томатизация техно-логических процессов неполная. Рассмотрен­ные схемы автоматизации зерноочистительно-сушильных комп­лексов обеспечивают дистанционное управление (пуск и останов) и авто-блокировку в поточных линиях, защиту от аварийных и не­нормальных режимов работы ус-тановок и предупредительную сигнализацию, контроль температуры теплоносителя и зер-на, из­мерение предельных значений уровня в емкостях и влажности зерна на входе и выхо-де сушилки, а также регулирование темпера­туры теплоносителя на входе в сушилку.

Для получения продовольственного и семенного зерна высоко­го качества парамет-ры процесса сушки необходимо выбирать с учетом как биофизических свойств зерна (вида и типа зерновой культуры, начальной его влажности и температуры), так и технологичес-ких показателей процесса сушки (начальной и конечной температуры и влажности тепло-носителя, загрузки и экспозиции сушки зерна в сушилке и др.).

Только с учетом указанных факторов можно обеспечить опти­мальное автоматичес-кое управление процессом сушки зерна по температуре и влажности. Как показывает прак-тика, при ручном управлении процессом сушки температура теплоносителя (агента сушки) колеблется в пределе 15...20^еС, температура нагрева зер­на — 5...7 °С, а влажность зерна — 4...6 % от требуемых значений. Из-за инерционности изменения параметров управления опера­тор не в состоянии стабилизировать управляемые параметры на заданных уровнях, что вызывает нарушение процесса сушки, а производительность поточных линий не пре-вышает 70 % номи­нальной. Например, при заниженной температуре теплоносителя произ-водительность сушилки резко падает и увеличиваются удельные затраты энергии на сушку. При повышенной темпера­туре клейковина (белок) зерна подвергается денатурации, что приводит к ухудшению качества продовольственного и особенно семенного зерна. В связи с этим семенное зерно сушат при более низкой температуре, чем продовольственное.

Для сушки продовольственного зерна температура теплоноси­теля должна быть не более ±150 °С, семян злаковых культур — 70, бобовых — 45 °С соответственно.

Отклонение температуры теплоносителя от номинального зна­чения должно быть не более ±5 °С, съем влаги за один проход че­рез зерносушилку не должен превышать 6 % для злаковых и 3...4 % для бобовых культур, кукурузы, риса, проса и гречихи. Температу­ра зер-на, вышедшего из охладительных колонок, не должна пре­вышать температуру наружного воздуха более чем на 10...15 °С.

Математическая модель зерносушилокв значительной степени облегчает опреде-ление управляющих и управляемых величин, учет влияний возмущающих воздействий и выбор структуры и типа ре­гулятора.

Поскольку температура нагрева θ и влажность w зерна на вы­ходе из зерносушилки зависят от температуры θ_Т, расхода L и относительной влажности ф подаваемого в сушилку теплоноси­теля, начальной температуры θ_тО иисходной влажности w зер­на, скорости v дви-жения и времени t пребывания зерна в су­шильной камере, а также от конструктивных пара-метров су­шилки: θ, w =v (θ_Т, L, ф, θто, w, v, t, К) ,(8.1) то для определения взаимосвязей между ними необходимо иссле­довать математическую модель сушильной камеры (рис. 8.10).

Аналитически определить взаимосвязи между указанными ве­личинами по модели весьма трудно из-за нелинейности зависимо­стей между параметрами, рассредоточенности и разных их значе­ний по всему объему сушильной камеры, а также из-за разных физико-химических свойств и форм связи влаги зерна. Остается единственный путь экспериментальное определение передаточ­ных функций сушилки.

Экспериментальные исследования показали, что наиболее сильная корреляционная связь в шахтных сушилках наблюдается между начальной w₀ и конечной w влажностью зерна, скоростью движения v и конечной влажностью w зерна, начальной θ_rt и ко­нечной θ_т температурами теплоносителя, начальной θ₀ и конеч­ной θ температурами зерна.

В шахтной зерносушилке выходными управляемыми параметра­ми являются тем-пература θ и влажность w зерна на выходе, а вход­ными управляющими параметрами — те-мпература θ_rt теплоноси­теля и скорость движения v зерна через шахту. Начальные темпера-тура θ _o и влажность w₀ зерна на входе в сушилку с точки зрения автоматического управле-ния являются мешающими воздействия­ми. Между остальными параметрами связь (8.1) слабая — с коэф­фициентом взаимной корреляции менее 0,4, поэтому они в моде­ли рисунка 8.10, а не показаны, т. е. ими пренебрегают.

В барабанной зерносушилке скорость передвижения зерна по ба­рабану весьма не-равномерна, вследствие этого за входные пара­метры приняты производительность сушилок Q время t пребыва­ния зерна в сушилке. За выходной параметр влажности удобнее принять влагосъем в сушилке за один проход: Aw = w_Q — w, где w_Q и w— влажность зерна на входе и выходе сушилки (рис. 8.10, б).

Между указанными на моделях параметрами существуют пря­мые связи (связь те-мпературы на выходе и входе, влажности зерна на выходе и входе сушилки) и перекрест-ные. Они определяются для зерносушилок передаточными функциями.

Другими словами, система автоматического управления должна оптимизировать процесс сушки систем по двум-трем управляе­мым параметрам: Q, w (Aw), θ_rt —при помо-щи изменения входных величин (температуры теплоносителя θ_{rt ,} скорости v или произво­дительности q и времени t прохождения зерна через сушилку), по отклонению управляе-мых параметров и с учетом возмущающих воздействий θ _o и w.