概述
在食品制造過程中, 一個很重要的環(huán)節(jié)是要進(jìn)行固液分離或者液液分離, 比如制糖工藝、果汁飲料工藝(豆奶、蔬菜汁)、蛋白分離工藝(大豆蛋白、花生蛋白、骨蛋白)、油脂分離工藝(動物油、植物油、磷脂油)等, 以保證各種物料的脫水、澄清、分類和過濾。
臥螺離心機(jī)
臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)(簡稱臥螺離心機(jī))則是專門用于固體脫水和分級以及液體的澄清,是食品分離機(jī)械的重要裝備。其被廣泛應(yīng)用于化工、輕工、醫(yī)藥、冶金等領(lǐng)域,在污水處理等工程上,臥式螺旋離心機(jī)也得到了大量應(yīng)用。由于這種離心機(jī)具有單機(jī)處理能力大、操作方便、能連續(xù)自動操作、勞動強(qiáng)度低、占地面積少以及維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),所以一直以來,螺旋離心機(jī)在食品分離中得到廣泛應(yīng)用。
應(yīng)用案例
在廣東珠海某制糖公司中,其制糖工藝采用臥螺離心機(jī)完全可以取代傳統(tǒng)的沉降設(shè)備,是制糖企業(yè)更新?lián)Q代的泥汁過濾設(shè)備。進(jìn)入本機(jī)的泥汁,在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)分成內(nèi)、外環(huán),內(nèi)環(huán)的蔗汁清液由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口排出,外環(huán)的沉渣被推入螺旋錐部時,再經(jīng)熱清水洗滌,溶出沉渣中的殘存糖份,最后經(jīng)離心脫水從轉(zhuǎn)鼓小端出渣口甩出,洗滌后的含糖水又匯集到內(nèi)環(huán)由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口排出。調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速(即離心力的大。⒄{(diào)整差轉(zhuǎn)速(即物料在離心場中的停留時間)、調(diào)整洗滌水的用量(即降低沉渣中的含糖量)就可以方便的得到所需的分離效果。
典型的臥螺離心機(jī)中有兩個傳動軸:一個軸帶動筒體轉(zhuǎn)動(主機(jī))、另一軸帶動筒軸轉(zhuǎn)動(輔機(jī)),兩者的轉(zhuǎn)速需要精確的配合。由于在分離過程中始終存在著速差,因此,輔機(jī)在大部分情況下處于發(fā)電制動狀態(tài),在傳統(tǒng)的方案中大多采用能耗制動或者渦流制動。但是從效益看,臥螺的傳動方式需要從能耗嚴(yán)重的渦流制動朝目前最主流的雙電機(jī)雙變頻驅(qū)動發(fā)展。采用PI9000變頻器,能針對不同液體濃度自動適應(yīng)負(fù)載變化,并高效可靠的完成離心分離過程。具體的分離控制功能則被集成在PLC離心機(jī)控制軟件中。
變頻器特點(diǎn)
PI9000系列變頻器是高品質(zhì)、多功能的矢量控制變頻器。通過對電機(jī)磁通電流和轉(zhuǎn)矩電流的解耦控制,實(shí)現(xiàn)了對轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)和準(zhǔn)確控制,可以高精度進(jìn)行寬范圍的調(diào)速運(yùn)行和轉(zhuǎn)矩控制。
1:電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí),自動識別電機(jī)參數(shù),獲取準(zhǔn)確的電機(jī)內(nèi)部參數(shù),以用于矢量控制計算;
2:簡易PLC功能,可實(shí)現(xiàn)多段速控制,操作方便;
3:低頻大轉(zhuǎn)矩,低頻時能出來150%額定轉(zhuǎn)矩,滿足生產(chǎn)設(shè)備的需求;
4:轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)速度快,使電機(jī)主軸能高速穩(wěn)定運(yùn)行;
5:穩(wěn)速精度高,低速時速度變化率小,運(yùn)行平滑。
變頻效果
在本案例中,由于輔機(jī)傳動電機(jī)需要的無功勵磁電流和副電機(jī)偶爾作為電動機(jī)運(yùn)行(例如啟動階段和加減速過渡過程)時的有功電流都要由主變頻器提供,因此,選取主變頻器的功率時應(yīng)予以考慮進(jìn)線整流橋的容量, 必須保證通過電流為兩電機(jī)電動電流之和。本設(shè)計方案的特點(diǎn)是電路簡單,不需要調(diào)試, 動作可靠性極高。
本離心機(jī)控制的特點(diǎn):
1、節(jié)能
共母線雙電機(jī)雙變頻器驅(qū)動在臥螺離心機(jī)上廣泛應(yīng)用,即主、副電機(jī)各用一臺普通變頻器驅(qū)動,其直流母線用適當(dāng)?shù)姆绞讲⒔,較好的解決了這個問題,在能源日益緊缺的今天,有特別重要的意義,F(xiàn)代離心機(jī)螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的速差可以根據(jù)進(jìn)料的變化自動調(diào)節(jié),變頻調(diào)速相對于渦流制動和液力耦合制動來說對電能的利用率高,在耗能方面比較節(jié)省。
2、動態(tài)響應(yīng)快速差調(diào)節(jié)精確(甚至可以達(dá)到±0.05r/min),從而大大提高了卸料物中干物質(zhì)含量(以處理污泥而言在2%左右)。
總結(jié)
近年來,由于變頻器便于控制、優(yōu)化和聯(lián)網(wǎng),且節(jié)能高效等特點(diǎn),很多生產(chǎn)廠家和用戶用交流變頻技術(shù)對螺旋離心機(jī)進(jìn)行了技術(shù)改造,改造之后實(shí)現(xiàn)了一些硬件、軟件資源的簡化和共享,使系統(tǒng)成本明顯降低,性價比大大提高,為公司創(chuàng)造更多的效益。由此可見,變頻器在食品離心設(shè)備上的應(yīng)用是值得大力推廣的。