Système SKALA de contrôle de l'humidité et du séchage : contrôle du sécheur par pulvérisation et séchage instantané

Le système de contrôle de l'humidité et du sèche-linge SKALA est un système de contrôle basé sur un modèle qui détecte le taux d'humidité à l'intérieur du sèche-linge et assure une réponse de contrôle rapide et précise.

Détection de l'humidité à l'intérieur du sèche-linge

Le système de contrôle de l'humidité SKALA Dry repose sur un algorithme de régulation basé sur un modèle qui permet de mesurer le taux d'humidité du produit à l'intérieur du séchoir. Le SKALA Dry utilise deux capteurs de température situés à l'intérieur du séchoir pour mesurer le taux d'humidité du produit et ajuster les paramètres de régulation afin de corriger ce taux pendant que le produit se trouve encore dans le séchoir.

Le système breveté de contrôle de l'humidité SKALA Dry repose sur un modèle qui établit un lien entre la teneur en humidité du produit à la sortie d'un séchoir, la baisse de température (ΔT) et le débit de production. La température est mesurée avant et après le contact avec le produit pendant le séchage, et la différence (ΔT) entre ces deux valeurs est utilisée dans le modèle pour calculer la variation d'humidité et déclencher une action de régulation. La figure 1 illustre la méthode SKALA Dry et les emplacements types des capteurs de température. Le modèle SKALA Dry peut être considéré comme un capteur virtuel permettant de mesurer l'humidité du produit à l'intérieur du séchoir. La figure 2 compare l'humidité du produit calculée par un capteur virtuel SKALA Dry à celle mesurée par un humidimètre NIR en ligne.

Figure 1. Modèle SKALA Dry — sécheurs par pulvérisation et sécheurs à flash. ΔT = T_Chaud − T_Froid ; MC = K₁(ΔT)^p − K₂/S^q

SKALA Dry, adapté aux sécheurs par atomisation

Le système de régulation SKALA Dry utilise la différence entre les températures de l'air à l'entrée et à la sortie pour détecter les variations d'humidité et de charge du séchoir. Cette différence, ou Delta T, est intégrée à un algorithme basé sur un modèle afin d'ajuster correctement les températures ou le débit d'alimentation dès que des perturbations ou des variations de la charge du séchoir sont détectées.

Les méthodes traditionnelles de régulation des sécheurs par atomisation consistent à contrôler la température ou le débit d'alimentation afin de maintenir la consigne de température de sortie. L'une des méthodes utilisées consiste à ajuster la température d'entrée pour maintenir la consigne de température de sortie. L'autre méthode consiste à maintenir la température d'entrée constante et à ajuster le débit d'alimentation pour maintenir la consigne de température de sortie. Ces méthodes permettent certes un contrôle dans la bonne direction, mais le point de consigne de la température de sortie doit être modifié manuellement pour maintenir le taux d'humidité cible après des changements de charge. Ces méthodes traditionnelles ne reposent sur aucune base théorique pour le contrôle de l'humidité ; elles ne font que s'orienter dans la bonne direction. Le modèle SKALA Dry, fondé sur des principes théoriques, est capable de recalculer les nouveaux points de consigne des variables de processus (ΔT) nécessaires pour maintenir le taux d'humidité cible à la suite de changements de charge d'évaporation dans le processus de séchage.

Un séchoir à lit fluidisé installé en aval d'un séchoir à pulvérisation peut être commandé indépendamment de ce dernier et permet un contrôle supplémentaire du taux d'humidité final.

Figure 2. SKALA Dry prévoit le taux d'humidité — Prévisions de SKALA Dry par rapport à celles d'un humidimètre

Réduit les temps morts

Le positionnement adéquat des sondes de température dans le séchoir permet au SKALA Dry de faire office de capteur d’humidité « à l’intérieur du séchoir ». En détectant les variations d’humidité en un point précis à l’intérieur du séchoir et en déclenchant des actions de régulation, le temps mort est considérablement réduit. Comme le montre la figure 1, le SKALA Dry détecte les variations d’humidité et y réagit plus rapidement que les systèmes utilisant des méthodes conventionnelles, telles que les humidimètres ou capteurs en aval, ou encore l’échantillonnage manuel.

La variance de l'humidité provoquée par des perturbations du processus est proportionnelle au temps mort entre le moment de la perturbation et celui de la détection et de la réaction. Par conséquent, en réduisant ce temps mort grâce à une détection et une réaction précoces, on réduit également la variance de l'humidité. En règle générale, la réduction de la variance obtenue avec le système SKALA Dry est de 30 % ou plus. La figure 3 illustre l'emplacement et la réduction du temps mort obtenus grâce à la méthode SKALA Dry sur un sécheur à lit fluidisé.

Figure 3. Réduction du temps mort — Le site SKALA Dry permet une réduction de 30 % du temps mort par rapport à l'échantillonnage manuel en aval

Avantages

Le plus souvent, la teneur moyenne en humidité du produit séché est faible en raison d'un manque de contrôle adéquat, et le produit est surséché par mesure de sécurité. Le système SKALA Dry réduira la variation d'humidité, permettant ainsi d'augmenter la teneur en humidité tout en restant en toute sécurité en dessous des limites de contrôle supérieures. Cette augmentation de la teneur moyenne en humidité se traduira par un produit de meilleure qualité, une augmentation de la production et des économies d'énergie. La figure 4 montre la réduction de la variance globale de l'humidité et la figure 5 illustre l'augmentation en toute sécurité de la teneur moyenne en humidité, ce qui se traduit par une augmentation de la production.

Figure 4. Réduction de la variation de l'humidité — même humidité moyenne, contrôle amélioré par rapport au contrôle actuel

Figure 5. Évolution possible de l'humidité moyenne — l'humidité moyenne a évolué, ce qui se traduit par une augmentation de la production et une réduction de la consommation d'énergie

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