选择食品和饮料应用的阀门
时间：2019-12-25 10:20:47 作者：
食品和饮料厂中流体量和温度的控制提出了许多挑战，这些挑战其中大多数可以通过控制阀门解决。
温度控制是食品和饮料行业中是极为重要的。如果控制不善，最好的结果将是造成效率损失，最坏的情况是一批产品完全报废。由于如此高的风险，一般来说生产厂家都会非常注意温度控制问题，以这种方式生产产品可确保一致性，但同时也限制了生产过程中的最大潜力。但是，如果在将临界温度保持在接近设定点的高度，则接近安全阈值运行的能力可以提高产量，并减少水和蒸汽的使用。
下面我们来探讨一下阀门在温度控制中的作用，尤其是在批处理应用中。
反应堆温度控制
据估计，有30％的生产批次不是第一次就能完成的。在许多情况下，这是因为温度控制不佳。
通常用于食品和饮料加工的搪玻璃间歇反应器的通用控制系统。控制回路必须在保护衬套的同时保持所需的夹套入口温度。加热/冷却供应可以具有多种分范围的配置，例如到热/冷集管的控制阀，到蒸汽和冷冻水热交换器的控制阀，或者与可变电加热配对的冷冻流体上的控制阀。
许多温度控制问题的根本原因是，在夹套回路中出现非线性问题，这是由于选择了不适当的控制阀，调整不当以及在分程策略中出现过多的死区。当需要加热和冷却时，可使用分程控制来维持反应堆温度。当温度低于所需设定值时，冷却阀关闭，加热阀将打开。当温度高于设定值时，加热阀关闭，冷却阀打开。
需要扩展范围的过程可以使用两个或多个控制阀。一个阀控制较低的工作范围，第二个阀控制较高的工作范围。一个示例是脱水缸操作 。
有时，问题可能是由于阀门和控制回路的调整不当直接引起的。例如，在一个工厂中，八个分批反应器的温度都在振荡。当反应器的设定点最初为30°C时，缓慢的振荡导致夹套连续交替地消耗大量的蒸汽和冷水。后来，在反应器内部发生放热反应之后，夹套控制器的输出开始几乎完全按比例摆动。平均能耗远高于理论上维持反应器温度所需的能量。
护套回路也发生了较小，较快的振荡。确定的主要问题是：
*反应堆温度控制器调节不良
*夹套温度控制器调整不良
*夹克拆分范围逻辑中的死区过多
*控制阀设置问题
工厂人员没有接受过现代环路调谐方法的培训，该方法可以以所需的速度提供无振荡的响应。系统调节所需的测试还显示了分程逻辑和控制阀的非线性。在对三个反应堆进行校正后，仅蒸汽成本就节省了不到三个月的时间。
在该示例和其他应用中，控制器设置与阀门特性不匹配会导致一些问题。例如，另一批反应器的响应太慢，需要两个多小时才能达到新的设定点。由于响应速度慢，操作员希望经常手动调整夹套设定值，直到达到正确的反应器温度。这干扰了操作员的主要职责，例如质量控制抽样。
测试确定了夹克反应的几个限制。冷却响应比加热响应快得多。护套的手动步进测试还显示，护套控制器安装了不合适的导数和滤波值。最后，理想的冷却响应要求冷却阀中具有不同的固有流量特性。
一旦做出这些更改，操作就会得到改善。
脱水操作
脱水缸是用于加热烹饪食品并对其消毒的广口瓶，瓶子或罐头的容器。精确的温度控制非常重要，这样才能确保脱水缸中的容器不破裂，同时需要对容器进行彻底加热以确保没有细菌存活。
有时在此应用中使用两个阀门。例如，系统需要快速启动，然后再进行严格的温度控制。阀门使用分程调节来扩展应用范围。第一阀将具有更好的低行程结束控制范围，并且最大流量系数（Cv）与第二阀的较低行程结束控制范围重叠。第二个阀与最大Cv重叠，但在低Cv值时不需要精确控制。
尽管食品和饮料反应器和过程中的许多温度控制问题都是由于调节不当而引起的，但选择正确的控制阀很重要，因为如果控制阀工作不正常，那么调节量就不够了。(转载请注明：罗尼诗盾)
