SKALA Solo 湿法/干法控制系统：喷雾与闪蒸干燥机控制系统

SKALA Solo 湿度/干衣机控制系统是一种基于模型的控制系统，可感知干衣机内部的湿度，并提供及时且精确的控制响应。

烘干机内部的湿度感应

SKALA Solo水分控制 系统采用基于模型的控制算法，可对干燥机内的产品进行湿度检测。SKALA Solo 利用干燥机内的两个温度传感器检测产品的含水量，并在产品仍在干燥机内时调整控制参数以校正其湿度。

获得专利的SKALA Solo水分控制 系统基于一种数学模型，该模型将离开干燥机的产品含水率与温降（ΔT）及生产 速率相关联。在干燥过程中，测量与产品接触前后的温度，并将两者之间的温差（ΔT）用于该模型中，以计算含水率的变化并作出控制响应。 图1展示了SKALA Solo的方法及其温度传感器的典型安装位置。SKALA Solo模型可视为一种用于测量干燥机内产品含水率的软传感器。图2展示了由SKALA Solo软传感器计算出的产品含水率与在线近红外（NIR）水分仪测得结果的对比。

图1. SKALA Solo 型号——喷雾干燥机和闪蒸干燥机。ΔT = T_Hot − T_Cold；MC = K₁(ΔT)^p − K₂/S^q

适用于喷雾干燥机的 SKALA Solo

SKALA Solo 控制系统利用进气与出气温度之间的温差来感知湿度变化和干燥机负载变化。该温差（即 Delta T）被用于基于模型的算法中，当检测到异常情况或干燥机负载变化时，可据此正确调整温度或进料速度。

控制喷雾干燥机的传统方法是通过控制温度或进料速率来维持出口温度设定值。其中一种方法是调节进料温度以维持出口温度设定值；另一种方法则是将进料温度保持恒定，并通过调节进料速率来维持出口温度设定值。 这些方法虽然控制方向正确，但在蒸发负荷发生变化后，必须手动更改出口温度设定点才能维持目标含水率。这些传统方法在水分控制 方面缺乏理论依据，仅能朝正确方向进行调整。而基于理论的SKALA Solo模型则具备以下能力：在干燥过程的蒸发负荷发生变化后，能够重新计算维持目标含水率所需的新工艺变量（ΔT）设定点。

位于喷雾干燥机后方的流化床干燥机可以独立于喷雾干燥机进行控制，并能对最终含水率进行额外控制。

图2. SKALA Solo 预测含水率——SKALA Solo 的预测值与含水率仪的读数对比

缩短空闲时间

通过在烘干机内合理布置温度探头，SKALA Solo 能够作为“烘干机内部”的水分传感器使用。通过检测烘干机内部某一点的水分变化并作出控制响应，死区时间得以大幅缩短。如图 1 所示，与采用传统方法（如下游水分仪/传感器或人工取样）的系统相比，SKALA Solo 检测水分变化并作出响应所需的时间更短。

工艺故障引起的水分方差与故障发生时间到检测和响应时间之间的延迟时间成正比。因此，通过早期检测和响应来缩短延迟时间，也能降低水分方差。通常，SKALA Solo 系统可将方差降低 30% 或更多。图 3 展示了 SKALA Solo 方法在流化床干燥机上的应用位置及其延迟时间的缩短情况。

图3. 死时间缩短——与下游手动采样相比，SKALA Solo定位技术可将死时间缩短30%

优势

通常情况下，由于缺乏有效的控制，干燥产品的平均含水率较低，且为确保安全，产品往往会被过度干燥。SKALA Solo系统可降低含水率波动，从而使含水率得以提高，同时仍能安全地保持在控制上限以下。平均含水率的提高将带来更优质的产品、生产 的提升以及能源节约。 图4显示了总体水分变异度的降低，图5则说明了如何安全地提高平均水分含量，从而实现生产 的提升。

图4. 水分波动的减少——平均水分相同，改进后的控制措施与当前控制措施相比

图5. 平均湿度可能发生的偏移——平均湿度发生偏移，显示生产 的增加和能量的减少

联系方式

Addium Inc. 旗下的 AQUALAB — 美国华盛顿州普尔曼市亨利苑 1300 号，邮编 99163。电话：+1.509.332.6000。电子邮件：[email protected]。

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