糧食烘干機(jī)的自動(dòng)化控制

吳春升+馮志俠+許才花+韓長(zhǎng)生

摘 要：糧食烘干機(jī)在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制后能夠有效降低投資成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，在保證糧食品質(zhì)的基礎(chǔ)上節(jié)約能源，同時(shí)可以減輕操作人員的工作壓力，使糧食烘干機(jī)能夠充分發(fā)揮自身的生產(chǎn)能力。對(duì)糧食烘干機(jī)的自動(dòng)化控制特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的措施。

關(guān)鍵詞：糧食烘干機(jī)；自動(dòng)化控制；食品機(jī)械

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.07.004

近幾年科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，實(shí)用型技術(shù)的應(yīng)用也受到了人們的廣泛關(guān)注。糧食烘干行業(yè)在近幾年得到了快速的發(fā)展，特別是在烘干設(shè)備上取得了很大的進(jìn)步，并逐步向自動(dòng)化方向發(fā)展。烘干系統(tǒng)的單機(jī)設(shè)備選型已經(jīng)比較成熟，這在很大程度上促進(jìn)了系統(tǒng)設(shè)備連續(xù)作業(yè)的穩(wěn)定性。糧食烘干機(jī)的自動(dòng)化控制有效提高了烘干效率，同時(shí)糧食品質(zhì)也得到了提升，這對(duì)于糧食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有積極意義。

1 糧食烘干機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)

1.1 多變量

糧食烘干機(jī)的自動(dòng)化控制是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程，涉及到許多的變量，既需要考慮加工過(guò)程中糧食水分與溫度、干燥介質(zhì)溫度、濕度以及外界環(huán)境對(duì)干燥的參數(shù)影響，也需要考慮糧食烘干機(jī)的工藝流程[1]。因此，糧食烘干機(jī)的自動(dòng)化控制是一個(gè)多變量參數(shù)共同決定的過(guò)程。

1.2 非線性穩(wěn)態(tài)

糧食烘干過(guò)程涉及到升溫、恒速、降速等多個(gè)階段，其中降速是糧食烘干的主要控制階段，在這一階段，糧食的水分變化是非線性的、此外，由于糧食烘干機(jī)的作業(yè)條件復(fù)雜，受到許多因素的影響，檢測(cè)自控效果較難，使得很多糧食烘干機(jī)常需要在非穩(wěn)態(tài)下工作。

1.3 干燥時(shí)間長(zhǎng)

糧食烘干機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)受谷物流速影響，糧食干燥時(shí)間較長(zhǎng)，糧食需要在烘干機(jī)中停留較長(zhǎng)時(shí)間才能完成干燥。因此，糧食烘干機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的相應(yīng)速度較慢且存在嚴(yán)重的交互作用，一旦控制參數(shù)發(fā)生改變，那么烘干機(jī)的整體性能參數(shù)都會(huì)發(fā)生改變。

2 糧食烘干機(jī)自動(dòng)控制的措施

就當(dāng)前糧食烘干機(jī)的工作狀態(tài)來(lái)看，在自動(dòng)化控制上仍存在一定的問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，需要切實(shí)加強(qiáng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.1 保持爐溫的穩(wěn)定

爐溫的穩(wěn)定是保證糧食烘干機(jī)自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。一般的糧食烘干機(jī)的烘干主要依靠鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)裝置進(jìn)行，然而在實(shí)際運(yùn)行工作時(shí)，由于熱風(fēng)爐的燃燒受許多因素影響，使得糧食烘干無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，在爐排兩側(cè)燃燒較快，爐排表面燃燒不均勻等都會(huì)對(duì)糧食的烘干效果造成影響[2]。之所以會(huì)造成這些現(xiàn)象，主要是因?yàn)樯厦簷C(jī)煤斗寬度較小，原煤在注入煤斗后自動(dòng)分級(jí)，大煤塊堆積在爐排兩側(cè)，燃燒過(guò)快，而爐排表面則出現(xiàn)燃燒不均勻的情況，導(dǎo)致煙氣不平穩(wěn)，最終影響烘干糧食的品質(zhì)。

為保證爐溫的穩(wěn)定，糧食烘干機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以適當(dāng)將上煤機(jī)煤斗加寬，使上煤斗的長(zhǎng)度尺寸大于爐排寬度，這樣一來(lái)，就可以避免出現(xiàn)在原煤加入煤斗后發(fā)生自動(dòng)分級(jí)而燃燒不均勻的情況。此外，還可以加大鼓風(fēng)風(fēng)室與煤斗的距離，這樣可以有效避免爐排發(fā)生竄火。由于爐內(nèi)煤塊常會(huì)出現(xiàn)結(jié)塊，影響受熱的均勻性，因此，糧食烘干機(jī)可以增設(shè)碾碎裝置，對(duì)進(jìn)料進(jìn)行碾壓，保證進(jìn)料的均勻性。只有在爐溫穩(wěn)定的條件下，糧食才可以受熱均勻，避免出現(xiàn)糧食過(guò)度烘干或烘干不完全的情況，確保烘干后的糧食品質(zhì)。

2.2 保持給料的穩(wěn)定

不同地區(qū)的氣候不同，對(duì)給料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求也有不同。南方氣候溫暖，原料不會(huì)出現(xiàn)冷凍，這樣更有利于給料系統(tǒng)的穩(wěn)定，但是北方的氣候寒冷，原糧中含有較高的水分，但烘干的環(huán)境溫度較低，這樣，一旦原料出現(xiàn)緩倉(cāng)就會(huì)出現(xiàn)凍倉(cāng)，緩存?zhèn)}失去原有作用，無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化，這在很大程度上影響了烘干效果。因此，為了避免發(fā)生凍倉(cāng)問(wèn)題，需要對(duì)凍倉(cāng)現(xiàn)象的原因進(jìn)行具體分析。實(shí)際上，原料的水分高與環(huán)境的氣溫低只是造成凍倉(cāng)的部分原因，糧粒保持靜止?fàn)顟B(tài)才是造成凍倉(cāng)的主要原因[1]。只有保持緩存?zhèn)}中心部位糧粒的流動(dòng)狀態(tài)，才能避免中心位置糧粒發(fā)生冷凍。因此，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化，需要對(duì)冷凍條件進(jìn)行改變，使原料一直處于流動(dòng)狀態(tài)。糧食烘干機(jī)需要取消緩存?zhèn)}，引入清倉(cāng)機(jī)械，使其保持不間斷作業(yè)，這樣可以有效保持糧粒的流動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)在勻速的狀態(tài)下，糧倉(cāng)的清理效果更加的明顯，可以有效除去原糧中的固態(tài)水，在一定程度上節(jié)約了能源。系統(tǒng)長(zhǎng)期處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)下運(yùn)行，可以有效降低頻繁啟動(dòng)對(duì)設(shè)備的損耗，同時(shí)自動(dòng)化的工作模式可以有效降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)而提高安全生產(chǎn)系數(shù)。在增設(shè)清倉(cāng)機(jī)械后，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得更加靈活，縮小整個(gè)糧食烘干機(jī)的占地面積。

2.3 保持原糧的水分穩(wěn)定

相對(duì)于爐溫與給料系統(tǒng)的穩(wěn)定，原糧水分更易控制。一般的原糧水分可以由使用單位控制，即便有部分控制范圍外的原糧進(jìn)入烘干機(jī)，也可以利用糧食烘干機(jī)內(nèi)的糧溫監(jiān)測(cè)與風(fēng)門(mén)自控裝置調(diào)整熱風(fēng)溫度，從而控制原糧中的水分。

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)糧食烘干機(jī)的自動(dòng)化控制仍處于研究發(fā)展的初始階段，在很多方面仍存在一定的漏洞，這就要求研發(fā)人員能夠更為深入地研究干燥技術(shù)，將其應(yīng)用于糧食烘干機(jī)中，通過(guò)自動(dòng)化工作減少糧食損失，提高烘干效率，從而提高糧食的品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳修文，何偉寧，吳乃剛，等.小型糧食烘干機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展設(shè)想[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2016（6）：65.

[2] 郭桂霞，任廣躍，鄭藝強(qiáng).大型糧食烘干機(jī)工藝技術(shù)特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能優(yōu)勢(shì)[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2016（16）：43.