選擇食品和飲料應(yīng)用的閥門
時間：2019-12-25 10:20:47 作者：
食品和飲料廠中流體量和溫度的控制提出了許多挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)其中大多數(shù)可以通過控制閥門解決。
溫度控制是食品和飲料行業(yè)中是極為重要的。如果控制不善，最好的結(jié)果將是造成效率損失，最壞的情況是一批產(chǎn)品完全報廢。由于如此高的風險，一般來說生產(chǎn)廠家都會非常注意溫度控制問題，以這種方式生產(chǎn)產(chǎn)品可確保一致性，但同時也限制了生產(chǎn)過程中的最大潛力。但是，如果在將臨界溫度保持在接近設(shè)定點的高度，則接近安全閾值運行的能力可以提高產(chǎn)量，并減少水和蒸汽的使用。
下面我們來探討一下閥門在溫度控制中的作用，尤其是在批處理應(yīng)用中。
反應(yīng)堆溫度控制
據(jù)估計，有30％的生產(chǎn)批次不是第一次就能完成的。在許多情況下，這是因為溫度控制不佳。
通常用于食品和飲料加工的搪玻璃間歇反應(yīng)器的通用控制系統(tǒng)?？刂苹芈繁仨氃诒Ｗo襯套的同時保持所需的夾套入口溫度。加熱/冷卻供應(yīng)可以具有多種分范圍的配置，例如到熱/冷集管的控制閥，到蒸汽和冷凍水熱交換器的控制閥，或者與可變電加熱配對的冷凍流體上的控制閥。
許多溫度控制問題的根本原因是，在夾套回路中出現(xiàn)非線性問題，這是由于選擇了不適當?shù)目刂崎y，調(diào)整不當以及在分程策略中出現(xiàn)過多的死區(qū)。當需要加熱和冷卻時，可使用分程控制來維持反應(yīng)堆溫度。當溫度低于所需設(shè)定值時，冷卻閥關(guān)閉，加熱閥將打開。當溫度高于設(shè)定值時，加熱閥關(guān)閉，冷卻閥打開。
需要擴展范圍的過程可以使用兩個或多個控制閥。一個閥控制較低的工作范圍，第二個閥控制較高的工作范圍。一個示例是脫水缸操作 。
有時，問題可能是由于閥門和控制回路的調(diào)整不當直接引起的。例如，在一個工廠中，八個分批反應(yīng)器的溫度都在振蕩。當反應(yīng)器的設(shè)定點最初為30°C時，緩慢的振蕩導(dǎo)致夾套連續(xù)交替地消耗大量的蒸汽和冷水。后來，在反應(yīng)器內(nèi)部發(fā)生放熱反應(yīng)之后，夾套控制器的輸出開始幾乎完全按比例擺動。平均能耗遠高于理論上維持反應(yīng)器溫度所需的能量。
護套回路也發(fā)生了較小，較快的振蕩。確定的主要問題是：
*反應(yīng)堆溫度控制器調(diào)節(jié)不良
*夾套溫度控制器調(diào)整不良
*夾克拆分范圍邏輯中的死區(qū)過多
*控制閥設(shè)置問題
工廠人員沒有接受過現(xiàn)代環(huán)路調(diào)諧方法的培訓，該方法可以以所需的速度提供無振蕩的響應(yīng)。系統(tǒng)調(diào)節(jié)所需的測試還顯示了分程邏輯和控制閥的非線性。在對三個反應(yīng)堆進行校正后，僅蒸汽成本就節(jié)省了不到三個月的時間。
在該示例和其他應(yīng)用中，控制器設(shè)置與閥門特性不匹配會導(dǎo)致一些問題。例如，另一批反應(yīng)器的響應(yīng)太慢，需要兩個多小時才能達到新的設(shè)定點。由于響應(yīng)速度慢，操作員希望經(jīng)常手動調(diào)整夾套設(shè)定值，直到達到正確的反應(yīng)器溫度。這干擾了操作員的主要職責，例如質(zhì)量控制抽樣。
測試確定了夾克反應(yīng)的幾個限制。冷卻響應(yīng)比加熱響應(yīng)快得多。護套的手動步進測試還顯示，護套控制器安裝了不合適的導(dǎo)數(shù)和濾波值。最后，理想的冷卻響應(yīng)要求冷卻閥中具有不同的固有流量特性。
一旦做出這些更改，操作就會得到改善。
脫水操作
脫水缸是用于加熱烹飪食品并對其消毒的廣口瓶，瓶子或罐頭的容器。精確的溫度控制非常重要，這樣才能確保脫水缸中的容器不破裂，同時需要對容器進行徹底加熱以確保沒有細菌存活。
有時在此應(yīng)用中使用兩個閥門。例如，系統(tǒng)需要快速啟動，然后再進行嚴格的溫度控制。閥門使用分程調(diào)節(jié)來擴展應(yīng)用范圍。第一閥將具有更好的低行程結(jié)束控制范圍，并且最大流量系數(shù)（Cv）與第二閥的較低行程結(jié)束控制范圍重疊。第二個閥與最大Cv重疊，但在低Cv值時不需要精確控制。
盡管食品和飲料反應(yīng)器和過程中的許多溫度控制問題都是由于調(diào)節(jié)不當而引起的，但選擇正確的控制閥很重要，因為如果控制閥工作不正常，那么調(diào)節(jié)量就不夠了。(轉(zhuǎn)載請注明：羅尼詩盾)
