成功案例
SUCCESS CASES1 小麥原糧成分在線檢測
在線近紅外分析儀可在線實時檢測小麥原糧的水分、蛋白、濕面筋、沉淀值、吸水率等品質參數(shù)。
1.1 小麥收購
小麥收購過程中可使用近紅外在線分析系統(tǒng)連續(xù)實時監(jiān)測小麥的綜合品質,檢測小麥前處理效果和根據(jù)重要參數(shù)分倉存儲,可以不間斷檢測所有小麥的品質,自動或指導人工調整前處理工藝,科學分倉存儲以減少倒倉以及今后根據(jù)生產要求科學調配小麥,減少耗費,提高經濟效益,為糧食收購、倉儲和加工企業(yè)帶來巨大的收益。
圖1是典型的小麥收購與入倉的流程圖以及近紅外在線分析系統(tǒng)安裝位置,使用近紅外在線分析系統(tǒng)可以連續(xù)不間斷檢測幾乎所有小麥的重要品質指標,具體說來:
水分:范圍:8.5% -19.5%,檢測精度:SEP≦ 0.2%。當水分超出預設值,可以及時停機或提醒將小麥重新進行水分蒸發(fā)處理,防止在收購時因取樣不均勻導致的少量高水分小麥混入,導致燒倉,從而避免大的損失。
蛋白:范圍:8.5% -18.5% ,檢測精度SEP ≦0.3%。精確的蛋白連續(xù)檢測可以將所有小麥科學合理的分倉,檢測結果作為依據(jù)自動調整調倉閥門,將來可以根據(jù)需要合理調用對應品質谷倉的小麥,提高效率。
濕面筋、沉降值、吸水率、容重等其他參數(shù)可以作為綜合品質的參考,檢查特異樣品等。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計應用:檢測頻率可根據(jù)需要自由設定(如5-10秒檢測1次),所有數(shù)據(jù)均自動存儲并且可以通過多種現(xiàn)代通訊方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸或外界數(shù)據(jù)庫鏈接,符合過程檢測結果可回溯的要求,可以統(tǒng)計并繪制輸出全部產品的質量分布圖。將原料收購,財務統(tǒng)計,倉儲管理,產品銷售等各個環(huán)節(jié)有機結合,降低企業(yè)管理成本,有利于企業(yè)科學化管理提高企業(yè)的綜合效率。
1.2 小麥配麥
在小麥配麥出倉過程中使用近紅外在線分析系統(tǒng)實時檢測配麥后小麥的蛋白質等品質含量,根據(jù)蛋白質或蛋白質與濕面筋結合的結果實時指導自動調整小麥配比,獲得穩(wěn)定產品質量的小麥,為獲得穩(wěn)定高品質的面粉產品提供保障??梢愿鶕?jù)水分含量的檢測結果控制潤麥過程中的水添加量,提高生產效率,節(jié)約人力,減少耗費。其他各項數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能如上。
2 面粉成分在線檢測
在線近紅外分析儀可在線實時檢測面粉中的水分、灰分、蛋白、濕面筋和白度等。近紅外在線分析系統(tǒng)在面粉生產過程中的意義:
1)增加產量,降低損耗,優(yōu)化原材料利用效率
2)自動化程序控制:優(yōu)化工藝調整得到最佳品質產品,保證產品質量穩(wěn)定(水分、灰分、濕面筋)
3)加快達到產品質量目標和分級調整
4)加快達到分級調整后的質量控制目標
5)持續(xù)監(jiān)控處理過程
6)發(fā)展趨勢是在生產控制環(huán)節(jié)(如磨粉機控制)節(jié)省人力,無需夜班工人或周末加班,實現(xiàn)磨粉機的自動閉環(huán)控制,質控和自動停機報警。
7)提高質量,與普通的單點取樣或實驗室檢測相比更加可靠。每分鐘檢測一次而不是傳統(tǒng)上每小時檢測2次,以100 t噸/d天處理能力為例,手工方法:每天檢測16次,意味著每生產6噸取樣一次,在線檢測: 相當于每5kg就檢測一次
8)滿足最小化監(jiān)控產品質量要求而不是使用平均值來規(guī)范產品質量
9)可以追溯完整的產品質量和工藝調整過程
2.1 磨粉后進粉倉前應用
小麥磨粉過程中,有心磨、皮磨、尾磨等不同工序,不同磨粉工序出來的面粉品質尤其是灰分差異很大,在線近紅外分析儀安裝在磨粉后進粉倉之前的管道上,在線實時檢測不同粉管路面粉的水分、灰分、白度和濕面筋,可及時調整磨粉工藝,使不同粉管面粉保持特定灰分。
2.2 在混粉過程中應用
不同粉管路的面粉,要進行混合配粉,從而生產特定要求的面粉,如F1粉-F5粉,F1粉為雪晶粉,灰分含量(0.39%-0.43%),F5為通粉,灰分含量最高?;旆酆蟀惭b在線近紅外分析儀,可在線實時檢測混合面粉的成分,及時調整前端不同粉管路的混合比例。
3 其它小麥產品的在線應用
面粉可進行進一步洗滌加工,將小麥淀粉與面筋分離,生產出小麥淀粉和谷朊粉。
3.1 谷朊粉成分在線檢測
在線近紅外分析儀可在線實時檢測谷朊粉中的水分、蛋白、灰分和吸水率。
谷朊粉為顆粒度很小的粉末,且有一定程度的粘連性,因此,在線近紅外分析儀一般安裝于斜溜槽,粉狀物料貼著儀器鏡頭流過,實現(xiàn)在線檢測。
3.2 小麥淀粉水分在線檢測
小麥淀粉生產過程中,需要在線實時檢測其水分含量。在線近紅外分析儀小麥淀粉水分檢測誤差SEP<=0.20%。
在線近紅外分析儀提供一系列的通訊方式(OPC 協(xié)議、Modbus-TCP、Modbus RTU、模擬信號輸出如4-20mA)將儀器狀態(tài)參數(shù)和檢測結果整合到PLC控制柜(儀器廠家提供), PLC根據(jù)在線近紅外分析儀檢測到的實時、準確的淀粉水分值,以及淀粉水分目標值(如13.5%),采用PID算法或者人工智能模糊算法(PLC自帶PID算法),控制前端濕淀粉喂料絞龍的變頻器頻率,從而控制喂料絞龍的轉速。若淀粉在線近紅外實時水分值低于13.5%,增大喂料絞龍的轉速,反之,則減小喂料絞龍的轉速,從而保證淀粉水分值在13.5%很小范圍內上下浮動。PLC模塊自帶PID算法,需要根據(jù)現(xiàn)場情況匹配最佳的PID參數(shù)。
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