Линия гранулирования кормового зернопродукта

Презентация на тему: «Линия гранулирования кормового зернопродукта»

 

Выполнила: студентка фак. ИТиАС 4 курса 1 группы

Конищева Ж.М.

Превращение дисперсных материалов в гранулы с заданными физико-механическими свойствами может осуществляться различными способами. Известны принципиально различные способы связывания сыпучих материалов в агрегаты – окатывание и прессование. Выбор способа и средств для уплотнения дисперсных сред зависит от физико-механических свойств исходного материала и требований к показателям качества конечного продукта.

 

Гранулирование окатыванием – разновидность структурной нарастающей грануляции – можно сравнить с процессом образования снежного кома. Существуют теории послойного накатывания (процесс сухого гранулирования) и теория поверхностного напряжения (процесс влажного гранулирования). Основной отличительной особенностью процесса является перемещение (окатывание) гранулируемой массы по поверхностям аппарата, его рабочих органов и самого материала. При гранулировании этим способом происходит выбор самых благоприятных возможностей сцепления частиц порошка.  
Поступающий во вращающийся горизонтальный или наклонный барабан сыпучий материал при входе обрабатывается высокодиспергированной жидкостью. При смачивании частицы порошка соединяюся, окатываются по поверхности аппарата, друг друга и внедряются в гранулы на конечной стадии процесса. В результате продукт приобретает шарообразную форму, определенную плотность и размеры.  
Серийное оборудование для окатывания малопроизводительно, имеет большие металлоемкость и размеры.  
Недостатки: низкая производительность при значительных габаритах, высокая энергоемкость, гранулы неоднородны по размеру и составу.

Гранулирование прессованием – наиболее распространенный способ связывания сыпучих материалов, направленный на получение определенной структуры с помощью внешних механических воздействий. Для этой цели применяют формирующие, прокатывающие и выдавливающие установки. Сущность процесса – объемное сжатие и сдвиг прессуемой смеси, в большинстве случаев ее пластификация и структурирование и затем формирование массы в гранулы. В технике применяют прессы периодического действия (штемпельные, рычажные, карусельные, гидравлические и др.) и непрерывного ротационного принципа (кольцевые, вальцовые). Наибольшее распространение получили вальцовые прессы, отличающиеся простотой конструкции, малой металло- и энергоемкостью, высокой производительностью. 

Гранулирование выдавливанием может осуществляться двумя способами: влажным и сухим. При влажном гранулировании прессуемую массу с помощью дисперсионной среды вначале переводят в пастообразное спластифицированное состояние, а затем подвергают формованию и кристаллизации. Вследствие небольшой производительности и значительной энергоемкости процесса, указанная технология не нашла широкого применения.  

Наибольшее распространение получил способ сухого гранулирования. После контроля по примесям рассыпной комбикорм подается в прессующую установку, где обрабатывается паром и посредством выдавливания смеси через отверстия матрицы формируется в гранулы, которые после охлаждения в специальной колонке и просеивания поступают в склад готовой продукции.  Преимущества: наличие высокопроизводительного прессующего оборудования при относительно небольших расходах электроэнергии; кроме того, обработка паром способствует достижению требуемых санитарно-гигиенических показателей качества комбикормов. Производство комбикормов на предприятии ведется с использованием требуемых технологических операций и линий по приему и размещению сырья в хранилищах. Процесс выполняется по утвержденной технологической схеме завода. Количество технологических линий устанавливается в соответствии с требованиями на производство отдельных видов комбикормов.

• В линии гранулирования последовательно выполняют следующие технологические операции: контроль комбикормов по содержанию металломагнитных примесей, прессование в гранулы, охлаждение гранул, измельчение гранул при выработке крупки, просеивание гранул, взвешивание гранулированного комбикорма или крупки.

 

Технологическая структурная схема цеха комбикорма

Процесс гранулирования комбикормов оценивается производительностью установки, удельным расходом энергии и качеством готового изделия. На показатели качества влияют основные этапы технологического процесса. Качество вырабатываемых гранул характеризуется внешним видом, размерами, прочностью и питательной ценностью.  

 

Пресс-гранулятор состоит из питающего шнека с приводом (1), смесителя (2), станины (6), кольцевой матрицы (3) с прессующими роликами (4), привода (5) и коммуникаций для подвода пара.

Питатель предназначен для равномерной подачи рассыпного комбикорма в смеситель, производительность которого регулируется изменением частоты вращения шнека. В смесителе пресса комбикорм обрабатывают паром и при необходимости смешивают с мелассой, жиром или другими жидкими компонентами. Подготовленную смесь направляют в рабочую зону пресса. Гранулятор комплектуют матрицами с отверстиями диаметром от 4,7 до 19 мм. Внутренний диаметр матрицы 406 мм, ширина 165 мм. Наружный диаметр матрицы, в зависимости от диаметра отверстий, колеблется от 527 до 597 мм. Частота вращения матрицы 213 об./мин. Коммуникация для подвода пара состоит из трубопроводов, вентилей, сепаратора пара, конденсатоотводчика, редукционного клапана, манометров, электроконтактного манометра с автоматическим клапаном.  

Технологический процесс гранулирования с точки зрения управления является одним из наиболее сложных процессов. Выполнение операций, обеспечивающих перемещение рассыпного комбикорма, подачу пара, ввод жидких компонентов, прессование, охлаждение, измельчение, просеивание и размещение гранул в складе готовой продукции, требует переработки большого объема разнообразной информации и реализации многочисленных функций контроля и управления. При этом сложная зависимость между показателями качества исходного сырья, параметрами ведения технологического процесса гранулирования и показателями качества гранул значительно усложняет разработку и изготовление средств автоматики.

Задачи контроля и управления процессом гранулирования могут быть разделены на 2 группы: контроля и управления транспортно-технологическим оборудованием, обеспечивающим подачу рассыпного комбикорма в надпрессовые бункеры, размещение гранулированного комбикорма в складе готовой продукции и отпуск его потребителям; контроля и управления процессами прессования, охлаждения, сортирования и измельчения гранул.

 

 

Автоматизация технологического процесса производства гранулированных комбикормов.  

 

Задачи первой группы относятся к задачам управления материальными потоками непрерывно-дискретного типа и сводятся к выполнению следующих операций: идентификация маршрута, который в данный момент требуется включить или отключить; изменение состояния маршрута. Из второй группы наиболее сложной и эффективной является задача управления работой пресс-грануляторов.

Технико-экономическая сущность задачи выражена критерием управления процессом, который формируется следующим образом: обеспечение максимальной производительности пресса при ограничении на качество гранул и удельные затраты энергетических ресурсов.

Для реализации управления необходимы: 1) входная информация:                                                         значение токовой нагрузки главного привода пресса; значение скорости питателя пресса; состояние механизмов и датчиков комплекса; значение производительности пресса или величины, косвенно отражающей производительность пресса; значение величин, отражающих показатели качества гранул.                                                                                                   2) Выходная информация (управляющие воздействия):                                                                             изменение производительности питателя на входе пресса; изменение расхода пара; изменение положения рабочих органов пресса.    
Требования к временным характеристикам решения задачи заключается в увеличении скорости действия системы стабилизации токовой нагрузки главного привода пресса и уменьшении времени вывода пресса на режим.  

Алгоритм решения задачи состоит из 2 частей: управления прессом в стационарном режиме; управление прессом в режиме пуска.

В формализованном виде приведенный алгоритм может быть представлен следующим выражением:

 

Алгоритм управления прессом в режиме пуска состоит из операций ступенчатого изменения производительности питателя, расходов пара и мелассы. Выход пресса на очередную ступень контролируется по величине разбаланса между значениями токовой нагрузки главного привода и очередной уставки. Для автоматического изменения уставки стабилизатора токовой нагрузки необходимо использовать дискретный задатчик.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) цеха гранулирования.

 

АСУ ТП предназначена для управления основными технологическими операциями с применением методов технической кибернетики и средств вычислительной техники с целью эффективного выполнения производственной программы.  
АСУ ТП реализует   информационные, управляющие вспомогательные функции. 
К информационным функциям системы относятся: 
контроль уровня продукта в емкостях; 
контроль состояния технологических линий, отдельны механизмов, приводов и регулирующих органов; 
контроль значений режимных параметров пресс-грануляторов; 
контроль выполнения производственного задания; 
контроль действий оператора; 
контроль действий обслуживающего персонала по ликвидации последствий аварийных ситуаций; 
предоставление оператору информации о состоянии це ха гранулирования как технологического объекта управления. 
Система выполняет следующие управляющие функции: 
управление подачей рассыпного комбикорма в надпрессовые бункеры; 
управление работой npecc-грануляторов в пусковом и стационарном режимах; 
управление подачей гранулированного комбикорма в склад готовой продукции; 
управление отпуском комбикорма на автомобильный и железнодорожный транспорты; 
ликвидацию аварийных ситуаций.  

Состав вспомогательных функций АСУ ТП:  
учет и хранение информации о размещении рассыпного комбикорма, производственном задании и состояния его выполнения, количестве и размещении готовой продукции, т:1рийных ситуациях, простоях оборудования; 
предоставление оператору информации о текущем состо­янии оперативной памяти ЭВМ. 
Система предназначена для работы в следующих режимах (в соответствии с приоритетом): 
автоматизированном с непосредственным цифровым управлением; 
ручном дистанционном с групповым управлением механизмами; 
ручном на месте с индивидуальным управлением механизмами. 
Система использует входную информацию следующего вида: 
дискретные сигналы типа «сухой контакт»; аналоговые сигналы низкого уровня 0 — 100 мв; аналоговые сигналы высокого уровня 0—'5 в (0—5 ма); кодовые специальные сигналы от устройств МЦК М-40 и МПУ. 
Виды выходной информации АСУ ТП: управляющие сигналы дискретного типа; световая цифровая индикация; алфавитно-цифровая печать. 
В системе предусмотрено несколько способов ввода информации: 
Автоматический, от датчиков; 
Ручной, с помощью оператора центрального диспетчерского пункта (ЦДП); 
Полуавтоматический, с устройства запоминающего полупостоянного (УЗПП); 
Ручной, с помощью оператора отпуска. 
Способы вывода информации в АСУ ТП: .автоматический на релейные элементы;  автоматический на блок индикации ЭВМ, мнемосхему,  пульт оператора отпуска и устройство печати.  
По функциональному назначению система подразделяется на: 
технические средства централизованного контроля и управления; 
промежуточные технические средства, дополняющие устройство связи с объектом; 
дополнительные первичные технические средства; специализированные  периферийные   технические  средства.  

               А                                                 Б                                                В

 

               Г                                                 Д                                                Е

 

А - видеокадр линии дозирования примесей; Б - видеокадр линии загрузки

зерна; В - видеокадр линии экструдирования зерна; Г - видеокадр линии

дробления смесей зерна; Д - видеокадр линии дозирования комбикорма;

Е - видеокадр линии гранулирования комбикорма

Блок обобщенной панели управления технологической подсистемой

(фрагмент главной панели) предоставляет оперативному персоналу  информацию

о состоянии наиболее сложного технологического оборудования, находящегося в

зоне контроля оператора: транспортные маршруты, нории, оперативные и

расходные силоса, многокомпонентные тензодозаторы, смесители, дробилки,

колонки охлаждения, сепараторы, противопожарные задвижки и т.п.

На данной панели управления, помимо обобщенных индикаторов

состояния группы оборудования, находятся элементы вызова детальных панелей

управления технологическими процессами, связанными с данной обобщенной

панелью. Элементы вызова детальных панелей выполнены в режиме "прозрачная

кнопка", что позволяет несколько разгрузить главную панель управления.

Детальная панель управления обеспечивает получение наиболее полной

информации о текущем состоянии группы логически связанных технологических

процессов (технологических линий, подсистем) и представляет оперативному

персоналу возможность управлять как технологической линией в целом, так и ее

отдельными агрегатами. Детальная панель управления в общем случае содержит

следующие динамические функциональные элементы:

панель управления технологической линией;

индикаторы текущей технологической фазы;

задатчики оперативных параметров (установок);

элементы индикации состояния оборудования.

При брикетировании кормовых смесей комбикорм подается в пресс транспортером 2, травяная и соломенная сечка — транспор­тером 8.

Электрическая схема управления оборудованием типа ОН К предусматривает включение и отключение шестнадцати асинх­ронных электроприводов механизмов, их защиту и сигнализацию о нормальных и аварийных режимах (рис.). Для облегчения пуска двигателя М15 пресса (мощностью 90 кВт) предусмотрено его переключение со схемы «звезда» на схему «треугольник». Сум­марная мощность остальных 15 двигателей не превышает 50 кВт. Электродвигатели к сети подключаются автоматами QF1...QF15, цепи управления защищены автоматами SF17.

Электроприводы пускает и останавливает оператор при помо­щи кнопочных постов SBL..SB20. Для экстренного отключения всего оборудования предназначена кнопка SB.