自动化控制系统的主要功能在于作为中央处理单元,动态平衡对流加热和红外辐射之间的功率分配。通过实时监测蜂花粉的含水量,系统可自动调节温度和湿度水平,以适应干燥过程的特定阶段。
该系统的核心价值在于其能够根据花粉的实际状况调整能耗,确保最终产品均匀一致,含水量标准(通常低于0.15%),无论物料放置在干燥室内的何处。
动态功率调节
平衡双加热源
组合式干燥设备同时使用对流加热(热空气)和红外辐射。
控制系统监测干燥过程,并确定这两个热源之间的最佳功率分配。
实时能量调整
该系统并非依靠静态计时器运行,而是根据实时反馈调整能耗。
它检测花粉当前的含水量,并相应地增加或减少功率输出,以防止过热或干燥不足。
确保质量和均匀性
解决空间差异
干燥室中一个常见的挑战是,物料的干燥速度因其在物理空间中的位置而异。
自动化系统会补偿这些干燥时间上的差异,确保干燥室内不同区域的花粉同时达到相同的干燥水平。
达到标准含水量
控制系统的最终目标是符合质量标准。
它精确地将最终含水量目标设定在低于0.15%,并在达到此阈值时精确停止或减缓过程,以保留花粉的营养价值。
高效控制的基础
模拟的作用
虽然自动化系统负责管理运行,但其效率取决于在设计阶段使用多物理场仿真软件定义的参数。
该软件模拟空气速度、温度场和湿度场,以确定干燥器的理想物理结构。
优化工艺参数
在控制系统启动之前,模拟会确定关键的设定点,例如进气速度以及加热器与托盘之间的距离。
这种“虚拟原型设计”确保自动化系统拥有最佳的硬件配置来进行控制,避免了物理试错带来的浪费。
理解权衡
复杂性与一致性
与简单的单源加热器相比,实施双源自动化系统会增加技术复杂性。
然而,没有这种复杂性,您将面临干燥不一致的风险,一些花粉会被烤焦,而其他部分仍然潮湿。
初始成本与运营效率
实时水分监测和双功率调节所需的技术代表了更高的前期投资。
这可以通过减少能源浪费和消除因干燥不当而造成的废品来抵消。
为您的目标做出正确选择
要确定您的运营是否需要这种程度的自动化,请考虑您的具体优先事项。
- 如果您的主要关注点是产品质量:该系统对于确保均匀干燥和防止因过热造成的营养损失至关重要。
- 如果您的主要关注点是能源效率:实时调整能耗可防止在后期干燥阶段(此时需要较少的热量)浪费能源。
- 如果您的主要关注点是设备设计:首先使用多物理场模拟来确定自动化系统将要控制的结构参数。
这种自动化将蜂花粉干燥从一个猜测的游戏转变为一个精确的、科学驱动的过程。
总结表:
| 特性 | 功能与优势 |
|---|---|
| 动态功率调节 | 根据实时水分反馈平衡对流和红外加热。 |
| 均匀性控制 | 补偿空间差异,确保所有花粉达到标准干燥度。 |
| 质量保证 | 精确瞄准低于0.15%的水分含量,以保持营养完整性。 |
| 能源效率 | 通过在干燥过程的最后阶段降低功率输出来减少浪费。 |
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参考文献
- Sergey Kharchenko, Dmitry Tsokur. Modeling of bee-bread drying process. DOI: 10.22616/erdev.2020.19.tf100
本文还参考了以下技术资料 HonestBee 知识库 .