Sistema di controllo SKALA Solo per l'umidificazione e l'essiccazione: controllo dell'atomizzatore e dell'essiccatore a flash

Il sistema di controllo dell'umidità e dell'asciugatrice SKALA Solo è un sistema di controllo basato su modelli che rileva l'umidità all'interno dell'asciugatrice e garantisce una risposta di controllo tempestiva e precisa.

Rilevamento dell'umidità all'interno dell'asciugatrice

Il sistema SKALA Solo Moisture Control è costituito da un algoritmo di controllo basato su modelli che consente di rilevare l'umidità del prodotto all'interno dell'essiccatoio. SKALA Solo utilizza due sensori di temperatura all'interno dell'essiccatoio per rilevare l'Contenuto di umidità e del prodotto e apportare le modifiche necessarie per correggere il livello di umidità mentre il prodotto si trova ancora nell'essiccatoio.

Il sistema brevettato SKALA Solo Moisture Control si basa su un modello che mette in relazione l’ Contenuto di umidità e del prodotto in uscita dall’essiccatoio con la variazione di temperatura (ΔT) e la velocità di produzione. La temperatura viene misurata prima e dopo il contatto con il prodotto durante l’essiccazione e la differenza (ΔT) tra i due valori viene utilizzata nel modello per calcolare la variazione di umidità e generare una risposta di controllo. La Figura 1 illustra il metodo SKALA Solo e le posizioni tipiche dei sensori di temperatura. Il modello SKALA Solo può essere considerato un sensore virtuale per la misurazione dell’umidità del prodotto all’interno dell’essiccatoio. La Figura 2 mostra l’umidità del prodotto calcolata da un sensore virtuale SKALA Solo rispetto a quella rilevata da un misuratore di umidità NIR in linea.

Figura 1. Modello SKALA Solo — essiccatori a spruzzo e a flusso laminare. ΔT = T_Caldo − T_Freddo; MC = K₁(ΔT)^p − K₂/S^q

SKALA Solo applicabile agli essiccatori a spruzzo

Il sistema di controllo SKALA Solo sfrutta la differenza tra la temperatura dell'aria in ingresso e quella in uscita per rilevare le variazioni di umidità e di carico dell'essiccatore. Tale differenza, denominata Delta T, viene utilizzata in un algoritmo basato su modelli per regolare correttamente le temperature o la velocità di alimentazione non appena vengono rilevate anomalie o variazioni nel carico dell'essiccatore.

I metodi tradizionali per il controllo degli essiccatori a spruzzo consistono nel regolare la temperatura o la portata di alimentazione per mantenere il setpoint della temperatura di uscita. Un metodo utilizzato consiste nel regolare la temperatura di ingresso per mantenere il setpoint della temperatura di uscita. L’altro metodo consiste nel mantenere costante la temperatura di ingresso e regolare la portata di alimentazione per mantenere il setpoint della temperatura di uscita. Questi metodi consentono un controllo nella giusta direzione; tuttavia, il setpoint della temperatura di uscita deve essere modificato manualmente per mantenere l’umidità desiderata in seguito a variazioni del carico. Questi metodi tradizionali non hanno alcuna base teorica per il controllo dell’umidità, ma si limitano a muovere il processo nella giusta direzione. Il modello SKALA Solo, basato su principi teorici, è in grado di ricalcolare i nuovi setpoint delle variabili di processo (ΔT) necessari per mantenere l’umidità desiderata a seguito di variazioni del carico evaporativo nel processo di essiccazione.

Un essiccatore a letto fluido collegato a valle di un essiccatore a spruzzo può essere controllato indipendentemente da quest’ultimo e consentire un ulteriore controllo dell’umidità finale.

Figura 2. SKALA Solo prevede il livello di umidità — Previsione di SKALA Solo rispetto al misuratore di umidità

Riduce i tempi morti

Il corretto posizionamento delle sonde di temperatura all’interno dell’essiccatoio consente allo SKALA Solo di fungere da sensore di umidità “all’interno dell’essiccatoio”. Rilevando le variazioni di umidità in un punto all’interno dell’essiccatoio e attivando le relative risposte di controllo, il tempo morto viene notevolmente ridotto. Come illustrato nella Figura 1, lo SKALA Solo rileva la variazione di umidità e risponde a tale variazione in un tempo inferiore rispetto ai sistemi che utilizzano metodi convenzionali, quali misuratori/sensori di umidità a valle o campionamenti manuali.

La varianza dell’umidità causata da anomalie di processo è proporzionale al tempo morto che intercorre tra il momento in cui si verifica l’anomalia e quello in cui viene rilevata e si interviene. Pertanto, riducendo il tempo morto grazie a un rilevamento e a un intervento tempestivi, si riduce anche la varianza dell’umidità. Normalmente, la riduzione della varianza ottenuta con il sistema SKALA Solo è pari o superiore al 30%. La Figura 3 illustra la posizione e la riduzione del tempo morto del metodo SKALA Solo su un essiccatore a letto fluido.

Figura 3. Riduzione del tempo morto — La soluzione SKALA Solo consente una riduzione del 30% del tempo morto rispetto al campionamento manuale a valle

Vantaggi

Molto spesso l’umidità media Contenuto di umidità del prodotto essiccato risulta bassa a causa della mancanza di un controllo adeguato e il prodotto viene essiccato eccessivamente per motivi di sicurezza. Il sistema SKALA Solo ridurrà la variazione dell’umidità, consentendo così di aumentare l’umidità media Contenuto di umidità e di rimanere in sicurezza al di sotto dei limiti di controllo superiori. Questo aumento dell’umidità media garantirà un prodotto di migliore qualità, un aumento della produzione e un risparmio energetico. La Figura 4 mostra la riduzione della varianza complessiva dell’umidità, mentre la Figura 5 illustra come sia possibile aumentare in sicurezza l’umidità media Contenuto di umidità, ottenendo così un aumento della produzione.

Figura 4. Riduzione della variazione dell'umidità — stessa umidità media, controllo migliorato rispetto al controllo attuale

Figura 5. Possibile variazione dell’umidità media — l’umidità media ha subito una variazione, evidenziando un aumento della produzione e una riduzione del consumo energetico

Informazioni di contatto

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