奶粉浓缩干燥先进优化控制应用
所属分类：
智能控制解决方案
信息描述：
在奶粉生产分干法和湿法两种工艺，湿法生产过程中浓缩干燥是奶粉制成过程的关键工艺环节。浓缩的工作原理是，在真空度20~80kPa负压状态下，采用间接蒸汽加热方式，对乳水加热，让水分不断汽化并排出，将牛乳中的干物质含量由12%提高到50%，达到浓缩的目的。干燥的工作原理是送入干燥室的热风与浓缩雾化的乳滴接触，经过短暂的热交换过程，雾滴的水分被瞬间蒸发。雾滴被干燥成含水量3%~5%的奶粉，水蒸气被热风带走排出。奶粉浓缩过程控制一般采用PLC/DCS自动控制系统，由操作员监测控制。在这个过程中浓缩出料的干物质含量会受乳水干物质含量、蒸汽温度和流量、真空度等多个因素影响，过程比较复杂。
生产过程中这些因素和操作员的水平都会影响到浓缩干物质含量的控制，单变量PID控制并不能完全消除这些干扰的影响。APC可以给工厂提供前馈控制、解耦控制、模型预测等更多的控制手段。通过APC控制器帮助工厂提升浓缩干物质含量的稳定性。而干物质含量波动降低，工厂可以提高浓缩干物质含量的目标值，增加浓缩蒸发器的换热效率，节省能源。此外，还可以提高干燥器的总产量。譬如蒸发器浓缩干物质含量增加0.5%，干燥器产量可增加2%。
干燥过程中，奶粉成品的含水量会受浓缩出料干物质含量、乳糖含量、热风温度、湿度、压力等因素影响。APC控制器可以帮助提高奶粉成品含水量的稳定度，工厂可以在标准范围内提高奶粉成品含水量的平均值，追求质量稳定、产量卡边、效益最优。一条 5 万吨/年的奶粉生产线，0.2-0.3%奶粉水分的提升有数百万元/年的经济效益。
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