Контроль и автоматизация сушильных работ - обслуживание сушилок
1.6.4.1. В одноярусных сушилках высокой производительности или солодора-стильно-сушильных ящиках с помощью самописцев определяют следующие основные показатели: температуру в ресиверном помещении, температура воздуха в пространстве над решеткой, температуры в различных участках и слоях высушиваемого слоя солода, производительность вентиляторов, давление под решеткой, положение заслонки выпуска воздуха и влажность отводимого воздуха. Некоторые из этих величин могут быть заложены в программу автоматического управления процессом сушки. Периодически контролируются (например, при сдаче сушилки в эксплуатацию) влажность материала в нижнем и верхнем слое солода, ход температур. При этом выполняются простейшие анализы солода (определение цветности, степень осахаривания и т. д.), с помощью ротаметров контролируются действительные потоки воздуха на различных стадиях сушки. При приеме сушилки в эксплуатацию определяют как в действительности ведут себя массы воздуха, например, при установлении определенного соотношения рециркуляционного и свежего воздуха. Ценные данные о ходе процесса могут быть получены при контроле влажности отводимого воздуха с помощью психрометров. Наряду с этим необходимо следить за потреблением тепла и энергии.
1.6.4.2. Автоматизация процесса сушки. В качестве контрольных параметров при автоматизации процесса сушки используют температуру в ресиверном помещении, а также температуру и влажность отводимого воздуха. В качестве одного из параметров управления процессом сушки в последние годы все более широкое применение находит температура воздуха в пространстве над решеткой, поскольку ее определять легче π надежней, чем влажность отводимого воздуха.
Так, например, но разработанной программе при температурах в ресиверном помещении 45-65 °С последняя температура поддерживается до тех нор, пока не будет достигнута контрольная температура отводимого воздуха (обычно 32-40 °С). В конце устанавливается жестко запрограммированная повышенная температура сушки. Превышение температуры рециркуляционного воздуха, выбираемой между 40 и 55 °С, вызывает постепенное снижение производительности вентилятора. Следующий температурный порог для отводимого воздуха определяет подачу рециркуляционного воздуха, что сопровождается повышением частоты вращения вентилятора во избежание замедления процесса сушки.
При использовании сушилки с рециркуляцией воздуха отработанный воздух от сушильной решетки подводится к загруженной свежепроросшпм солодом решетке подсушивания, подпитывается требуемым количеством свежего воздуха и задаются температуры камеры подогрева. Вентиляторы подсушивания и сушки регулируются в зависимости от заданных режимов сушки. Все указанные характеристики могут представляться в виде диаграмм.
1.6.4.3. Мероприятия по уходу и техническому обслуживанию сушилки должны охватывать детали системы обогрева или теплообмена, вентиляторы, сушильные решетки, заслонки и контрольно-измерительную аппаратуру.
Экономия тепла и энергии
1.6.5.1. Потребление тепла при сушке в высокопроизводительных одноярусных сушилках с прямым обогревом составляет в среднем в год около 4 106 кДж (0,95 млн ккал/т готового солода). Удельное электропотребление вентилятора для сушки при соответствующей регулировке решетки - около 32 кВт ч/т готового солода.
Для сокращения энергопотребления, составляющего значительную долю затрат на солодоращение, предложены различные методы. Некоторые оказались не слишком практичными (например, обезвоживание осушающего воздуха осушителями на хлориде лития, применение тепловых насосов или выработке солода с повышенным содержанием влаги при сокращении продолжительности сушки или преждевременное использование рециркуляционного воздуха после «проскока»). При этом характер получаемого солода (и пива) зачастую оказывался неудовлетворительным; определенные проблемы представляло и содержание ДМС.
1.6.5.2. Предварительный подогрев подаваемого воздуха может быть реализован путем установки конденсатора для охлаждения воздуха во всасывающей шахте сушилки. Расход воздуха следует рассчитать так, чтобы при подсушивании он составлял около 60-80 % потребности сушильного воздуха. Конденсатор устанавливают перед отверстием для всасывания воздуха в сушилку, так что холодильная установка и сушилка могут работать независимо. Потенциальная экономия тепла составляет 8-12 % потребности, а потребление электроэнергии при сушке возрастает на 10 %. Кроме того, следует учитывать, что холодильная установка в холодное время года не эксплуатируется.
В шахте отводимого воздуха устанавливают стеклянный теплообменник для более полного использования отводимого тепла. Воздух при этом следует подводить гак, чтобы он мог нагреваться на большой поверхности теплообменника, который состоит из системы стеклянных панелей или трубок, смонтированных у выхода воздуха от сушки. Рекуперация теплоты при этом достигает в среднем 30-33 %. КПД теплообменника в режиме подвяливания составляет порядка 80 %, при сушке - около 70 %. При перепаде давления около 1,5 мбар (15 мм вод. ст.) дополнительный расход энергии составляет около 10 % потребляемой энергии вентилятора для сушки. Очень важно, чтобы контролировать смешивание свежего и отработанного воздуха.
Теплообменники с теплоносителем устанавливают со стороны входа воздуха в сушилку. Оба теплообменника работают с теплоносителем (например, смесь воды с гликолем). Теплоноситель проходит по трубам, и экономия теплоты в этом случае меньше, чем в случае применения стеклянного теплообменника. Кроме того, следует учитывать энергопотребление насоса. Теплообменники с теплоносителем рекомендуется использовать прежде всего при не слишком удачных строительных решениях.
1.6.5.3. Применение воздушной смеси при сушке можно проводить наружным воздухом. При его температуре ниже 20 °С предлагается добавлять столько рециркуляционного воздуха, чтобы температура подаваемого воздуха составляла 20 °С, а при температуре в реверсивном помещении 60 °С температура отводимого воздуха была бы 30 °С. В зависимости от показателей наружного воздуха дозирование воздушной смеси рекомендуется осуществлять с помощью автоматического управления клапанами, что дает в среднегодовом выражении экономию около 6,5 %. Данный метод можно успешно использовать вместе со стеклянными теплообменниками.
1.6.5.4. Изоляция сушилки. В двухъярусных сушилках потери тепла на излучение зависят от наружных температур, а также от вида загружаемой поверхности и высоты слоя материала. При температурах от +10 до -10 °С теплопотери составляют в небольших (площадью 36 м2) сушилках 8-12 %, в крупных - 4-6,5 %.
1.6.5.5. В двухъярусных сушилках с рециркуляцией воздуха для подсушивания используется отработанный воздух с сита сушки (после «проскока»), в связи с чем с точки зрения экономии энергии температура и интенсивность сушки не имеют особого значения. Экономия энергии составляет (с учетом экономии от стеклянного теплообменника) 45 %. Аналогичная экономия достигается и в трехъярусной или традиционной вертикальной сушилке.