一種淀粉水分在線自動控制方法

□ 劉國超 李春會 中糧生化能源(龍江)有限公司

1 淀粉干燥主要生產工藝及控制

1.1 生產工藝及主要設備

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

室外新鮮空氣經空氣加熱器（位號21.05）加熱后，通過引風機（位號21.10）將濕淀粉和加熱空氣吸入風送干燥系統，熱空氣和濕淀粉充分接觸后，水分被熱空氣帶走，經過旋風分離器分離后，濕空氣通過引風機排出至室外，干燥后淀粉經回轉閥（位號21.09）下落至淀粉風送輸送系統，進入成品淀粉料倉。工藝流程如圖1所示。

圖1 淀粉干燥生產工藝及控制流程圖

1.2 主要控制點

螺旋混料器下方安裝有動態稱重設備，對螺旋混料器中的物料重量進行適時檢測，物料送入螺旋給料器的速度通過變頻器進行調節。

空氣加熱器的出口空氣溫度、引風機的入口空氣溫度進行適時連續自動控制，通過自動控制閥控制空氣加熱器新鮮蒸汽的流量調節進入干燥器的空氣溫度、排出干燥器的空氣溫度穩定在160℃、60℃。

引風機（位號21.10）的入口風壓，作為顯示、監控用，并參與干燥系統的連鎖保護。

2 淀粉水分控制中存在的問題及控制優化

2.1 存在的問題

淀粉的水分檢測通過成品料倉取樣進行數據檢測。取樣間隔時間為1.5小時。水分檢測數據之后，操作員只能根據個人經驗進行各項參數控制。由于沒有更直接、快速、準確的水分參數反饋與控制方法，淀粉水分控制在相對穩定的數值，變得非常困難。加之空氣濕度變化以及冬夏季氣候轉換等因素很容易造成產品水分超標。

2.2 控制優化

在空氣加熱器出口、引風機的入口安裝空氣濕度記錄儀，檢測干、濕空氣濕度的變化情況，通過DCS系統計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程中水分的損失。

在回轉閥的下方安裝淀粉水分在線近紅外檢測儀，適時檢測水分控制情況，根據空氣的濕度變化情況適時控制21.03的給料速度，并連鎖控制21.02的給料速度。同時21.05空氣加熱器的出口空氣溫度和新鮮蒸汽調節閥構成單回路PID控制，使空氣加熱器的出口風溫穩定在140～160℃的任一設定值。此時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系，達到淀粉水分穩定控制的目的。

2.3 設備選型

濕度測量必須同時測量溫度，通過公式進行計算修正。濕度測量儀表量程應滿足測量-40 ～ 180℃的相對濕度和溫度，精度達到±2% RH以上。濕度測量應選擇電容式測量原理的測量設備，其響應時間較快，能夠滿足快速測量的要求。設備選購時應盡量選用OMEGA，SIEMENS等知名品牌的產品。隨著在線檢測技術的快速發展，產品水分線測量設備工業應用已經非常成熟。淀粉水分在線檢測比較常見的設備有丹麥FOSS的Powder Probe快速水分測定儀、瑞典波通DA7440等在線近紅外分析儀產品。

3 效益分析

以一個年加工玉米60萬噸的加工企業為例，年生產商品玉米淀粉40萬噸。假設該企業工藝改進前，淀粉水分平均控制在13.2%，工藝改進后，水分控制在13.5%，提高0.3%。企業每年可多獲得0.3%×400000×2000=240萬元的利潤?？刂苾灮罂梢杂行Э刂飘a品水分超標，提升產品質量。