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TW201829972A - 產品乾燥設備及方法 - Google Patents

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TW201829972A
TW201829972A TW106144597A TW106144597A TW201829972A TW 201829972 A TW201829972 A TW 201829972A TW 106144597 A TW106144597 A TW 106144597A TW 106144597 A TW106144597 A TW 106144597A TW 201829972 A TW201829972 A TW 201829972A
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TW
Taiwan
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fan
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water
product
wet
Prior art date
Application number
TW106144597A
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Inventor
安德里安Ｌ 史特拉姆
基斯Ａ 厄德利
史考特Ｅ 樊達爾森
亞當Ｓ 亨頓
道格拉斯Ｓ 克拉克
Original Assignee
美商維格製造公司
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Publication date
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Abstract

本發明提供用於監視及控制諸如連續乾燥機(14)的設計來自最初濕產品移除水分的設備之改良設備及方法。在該濕產品(16)之乾燥期間，較佳地以即時方式測定自該濕產品移除之淨速率。控制總成(20)可操作地與該乾燥機(14)耦接且包括感測器(24、26、28、34)，其可操作地與數位控制器(38)耦接。該控制器(38)具有PID控制器，其可操作來連續地測定自該產品(16)移除水之平均淨速率。

Description

產品乾燥設備及方法
相關申請案之交互參照
本申請案主張2017年2月21日申請的標題相同的美國專利申請案SN 15/437,658，及2016年12月21日申請的名稱為METHOD OF CONTROLLING PRODUCT DRYING APPARATUS TO PROVIDE THE NET RATE OF WATER REMOVAL FROM A PRODUCT IN REAL TIME之美國臨時專利申請案SN 62/437,124的權益。此等申請案中之每一者係全文併入本文中。
本發明概括而言係關於用於操作監視及控制能夠自傳遞穿過其中之產品移除水的設備的方法及設備，該設備諸如通常用於食物或飼料製造之類型的乾燥機或冷卻機。更特地而言，本發明提供方法及設備，其允許在該設備之操作期間、較佳地以即時方式測定自產品移除水之淨速率。
在諸如動物飼料或人類食物的某些可食用產品之生產期間，典型地含有蛋白質、澱粉、及脂肪之最初乾燥配方首先係使用擠出機或其他烹調裝置來處理以產生熟產品之連續流。來自擠出機之輸出物通常對包裝或儲存而言太濕(例如，約20-40重量%水分)，且因此必須加以乾燥。乾燥機係定位來接收熟、濕產品之連續流，且將產品乾燥至所欲水分含量，諸如8-12重量%水分。
各種乾燥機在過去已用於此等情形中，諸如單路或多路水平乾燥機、或垂直乾燥機。此類型之水平乾燥機包括乾燥機外殼，其具有一或多個自濕產品進口導向乾產品出口的內部運送機。類似地，垂直乾燥機具有一系列堆 疊甲板，其中產品最初在最高甲板中處理，且隨後以連續順序傳遞至下甲板，直至乾產品出口。在任一狀況下，環境空氣被吸入乾燥機主體並直接地或間接地加熱，且隨後循環用於與乾燥機主體內的產品接觸。在許多情況中，冷卻機區段係與產品乾燥機一起使用，以便冷卻產品以供下游處置或包裝；此種冷卻機不利用熱風，而僅僅使空氣循環穿過乾產品來降低其溫度。
利用此種儀器的長期問題在於必需週期性地取出乾燥機輸出之樣本且以物理方式量測其水分含量。僅在此種測試之後，才可修改儀器之操作以致力於產生可接受的乾產品。因此，在乾燥機情形中，在乾燥機之初始起動期間，或在乾燥機擾動的事件中，在可獲取初始水分讀數並在實驗室中分析之前可經過20分鐘或更多的時間。僅在彼時才可修改乾燥機操作，隨後必然伴有另一等待直至可獲取另一樣本且量測水分含量。因此，產生可觀量之廢產品直至決定按需要操作乾燥機來產生規格內之乾產品。因此，重複取樣及測試之習知實踐就時間而言是低效的且就廢產品而言是浪費成本的，從而具有的價值較小或實用性。
因此在此項技術中需要改良的乾燥機及其他設備以用於水移除，該水移除可以最小化或消除週期性取樣及實驗室水分測試的方式來控制。
本發明克服上文概述的問題，且提供用於監視及控制設備之操作的方法，該設備用於經由產品與進入該設備之輸入空氣之間的接觸自該產品移除水，其中此設備亦具備用於自該設備移動負載水分之退出空氣的排氣扇。該等方法大體上涉及在該設備之操作期間、較佳地以即時方式測定自產品移除水之淨速率。
在本發明之一個方面中，此種水移除測定涉及對來自排氣扇之空氣的體積流率之初始測定(通常係量測為CFM(f3/min)或m3/min)，及使用此流率 來測定在設備操作期間自產品移除水之淨速率。為此，亦對自待乾燥的最初濕產品及輸入空氣兩者進入設備的水之淨速率，及作為退出空氣之一部分自設備移除的水之速率進行測定。
可使用許多不同的技術來測定來自風扇之退出空氣之體積流率。最通常地，此等方法試圖得出空氣速度及進而得出體積流率。例如，可進行對藉由風扇誘導的空氣速度(直接或間接)、氣體速度壓力及/或靜態空氣壓力之量測。此等方法利用皮託管、文氏管、孔口板、渦流卸載裝置、熱線風速計、或置放於風扇管道內之葉片式風速計。然而，此種量測之準確度可因以下事實而受損：退出空氣之速度遍及管道之橫截面為不均勻的，亦即，摩擦減慢接近於管壁移動的空氣，以使得速度在管道之中心中較大。根據此等考慮，本發明之實踐較佳地利用間接方法，藉以感測或以其他方式測定排氣扇之一或多個操作參數，且此等參數可隨後用於計算體積流率，諸如經由熟知扇風機定律方程式來計算。此等風扇參數包括風扇之旋轉速度(rpm)、風扇之馬達功率(亦即，藉由風扇馬達消耗來旋轉風扇之能量)、風扇壓力(靜態壓力、速度壓力、或總壓力)、或其組合。
如所提到的，本發明之方法測定自傳遞穿過設備的濕產品移除的水之淨速率(通常為平均淨速率)且使得淨速率可獲得的，且較佳地以即時方式測定此淨速率。如本文所使用，「即時」係指如下事實：在最初濕產品傳遞穿過設備的時間期間測定水移除之淨速率且可獲得(例如，可經由視覺顯示器獲得)。因此，在將一定量之最初濕產品引入設備中且使其傳遞穿過設備時，在此傳遞時間期間測定自該量之最初濕產品移除的水之淨速率。
根據本發明之設備包括所有類型的的儀器，其係設計來藉由使產品與輸入空氣接觸而自最初濕產品移除水來產生乾產品及負載水分之退出空氣。例如，設備可呈水平或垂直熱空氣對流乾燥機、冷卻機、或任何其他適合 水分移除儀器的形式。
在較佳實踐中，本發明之方法亦包括以下步驟：調整設備之至少一個控制參數，從而將回應於水移除之所測定淨速率改變自產品移除水之速率。在本發明之一個實施方式中，設備控制涉及：測定設定點速率SP，其為在產品傳遞穿過設備期間自該產品移除的水之所欲淨速率；測定程序變數PV，其為在產品傳遞穿過設備期間退出該產品的水之實際淨速率；及測定控制變數CV。CV為用於改變自產品移除水之速率的設備參數，諸如在乾燥機狀況下為加熱輸入空氣之溫度、傳遞穿過設備的產品之速度、在產品與輸入空氣之間的接觸時間、及其組合。設備控制係藉由按需要改變CV以使PV接近SP且最終實質上等於SP(例如，在SP之加或減3%以內，較佳地SP之加或減1%以內)來達成。典型地，SP、PV、及CV係連續地及週期性測定的，且設備操作係使用此種連續測定來控制。
連續的SP、PV、及CV測定通常係使用PID(比例積分微分)控制器來進行。例如，PID控制器可操作來使得在每一控制迴路中計算SP及PV連同SP與PV之間的差；隨後測定控制變數CV以用於驅使PV朝向SP。SP可測定為初始水速率(IWR)減去最終水速率(FWR)，其中IWR為作為濕產品輸入之一部分遞送至設備的水之速率，且FWR為作為乾產品輸出之一部分自設備退出的水之所欲速率。PV可測定為作為排氣扇之輸出之一部分離開設備的水之速率減去作為輸入空氣之一部分進入設備的水之速率。
在一個實施方式中，本發明提供改良設備，其包含：具有濕產品輸入及乾產品輸出之乾燥室、一或多個用於環境空氣之輸入、及包括馬達供電之排氣扇的用於負載水分之退出空氣的輸出。提供感測器總成以用於測定排氣扇之旋轉速度及排氣扇馬達之功率。乾燥室亦具有用於測定負載水分之退出氣化及輸入(通常為環境)空氣之濕球溫度及乾球溫度的設備。諸如所描述PLC/PID 控制器的數位控制器係與感測器總成及該設備可操作地耦接以便控制該設備之操作。
如上文所指出，可使用本發明控制各種不同的乾燥機及/或冷卻機。例如，乾燥機可使用不同的裝置用於加熱環境來源的輸入空氣，該等裝置諸如用於空氣之間接加熱的露焰加熱器或火箱、或蒸汽盤管。再循環風扇通常係提供來用於在加熱裝置與所乾燥的產品之間循環熱空氣。此外，本發明之排氣扇可具有任何適合的類型，諸如習知旋轉葉片風扇或鼓風機。
本發明之改良乾燥方法及設備可形成用於生產產品之整個系統的一部分，該等產品諸如含有大量蛋白質(穀物來源或動物來源或兩者)、澱粉、脂肪、維生素、礦物、及其他添加劑之食物或飼料產品。此等產品係典型地調配為原始混合物且經加工以烹調該等混合物以便使蛋白質變性且使澱粉成凝膠。寵物飼料、魚飼料、及某些人類食物具有此種特性。此類型之系統包括上游處理總成及下游乾燥機。上游部件可為習知單螺桿或雙螺桿擠出機、或製粒機，其將濕產品之連續流饋料至下游乾燥機，該下游乾燥機為根據慣例的乾燥機。在其他情形中，本發明可用於控制用於果實、植物、堅果、或其他加工食物的乾燥機。在此等情況下，使用不同的上游處理或處置儀器。
圖1為例示根據本發明的用於生產食物或飼料產品之擠出機/乾燥機系統之部件的示意性方塊圖；圖2為根據本發明的產品乾燥機之垂直截面示意圖，其展示利用濕產品對乾燥機之初始加載的過程；圖3為例示在圖2之乾燥機利用濕產品之初始加載期間該乾燥機之操作的圖表，其描繪SP及PV值之累加，但無控制變數之操作； 圖4為類似於圖2之彼者的示意圖，但例示在乾燥機利用產品完全加載之後的該乾燥機；圖5為類似於圖3的圖表，其例示在圖4的乾燥機之完全加載之後該乾燥機之操作，描繪SP及PV值之進一步累加，但無控制變數之操作；及圖6為類似於圖5的圖表，其例示圖4之乾燥機之進一步操作，描繪所計算SP及PV值而無控制變數之操作，及控制變數CV之操作之起始，其用於驅使PV朝向SP直至PV至少近似等於SP。
以下實例例示在水平、燃料點火對流乾燥機之情形中本發明之實施方式。然而應理解，此實例係僅以說明方式提供，且其中所有內容皆不應視為對本發明之總範疇的限制。
實例
以下假想、電腦產生實例例示在用於生產人類食物或動物飼料的擠出系統10之操作期間本發明之實施方式。系統10大體上包括擠出機12及單路、燃料點火對流乾燥機14。擠出機本身為習知的，且可操作來產生濕、熟產品16之連續流，將其在乾燥機14中處理來產生乾產品18。控制總成20係提供用於乾燥機14以便以即時方式測定在濕產品16傳遞穿過乾燥機期間離開該濕產品之水之淨速率。
控制總成20包括與乾燥機14耦接的排氣扇22，及設計來量測風扇22之輸出之濕球及乾球溫度的濕球/乾球感測器24。另外，風扇22配備rpm速度感測器26及風扇馬達功率感測器28。乾燥機14進一步配備燃燒空氣鼓風機30，其將空氣遞送至燃料點火空氣加熱器32，以使得熱空氣遞送至乾燥機14內部。環境空氣濕球/乾球感測器34係提供來測定輸入空氣之濕球及乾球溫度，包括饋料至鼓風機30之空氣，及在經由風扇22排出空氣時傳遞至乾燥機14中之補充空氣 36。溫度感測器37亦可操作地位於乾燥機14中以用於感測其內部溫度。
可程式化邏輯控制器(PLC)38使用來自濕球/乾球感測器24、34，風扇速度及功率感測器26、28，及用於擠出機12之控制器之輸入控制總成20之操作。PLC 38輸出藉由調整流至加熱器32之燃料之流動而控制該加熱器之操作。另外，顯示器40與PLC 38可操作地耦接以使得離開濕產品16的水之淨速率及其他控制資訊可在視覺上顯示給系統10之操作者。
乾燥機14在圖2及4中示意地例示，且包括伸長的乾燥機櫃或外殼42，其具有用於濕產品16之進口44，及用於遞送乾產品18至送離運送機48或類似裝置之出口46。在內部，乾燥機14包括可位移運送機50，其提供上運送道52及下運送道54，且習知地經供電以便將濕產品16沿乾燥機之長度在進口44與出口46之間連續地移動。濕產品16之流動經導向至運送機50之上運送道52上。濕產品16之此進入流具有所測定的濕速率，其為在濕產品自擠出機12流出時構成該濕產品之產品(固體及原始與添加的水)的總量。另外，已知濕產品16之%H2O，亦即，濕產品之水分總%，此係基於將濕產品之總重量視為100重量%。此資料經測定且儲存在擠出機控制器內。
如所例示的，乾燥機14亦包括燃燒空氣鼓風機30及相關聯加熱器單元32，其典型地呈露焰火箱之形式。另外，乾燥機具有排氣扇22，其在操作期間自櫃42排出負載水分之退出空氣。補充空氣36傳遞穿過進口44或任何其他適合位置。在乾燥程序過程期間，一系列再循環風扇56、58使熱空氣在乾燥機櫃42內再循環。
排氣扇22具有已知的操作參數或額定值，其係典型地來源於風扇製造商，或可獨立地測定。此實例中之風扇22在以下條件下操作時具有16,000ft3/min之操作體積：1201rpm之旋轉速度、12(FSP)之壓力(wg)、44.8BHP之功率、及0.0598lb/ft3之空氣密度因子。參考資料係獲取自位於海平面上方1050ft 之海拔處的風扇。
乾燥機控制程序係藉由使用PID迴路在PLC 38中實施。PID迴路需要SP(設定點)、PV(程序變數)，且其產生CV(控制變數)。將SP及PV之連續計算值饋入PID迴路以控制在產品16傳遞穿過乾燥機14時離開該產品的水之平均淨速率。SP為自產品16移除水以在乾產品18中達成所欲水分含量的所欲速率。PV為在傳遞穿過乾燥機14期間離開產品16的水之淨速率。CV為乾燥機12內之溫度，其係藉由調整向加熱器單元32輸入之燃料來控制。
實際上，計算係基本上連續地執行，典型地每20毫秒執行一次。然而，給定乾燥機14之相對慢回應時間的情況下，將此等計算值中之每一者用於控制演算法並非必要的。實情為，運送機50係分為一系列的N個資料元件，此處為100個此種元件。資料間隔係基於運送機50之行進速率及長度。計算值係以相等時間間隔饋送至資料序列以表示每一資料元件。因此，每一資料元件表示在運送機50之長度之相應1/100上自產品16移除水之所欲速率。在藉由PLC 38計算每一資料元件時，將其儲存在記憶體中，且將所有100個資料元件，包括在乾燥機啟動期間含有零的彼等資料元件取平均值以獲得自乾燥機14移除水之平均所欲速率。資料元件中之每一者連續更新，且所有儲存資料元件係連續地取平均值。此提供自傳遞穿過乾燥機14的產品16移除水之所欲速率之移動平均值。
最初調諧PID迴路，其涉及選擇控制器之成比例、整數、及導數增益之值以達成所欲乾燥機效能之過程。藉由考慮許多因素來選擇所選值，該等因素包括乾燥機之類型及大小、預期乾燥速率、及待處理的產品類型。此種調諧完全在技藝人士之技藝範圍內。
如下計算SP、PV、及CV且將其用於PLC 38。
設定點SP之計算
為計算SP，PLC 38需要以下資訊： 濕速率(WR)=當自擠出機12流出時遞送至乾燥機14之材料(固體加水，原始水及添加的水兩者)之總速率，以kg/hr計；%H2O=自擠出機12流出的濕產品16之總水分含量，以%計；乾速率(DR)=作為自擠出機12流出的濕產品16之一部分遞送至乾燥機14的乾透材料之總速率，以kg/hr計；初始水速率(IWR)=作為自擠出機12流出的濕產品16之一部分遞送至乾燥機14的水之速率，以kg/hr計；最終水速率(FWR)=為作為乾產品18之一部分自乾燥機遞送的水之所欲速率，以kg/hr計；實際出水率(AWR)=作為乾產品18之一部分自乾燥機遞送的水之實際速率，以kg/hr計；目標乾水分含量(TargetDMC)=為乾產品18之所欲水分含量，以%計。
WR、%H2O、及AWR為來源於擠出機12之操作的值且係如圖1所例示遞送至PLC 38。TargetDMC為乾產品18之預選值。剩餘值如下計算。
IWR(kg/hr)=WR(kg/hr) * %H2O(%)/100；DR(kg/hr)=WR(kg/hr)-IWR(kg/hr)；FWR(kg/hr)=DR(kg/hr)/(1-TargetDMC(%)/100)-DR(kg/hr)。
最終SP計算為：SP(kg/hr)=IWR(kg/hr)-FWR(kg/hr)。
程序變數PV之計算
PV=在傳遞穿過乾燥機14期間自濕產品16移除的水之淨速率，以lb/hr，且等於(A)作為排氣扇18之輸出之一部分離開乾燥機14的水之速率，減去(B)作為燃燒空氣鼓風機30之輸出之一部分進入乾燥機14的水之速率，並減去(C)作為補充空氣之一部分進入乾燥機14的水之速率。因此，為計算PV，必須測 定上文三個不同的值A、B、及C。
A之測定值=作為排氣扇22之輸出之部分離開乾燥機14之水之速率
此計算包括對來自排氣扇22的負載水分之空氣的體積流率之測定，典型地以CFM或f3/min計。此測定較佳地使用適當扇風機定律進行，繼而需要感測適當的風扇參數。此種風扇法律係描述於由Robert Jorgensen編寫的Fan Engineering，第6版(1961)，第226-227頁中。此參考文獻教示使用不同的風扇參數計算風扇CFM之多種方式。例如，扇風機定律10b使用所感測風扇馬力及風扇rpm計算排氣扇CFM；扇風機定律7b使用風扇空氣壓力(其可為靜態空氣壓力、速度空氣壓力、或總空氣壓力；如本文所使用，「風扇壓力」係指前述任一者)及風扇rpm計算CFM；且扇風機定律9c使用風扇馬達功率及風扇壓力計算CFM。原則上，可使用CFM扇風機定律方程式中之任何方程式，但自實踐觀點而言，10b、7b、及9c為最有用的。因此，在較佳形式中，使用選自由以下各項組成之群的風扇之兩個操作參數：(1)風扇馬達功率及風扇旋轉速度；(2)風扇壓力及風扇旋轉速度；或(3)風扇馬達功率及風扇壓力。
為便於參考，較佳扇風機定律方程式係闡述於下文：10b：CFMa=CFMb x (HPa/HPb)3/5 x (RPMb/RPMa)4/5 x (δb/δa)3/5
7b：CFMa=CFMb x (PRESSa/PRESSb)3/2 x (RPMb/RPMa)2 x (δb/δa)3/2
9c：CFMa=CFMb x (HPa/HPb)1 x (PRESSb/PRESSa)1 x (1)
其中：CFMa為排氣扇輸出之實際體積空氣流量，以f3/min計；CFMb為排氣扇輸出之風扇製造商參考體積空氣流量，以f3/min計；HPa為藉由風扇馬達利用的實際馬力，以BHP計算；HPb為藉由風扇馬達利用的風扇製造商參考馬力，以BHP計算；RPMa為排氣扇之實際旋轉速度，以rpm計；RPMb為排氣扇之風扇製造商參考旋轉速度，以rpm計；δa為排氣扇輸出之實際空氣密度，以lbs/f3計；δb為排氣扇輸出之風扇製造商參考空氣密度，以lbs/f3計；PRESSa為排 氣扇之實際風扇壓力；且PRESSb為排氣扇之風扇製造商參考壓力。
為使用扇風機定律方程式10b測定值A，PLC需要以下資訊：mfT(R)=排氣扇輸出之乾球溫度，以蘭金度數計；mfTS(R)=排氣扇輸出之濕球溫度，以蘭金度數計；gfExtnAmbAlt=乾燥機高程(ft)；mfW=絕對濕度=排氣扇輸出中水蒸汽lb/乾空氣lb；mfWS=排氣扇輸出中之飽和絕對濕度=排氣扇輸出中水蒸汽lb/乾空氣lb；mfAP=排氣扇輸出之大氣壓，以lb/in2計；mfPS-排氣扇輸出之飽和壓力，以lb/in2計；mfV=排氣扇輸出之比容，以ft3/lb計；CFMa=排氣扇輸出之實際空氣流量，以ft3/min計；CFMb=排氣扇輸出之風扇製造商參考空氣流量，以ft3/min計；HPa=風扇馬達之實際馬力，以BHP計；HPb=風扇馬達之風扇製造商參考馬力，以BHP計；RPMa=排氣扇之實際旋轉速度，以rpm計；RPMb=排氣扇之風扇製造商參考旋轉速度，以rpm計；AirDensitya=排氣扇輸出之實際空氣密度；AirDensityb=排氣扇輸出之風扇製造商參考空氣密度。
mfT(R)及mfTS(R)值來源於感測器24。gfExtnAmbAlt為系統高程。HPb、RPMb、及AirDensityb係藉由風扇製造商提供。剩餘值如下計算。
mfPS=e(((14.61 * mfTS(R))-8208.44)/(mfTS(R)-72.60))
mfWS=(.6244 * mfPS(lb/in2))/(mfAP(lb/in2)-mfPS(lb/in2))
mfW=mfWS-((.26*(mfT(R)-mfTS(R)))/(1359.0-(.576 * mfTS(R))))
mfAP(lb/in2)=14.696(lb/in2)* (0.01367 * (gfExtnAmbAlt(ft)/1000(ft/inHg)) ^ 2-1.0744 * (gfExtnAmbAlt(ft)/1000(ft/inHg))+29.92(inHg))/29.92(inHg)
mfV(ft3/lb)=(mfT(R)/mfAP(lb/in2) * (0.3779(ft3/R * in2)+0.5909(ft3/R * in2) * mfW(lb/lb))
AirDensitya(lb/ft3)=(1+mfWS(lb/lb))/mfV(ft3/lb)
使用來自先前提及的Fan Engineering手冊之扇風機定律10b：CFMa=CFMb *(HPa/HPb)A(3/5) * (RPMb/RPMa)A(4/5)*(AirDensityb/AirDensitya)A(3/5)。
值A係計算如下：A=離開乾燥機14之水之速率，以lb/hr計=CFMa(ft3/min) * AirDensitya(lb/ft3) * mfW * (lb/lb) * 60(min/hr)。
B之測定值=作為鼓風機30之燃燒空氣之一部分進入乾燥機14的水之速率
燃燒鼓風機30具有利用已知CFM輸出之固定風扇速度。因此，值B係計算如下：B=作為鼓風機30之燃燒空氣之一部分進入乾燥機14的水之速率，以lb/hr計=燃燒鼓風機30之CFM(ft3/min)*環境AirDensitya(lb/ft3) * 環境mfW(lb/lb)*60(min/hr).
C之測定值=作為補充空氣之一部分進入乾燥機14的水之速率
乾燥機補充空氣之CFM(ft3/min)=CFMa(ft3/min)-燃燒鼓風機30之CFM(ft3/min)。值C係計算如下：C=作為補充空氣之部分進入乾燥機14的水之速率，以lb/hr計=乾燥機補充空氣之CFM(ft3/min) * 環境AirDensitya(lb/ft3) * 環境mfW(lb/lb)*60(min/hr)。
PV之最終計算為：PV=A-B-C
控制變數CV之測定
CV用於控制PV。在此實施方式中，CV=乾燥機溫度。
CV=乾燥機溫度(℉)
圖2例示在啟動期間當產品自擠出機12流到運送機運送道52上時 的系統10，且圖3描繪來自乾燥機控制總成20之顯示輸出。應理解，乾燥機14係在實際乾燥操作開始之前典型地預熱至選定溫度。因此，在初始填充階段期間，加熱器32將不會操作，因為乾燥係由於乾燥機之預熱而實現。然而，隨著程序進行，PV及SP線向上移動且加熱器32開始操作。亦如圖3所示，PV曲線最初處於SP曲線上方，其意指正在移除比所需更多的水。
圖4及5例示一旦乾燥機運送機50得以滿載時的系統10。在此點，擠出機12係在恆定速率下運行，且PV及SP線變得筆直。然而，再次，乾燥機處於「過度乾燥」條件。圖6例示乾燥機操作之進一步進程，其再次初始地處於過度乾燥條件下。然而，朝向圖6之中心，觀察到CV開始改變乾燥機14之操作，從而引起PV圖表接近SP圖表。朝向圖6之右手端，將見到：CV之操作已使PV及SP圖表基本上完全會聚，從而意指現在正在產生適當乾產品。控制總成20隨後將維持此操作模式直至發生某種擾亂。例如，若擠出機12產生較濕產品，則此種資訊將發送至控制器38且加熱器32將操作來提供另外的熱來乾燥較濕產品。同時，饋入PID迴路的SP及PV之連續計算支配加熱器32之操作，如先前所解釋的。
雖然前述實例在具有露焰加熱器或火箱32的水平、單路、燃料點火乾燥機14之情形中描述利用單一燃燒空氣鼓風機30、單一排氣扇22、及單一溫度感測器37的本發明之實施方式，但本發明不限於此。例如，亦可使用具有兩個或兩個以上垂直堆疊運送機的多路水平乾燥機。在此種狀況下，多個運送機將各自分為N個資料元件(諸如每個運送機100個資料元件)且資料元件之總數將儲存在記憶體中，以獲得自乾燥機移除水之平均淨速率。
另外，乾燥機可為蒸汽點火的，其中使用一列蒸汽饋送翅片式盤管替代加熱器或火箱32，且諸如風扇56、58的複數個再循環風扇使環境來源的乾燥空氣循環穿過蒸汽加熱盤管以加熱乾燥空氣以供乾燥最初濕產品。同樣地，取決於乾燥機之大小，可使用複數個燃燒空氣鼓風機及/或排氣扇。通常， 在此種狀況下，排氣扇中之每一者將配備一或多個風扇參數感測器(例如，rpm及風扇馬達功率)，將使用多個溫度感測器37，且PLC將衡量來自感測器的所得資料以在產品乾燥的過程期間得出SP及PV值。
本發明亦可與垂直、多甲板乾燥機或冷卻機一起使用。在後一狀況中，當然將不存在加熱乾燥空氣，但替代地環境空氣將循環穿過冷卻機以使產品之溫度下降且自其移除水分。基本上，本發明可與任何產品水分移除設備一起使用，只要該設備利用具有用於測定至少一個風扇操作參數之一或多個感測器的排氣扇即可。
雖然前述實例闡述用於即時測定自傳入濕產品移除水之平均淨速率的一系列計算，但將瞭解可使用其他計算來達成相同目的。雖然具有PID控制器之PLC之使用為較佳的，但將瞭解可使用其他類型的數位控制器，例如，個人電腦。類似地，雖然已經由在各種感測器與PLC之間使用硬體輸入及輸出來例證本發明，但亦可利用標準無線通訊協定(例如，乙太網路IP、Modbus TCP/IP)。
雖然擠出機12之使用為較佳的，但應理解可使用任何適合的上游處理單元(例如，製粒機)，只要其能夠在已知濕速率及%H2O值下遞送帶乾燥的設定產品流即可。

Claims (77)

  1. 一種設備，其可操作來藉由使傳遞穿過該設備的產品與輸入空氣接觸來產生乾產品及負載水分之退出空氣而自該產品移除水，該設備包括：一風扇，其用以自該設備排出該退出空氣；及結構，其可操作來測定來自該風扇的該退出空氣之體積流率，且可操作來使用該體積流率以測定在該設備之操作期間自該產品移除水之淨速率。
  2. 如申請專利範圍第1項之設備，該結構可操作來測定該風扇之至少一個操作參數，並使用該風扇參數以計算該體積流率。
  3. 如申請專利範圍第2項之設備，該風扇參數選自由以下各項組成之群：風扇馬達功率、風扇旋轉速度、及風扇壓力、及其組合。
  4. 如申請專利範圍第3項之設備，該結構可操作來使用選自由以下各項組成之群的該風扇之兩個操作參數以測定該體積流率：(1)風扇馬達功率及風扇旋轉速度；(2)風扇壓力及風扇旋轉速度；或(3)風扇馬達功率及風扇壓力。
  5. 如申請專利範圍第4項之設備，該結構可操作來測定：(a)該退出空氣之濕球溫度及乾球溫度；(b)該排氣扇之旋轉速度；(c)該排氣扇之馬達功率；(d)該輸入空氣之濕球溫度及乾球溫度；且可操作來使用該等測定值(a)-(d)、包含(a)及(d)，以即時方式計算當該產品傳遞穿過該設備時自該產品移除水之該淨速率。
  6. 如申請專利範圍第2項之設備，該結構可操作來使用該風扇參數在一扇風機定律方程式中以計算該體積流率。
  7. 如申請專利範圍第1項之設備，該結構可操作來回應於水移除之該測定淨速率而改變該設備之該操作。
  8. 如申請專利範圍第7項之設備，該結構可操作來調整該設備之至少一個控制參數，從而將回應於水移除之該測定淨速率而改變自該產品移除水之該速率。
  9. 如申請專利範圍第8項之設備，該設備為使用加熱輸入空氣來乾燥該產品之一乾燥機，該控制參數係選自由以下各項組成之群：該加熱輸入空氣之溫度、傳遞穿過該乾燥機的該產品之行進速度、該產品與該加熱輸入空氣之間的接觸時間、及其組合。
  10. 如申請專利範圍第7項之設備，該結構可操作來測定：一設定點速率SP，其為在該產品傳遞穿過該設備期間自該產品移除水之所欲淨速率；一程序變數PV，其為在該產品傳遞穿過該設備期間退出該產品的水之實際淨速率；且可操作來使用該SP及該PV控制該設備之該操作，以致使該PV接近該SP。
  11. 如申請專利範圍第7項之設備，該結構可操作來連續地及週期性地測定該SP及該PV，且使用該等連續SP及PV測定值來控制該設備之該操作。
  12. 如申請專利範圍第11項之設備，該結構包括具有一PID控制器之一PLC，用以實施該SP及該PV之該等連續測定。
  13. 如申請專利範圍第12項之設備，該PLC控制器在該等連續測定中之每一者中可操作來計算該SP、該PV、該SP與該PV之間的差、及一控制變數CV。
  14. 如申請專利範圍第10項之設備，該結構可操作來將該SP測定為初始水速率(IWR)減去最終水速率(FWR)，其中IWR為作為該濕產品輸入之一部分遞送至該設備的水之速率，且FWR為作為該乾產品之一部分自該設備退出的水之所欲速率。
  15. 如申請專利範圍第10項之設備，該結構可操作來將該PV測定為作為該排氣扇之該輸出之一部分離開該設備的水之該速率減去作為該輸入空氣 之一部分進入該設備的水之該速率。
  16. 如申請專利範圍第1項之設備，該結構可操作來以即時方式測定當該產品傳遞穿過該設備時自該產品移除水之淨速率。
  17. 如申請專利範圍第16項之設備，該結構可操作來測定自該產品移除水之平均淨速率。
  18. 一種設備，其可操作來藉由使傳遞穿過該設備的產品與輸入空氣接觸來產生乾產品及負載水分之退出空氣而自該產品移除水，該設備包括：一風扇，其用以自該設備排出該退出空氣；及結構，其可操作來以即時方式計算在該設備之操作期間自該產品移除水之淨速率。
  19. 如申請專利範圍第18項之設備，該結構可操作來測定該排氣扇之至少一個操作參數，且可操作來在對該設備之操作期間自該產品移除水之該淨速率之該計算中使用該至少一個測定參數。
  20. 如申請專利範圍第19項之設備，該結構可操作來測定選自由以下各項組成之群的該風扇之兩個操作參數：(1)風扇馬達功率及風扇旋轉速度；(2)風扇壓力及風扇旋轉速度；或(3)風扇馬達功率及風扇壓力。
  21. 一種監視設備之操作的方法，該設備可操作來藉由使傳遞穿過該設備的產品與輸入空氣接觸來產生乾產品及負載水分之退出空氣而自該產品移除水，該方法包含以下步驟：使用一風扇以自該設備排出該退出空氣，測定來自該風扇之體積流率，及使用該體積流率以測定在該設備之操作期間自該產品移除水之淨速率。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，測定至少一個風扇參數，且使用該風扇參數以計算該體積流率。
  23. 如申請專利範圍第22項之方法，該風扇參數選自由以下各項組成之群：風扇馬達功率、風扇旋轉速度、及風扇壓力、及其組合。
  24. 如申請專利範圍第23項之方法，包括以下步驟，測定選自由以下各項組成之群的該風扇之兩個操作參數：(1)風扇馬達功率及風扇旋轉速度；(2)風扇壓力及風扇旋轉速度；或(3)風扇馬達功率及風扇壓力。
  25. 如申請專利範圍第24項之方法，包括以下步驟：(a)測定該退出空氣之濕球溫度及乾球溫度；(b)測定該排氣扇之旋轉速度；(c)測定該排氣扇之馬達功率；(d)測定該輸入空氣之濕球溫度及乾球溫度；且(e)使用該等測定值(a)-(d)、包含(a)及(d)以即時方式測定當該濕產品傳遞穿過該乾燥室時自該濕產品移除水之該淨速率。
  26. 如申請專利範圍第22項之方法，包括以下步驟：使用該風扇參數在一扇風機定律方程式中以計算該體積流率。
  27. 如申請專利範圍第21項之方法，包括以下步驟：回應於水移除之該測定淨速率而控制該設備之該操作。
  28. 如申請專利範圍第27項之方法，包括以下步驟：調整該設備之至少一個控制參數，從而將回應於水移除之該測定淨速率而改變自該產品移除水之該速率。
  29. 如申請專利範圍第28項之方法，該設備為使用加熱輸入空氣來乾燥該產品之一乾燥機，該控制參數係選自由以下各項組成之群：該加熱輸入空氣之溫度、傳遞穿過該乾燥機的該產品之行進速度、在該產品與該加熱輸入空氣之間的接觸時間、及其組合。
  30. 如申請專利範圍第27項之方法，包括以下步驟：測定一設定點速率SP，其為在該產品傳遞穿過該設備期間自該產品移除水之所欲淨速率；測定一程序變數PV，其為在該產品傳遞穿過該設備期間退出該產品的水之實際淨 速率；且使用該SP及該PV控制該設備之該操作，以致使該PV接近該SP。
  31. 如申請專利範圍第27項之方法，包括以下步驟：連續地及週期性地測定該SP及該PV，且使用該等連續SP及PV測定值控制該設備之該操作。
  32. 如申請專利範圍第31項之方法，包括以下步驟：使用具有一PID控制器之一PLC控制器以實施該SP及該PV之該等連續測定。
  33. 如申請專利範圍第32項之方法，該PLC控制器在該等連續測定中之每一者中可操作來計算該SP、該PV、該SP與該PV之間的差、及一控制變數CV。
  34. 如申請專利範圍第30項之方法，包括以下步驟：將該SP測定為初始水速率(IWR)減去最終水速率(FWR)，其中IWR為作為該濕產品輸入之一部分遞送至該設備的水之速率，且FWR為作為該乾產品之一部分自該設備退出的水之所欲速率。
  35. 如申請專利範圍第30項之方法，包括以下步驟：將該PV測定為作為該排氣扇之該輸出之一部分離開該設備的水之該速率減去作為該輸入空氣之一部分進入該設備的水之該速率。
  36. 如申請專利範圍第21項之方法，包括以下步驟：以即時方式測定當該產品傳遞穿過該設備時自該產品移除水之淨速率。
  37. 如申請專利範圍第36項之方法，水移除之該淨速率為水移除之一平均淨速率。
  38. 一種監視設備之操作的方法，該設備可操作來藉由使傳遞穿過該設備的產品與輸入空氣接觸來產生乾產品及負載水分之退出空氣而自該產品移除水，該方法包含以下步驟：使用一風扇以自該設備排出該退出空氣，及以即時方式計算在該設備之操作期間自該產品移除水之淨速率。
  39. 如申請專利範圍第38項之方法，包括以下步驟：測定該排氣扇 之至少一個操作參數，且在對該設備之操作期間自該產品移除水之該淨速率之該計算中使用該至少一個測定參數。
  40. 如申請專利範圍第39項之方法，該參數測定步驟包括以下步驟，測定選自由以下各項組成之群的該風扇之兩個操作參數：(1)風扇馬達功率及風扇旋轉速度；(2)風扇壓力及風扇旋轉速度；或(3)風扇馬達功率及風扇壓力。
  41. 一種控制設備之操作的方法，該設備可操作來藉由使傳遞穿過該設備的最初濕產品與輸入空氣接觸來產生乾產品及負載水分之退出空氣而自該濕產品移除水，該方法包含以下步驟：使用一排氣扇以自該設備排出該退出空氣，測定來自該排氣扇之該退出空氣之體積流率，及使用該體積流率以測定在該設備之操作期間自該濕產品移除水之淨速率，測定自該濕產品移除水之該淨速率之該步驟包括以下步驟：(1)測定作為來自該排氣扇之該退出空氣之一部分離開該設備的水之速率；(2)自速率(1)減去作為該輸入空氣之一部分及作為該最初濕產品之一部分進入該設備的水之速率，以獲得自該濕產品移除水之淨速率，且調整該設備之至少一個控制參數以回應於自該濕產品移除水之該測定淨速率而改變自該濕產品移除水之該速率，該控制參數係選自由以下各項組成之群：該輸入空氣之溫度、傳遞穿過該設備的該濕產品之速度、在傳遞穿過該設備的該濕產品與該輸入空氣之間的接觸時間、及其組合。
  42. 如申請專利範圍第41項之方法，包括以下步驟：加熱該輸入空氣之一部分。
  43. 如申請專利範圍第41項之方法，包括以下步驟：測定該排氣扇之至少一個參數，該風扇參數選自由以下各項組成之群：風扇馬達功率、風扇旋轉速度、及風扇壓力、及其組合；且使用該至少一個參數以測定該體積流率。
  44. 如申請專利範圍第43項之方法，包括以下步驟，測定選自由以下各項組成之群的該排氣扇之兩個操作參數：(1)風扇馬達功率及風扇旋轉速 度；(2)風扇壓力及風扇旋轉速度；或(3)風扇馬達功率及風扇壓力。
  45. 如申請專利範圍第44項之方法，包括以下步驟：(a)測定該退出空氣之濕球溫度及乾球溫度；(b)測定該排氣扇之旋轉速度；(c)測定該排氣扇之馬達功率；(d)測定該輸入空氣之濕球溫度及乾球溫度；且(e)使用該等測定值(a)-(d)、包含(a)及(d)以即時方式測定當該濕產品傳遞穿過該乾燥室時自該濕產品移除水之該淨速率。
  46. 如申請專利範圍第42項之方法，包括以下步驟：使用該風扇參數在一扇風機定律方程式中以計算該體積流率。
  47. 如申請專利範圍第1項之方法，包括以下步驟：測定一設定點速率SP，其為在該濕產品傳遞穿過該設備期間自該濕產品移除水之所欲淨速率；測定一程序變數PV，其為在該濕產品傳遞穿過該設備期間退出該濕產品的水之實際淨速率；且使用該SP及該PV控制該設備之該操作，以致使該PV接近該SP。
  48. 如申請專利範圍第47項之方法，包括以下步驟：連續地及週期性地測定該SP及該PV，且使用該等連續SP及PV測定值控制該設備之該操作。
  49. 如申請專利範圍第48項之方法，包括以下步驟：使用具有一PID控制器之一PLC控制器以實施該SP及該PV之該等連續測定。
  50. 如申請專利範圍第49項之方法，該PLC控制器在該等連續測定中之每一者中可操作來計算該SP、該PV、該SP與該PV之間的差、及一控制變數CV。
  51. 如申請專利範圍第47項之方法，包括以下步驟：將該SP測定為初始水速率(IWR)減去最終水速率(FWR)，其中IWR為作為該濕產品輸入之一部分遞送至該設備的水之速率，且FWR為作為該乾產品之一部分自該設備退出的 水之所欲速率。
  52. 如申請專利範圍第47項之方法，包括以下步驟：將該PV測定為作為該排氣扇之該輸出之一部分離開該設備的水之該速率減去作為該輸入空氣之一部分進入該設備的水之該速率。
  53. 如申請專利範圍第47項之方法，包括以下步驟：以即時方式測定當該產品傳遞穿過該設備時自該濕產品移除水之淨速率。
  54. 如申請專利範圍第53項之方法，水移除之該淨速率為水移除之一平均淨速率。
  55. 一種控制設備之操作的方法，該設備可操作來藉由使傳遞穿過該設備的最初濕產品與輸入空氣接觸來產生乾產品及負載水分之退出空氣而自該濕產品移除水，該方法包含以下步驟：使用一排氣扇以自該設備排出該退出空氣，及以即時方式測定在該設備之操作期間自該濕產品移除水之淨速率，測定自該濕產品移除水之該淨速率之該步驟包括以下步驟：(1)測定作為來自該排氣扇之該退出空氣之一部分離開該設備的水之速率；(2)自速率(1)減去作為該輸入空氣之一部分及作為該最初濕產品之一部分進入該設備的水之速率，以獲得自該濕產品移除水之淨速率，且調整該設備之至少一個控制參數以回應於自該濕產品移除水之該測定淨速率而改變自該濕產品移除水之該速率，該控制參數係選自由以下各項組成之群：該輸入空氣之溫度、傳遞穿過該設備的該濕產品之速度、在傳遞穿過該設備的該濕產品與該輸入空氣之間的接觸時間、及其組合。
  56. 如申請專利範圍第55項之方法，包括以下步驟：加熱該輸入空氣之一部分。
  57. 如申請專利範圍第55項之方法，包括以下步驟：測定該排氣扇之至少一個風扇參數，其選自由以下各項組成之群：風扇馬達功率、風扇旋轉 速度、及風扇壓力、及其組合；且使用該至少一個參數以測定該體積流率。
  58. 如申請專利範圍第57項之方法，包括以下步驟，測定選自由以下各項組成之群的該排氣扇之兩個操作參數：(1)風扇馬達功率及風扇旋轉速度；(2)風扇壓力及風扇旋轉速度；或(3)風扇馬達功率及風扇壓力。
  59. 如申請專利範圍第58項之方法，包括以下步驟：(a)測定該退出空氣之濕球溫度及乾球溫度；(b)測定該排氣扇之旋轉速度；(c)測定該排氣扇之馬達功率；(d)測定該輸入空氣之濕球溫度及乾球溫度；且(e)使用該等測定值(a)-(d)、包含(a)及(d)以即時方式測定當該濕產品傳遞穿過該乾燥室時自該濕產品移除水之淨速率。
  60. 一種設備，其可操作來藉由使傳遞穿過該設備的最初濕產品與輸入空氣接觸來產生乾產品及負載水分之退出空氣而自該濕產品移除水，該設備包括：一運送機，其將該濕產品傳遞穿過該設備；一排氣扇，其自該設備排出該退出空氣；一可選加熱器，其加熱該輸入空氣；及一控制結構，其包括一量測該排氣扇之至少一個操作參數的感測器總成及一控制器，該控制器經配置以測定來自該排氣扇的該退出空氣之體積流率，且使用該體積流率來測定在該設備之操作期間自該濕產品移除水之淨速率，該控制結構進一步經配置以測定自該濕產品移除水之該淨速率，包括以下功能：(1)基於該排氣扇之該量測的至少一個操作參數而測定作為來自該排氣扇之該退出空氣之一部分離開該設備的水之速率；(2)自速率(1)減去作為該輸入空氣之一部分及作為該最初濕產品之一部分進入該設備的水之速率以獲得自該濕產品移除水之該淨速率，且該控制結構進一步經配置以控制該運送機、排氣扇、及可選加熱器以調整該設備之至少一個控制參數，以便回應於自該濕產品移除水之該測定淨速率而改變自該濕產 品移除水之該速率，該控制參數係選自由以下各項組成之群：該輸入空氣之溫度、傳遞穿過該設備的該濕產品之速度、傳遞穿過該設備的該濕產品與該輸入空氣之間的接觸時間、及其組合。
  61. 如申請專利範圍第60項之設備，進一步包含一加熱器以加熱該輸入空氣之一部分。
  62. 如申請專利範圍第60項之設備，該排氣扇之該至少一個操作參數係選自由以下各項組成之群：風扇馬達功率、風扇旋轉速度、及風扇壓力、及其組合，且該控制結構經配置以使用該至少一個參數以測定該體積流率。
  63. 如申請專利範圍第62項之設備，該控制結構經配置以使用選自由以下各項組成之群的該排氣扇之兩個操作參數以測定該體積流率：(1)風扇馬達功率及風扇旋轉速度；(2)風扇壓力及風扇旋轉速度；或(3)風扇馬達功率及風扇壓力。
  64. 如申請專利範圍第63項之設備，進一步包含感測器以量測：(a)該退出空氣之濕球溫度及乾球溫度；(b)該排氣扇之旋轉速度；(c)該排氣扇之馬達功率；(d)該輸入空氣之濕球溫度及乾球溫度；且該控制結構經配置以使用該等測定值(a)-(d)、包含(a)及(d)以即時方式計算當該濕產品傳遞穿過該設備時自該產品移除水之該淨速率。
  65. 如申請專利範圍第61項之設備，該控制結構經配置以使用該風扇參數在一扇風機定律方程式中計算該體積流率。
  66. 如申請專利範圍第60項之設備，該控制結構經配置以測定：一設定點速率SP，其為在該濕產品傳遞穿過該設備期間自該濕產品移除水之所欲淨速率；一程序變數PV，其為在該濕產品傳遞穿過該設備期間退出該濕產品的 水之實際淨速率；且可操作來使用該SP及該PV控制該設備之該操作，以致使該PV接近該SP。
  67. 如申請專利範圍第66項之設備，該控制結構經配置以連續地及週期性地測定該SP及該PV，且使用該等連續SP及PV測定值來控制該設備之該操作。
  68. 如申請專利範圍第67項之設備，該控制結構包括具有一PID控制器之一PLC，用以實施該SP及該PV之該等連續測定。
  69. 如申請專利範圍第68項之設備，該PLC控制器在該等連續測定中之每一者中經配置以計算該SP、該PV、該SP與該PV之間的差、及一控制變數CV。
  70. 如申請專利範圍第66項之設備，該控制結構經配置以將該SP測定為初始水速率(IWR)減去最終水速率(FWR)，其中IWR為作為該濕產品輸入之一部分遞送至該設備的水之速率，且FWR為作為該乾產品之一部分自該設備退出的水之所欲速率。
  71. 如申請專利範圍第66項之設備，該控制結構經配置以將該PV測定為作為該排氣扇之該輸出之一部分離開該設備的水之該速率減去作為該輸入空氣之一部分進入該設備的水之該速率。
  72. 如申請專利範圍第60項之設備，該控制結構經配置以即時方式測定當該濕產品傳遞穿過該設備時自該濕產品移除水之該淨速率。
  73. 如申請專利範圍第72項之設備，該控制結構經配置以測定自該濕產品移除水之平均淨速率。
  74. 一種設備，其可操作來藉由使傳遞穿過該設備的最初濕產品與輸入空氣接觸來產生乾產品及負載水分之退出空氣而自該濕產品移除水，該設備包括：一運送機，其將該濕產品傳遞穿過該設備；一排氣扇，其自該設備排 出該退出空氣；一可選加熱器，其加熱該輸入空氣；及一控制結構，其包括一量測該排氣扇之至少一個操作參數的感測器總成及一控制器，該控制器可操作來以即時方式測定在該設備之操作期間自該濕產品移除水之淨速率，該控制結構進一步經配置以測定自該濕產品移除水之該淨速率，包括以下功能：(1)基於該排氣扇之該量測的至少一個操作參數而測定作為來自該排氣扇之該退出空氣之一部分離開該設備的水之速率；(2)自速率(1)減去作為該輸入空氣之一部分及作為該最初濕產品之一部分進入該設備的水之速率以獲得自該濕產品移除水之該淨速率，且該控制結構進一步經配置以控制該運送機、排氣扇、及可選加熱器以調整該設備之至少一個控制參數，以便回應於自該濕產品移除水之該測定淨速率而改變自該濕產品移除水之該速率，該控制參數係選自由以下各項組成之群：該輸入空氣之溫度、傳遞穿過該設備的該濕產品之速度、在傳遞穿過該設備的該濕產品與該輸入空氣之間的接觸時間、及其組合。
  75. 如申請專利範圍第74項之設備，該控制結構經配置以測定該排氣扇之至少一個操作參數，其選自由以下各項組成之群：風扇馬達功率、風扇旋轉速度、及風扇壓力、及其組合；且使用該至少一個參數以測定該體積流率。
  76. 如申請專利範圍第75項之設備，該控制結構經配置以測定選自由以下各項組成之群的該排氣扇之兩個操作參數：(1)風扇馬達功率及風扇旋轉速度；(2)風扇壓力及風扇旋轉速度；或(3)風扇馬達功率及風扇壓力。
  77. 如申請專利範圍第75項之設備，進一步包含感測器以量測：(a)該退出空氣之濕球溫度及乾球溫度；(b)該排氣扇之旋轉速度；(c)該排氣扇之馬達功率；(d)該輸入空氣之濕球溫度及乾球溫度；且該控制結構經配置以使用該等測定值(a)-(d)、包含(a)及(d)以即時方式測定當 該濕產品傳遞穿過該設備時自該濕產品移除水之該淨速率。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI784782B (zh) * 2021-11-05 2022-11-21 詠創精密股份有限公司 繼成型機具加工之後的乾燥機調控系統

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6798200B2 (ja) * 2016-09-06 2020-12-09 株式会社サタケ 穀物乾燥機及び該穀物乾燥機の使用方法
US10591213B2 (en) * 2017-01-16 2020-03-17 Envirostar, Llc Dryer control systems and methods
FR3090834A1 (fr) * 2018-12-24 2020-06-26 Algeanova Dispositif de sechage
CN110131984A (zh) * 2019-06-21 2019-08-16 沈林彬 一种用于炭材烘干设备的换热窑
CN110507205B (zh) * 2019-09-30 2021-08-20 珠海格力电器股份有限公司 一种烹饪器具控制方法、装置、存储介质和烹饪器具
US11536513B2 (en) * 2019-10-25 2022-12-27 Westmill Industries Ltd. Apparatus and methods for drying materials
CN110986548A (zh) * 2019-12-02 2020-04-10 江苏蓝创环保科技有限公司 一种环保烘干设备
CN111322853A (zh) * 2020-02-28 2020-06-23 江苏仁康蛋业有限公司 一种自动收料的蛋壳烘干机
CN113970238A (zh) * 2021-11-25 2022-01-25 安徽华润金蟾药业股份有限公司 一种中药饮片干燥方法及设备
CN114383411B (zh) * 2021-12-06 2023-04-18 广东智科电子股份有限公司 热泵烘干控制方法、装置、系统及存储介质
CN114485128A (zh) * 2022-01-21 2022-05-13 徐淑英 具有环保功能的有机肥生产废料处理装置及其处理方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4221058A (en) 1979-05-25 1980-09-09 Scm Corporation Humidity responsive control for dryers
AT389984B (de) 1987-02-09 1990-02-26 Ortwin Hoellrigl Anlage und verfahren zur trocknung bzw. reifung von nahrungsmitteln
WO1993002561A1 (de) 1991-07-31 1993-02-18 Bühler AG Maschinenfabrik Verfahren und vorrichtung zum pressen und trocknen von langen teigwaren sowie verwendung der vorrichtung
US5980962A (en) 1994-07-11 1999-11-09 Microwave Processing Technologies Pty. Limited Process of and apparatus for providing at least a partial barrier to moisture vapor transfer through the surface of a material and/or for removing moisture from a material
US5595000A (en) * 1995-01-17 1997-01-21 U.S. Natural Resources, Inc. No-vent dry kiln
DE19804386C2 (de) 1998-02-04 1999-12-30 Ttp Ingenieurbuero Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung oder Wärmebehandlung von Produkten, insbesondere mit Hilfe von Mikrowellenstrahlung, und damit hergestellte Bananenchips und Bananenpulver
JP3001054B1 (ja) 1998-06-29 2000-01-17 日本電気株式会社 研磨装置及び研磨パッドの表面調整方法
JP3743547B2 (ja) 1999-01-13 2006-02-08 株式会社サタケ 穀物乾燥装置
DE19924704B4 (de) 1999-05-28 2004-11-04 Babcock Textilmaschinen Gmbh Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung einer textilen Warenbahn und Trockner
US6484417B2 (en) * 2001-02-02 2002-11-26 Wenger Manufacturing, Inc. Dryer apparatus and dryer control system
US6712504B1 (en) * 2002-10-01 2004-03-30 Forintek Canada Corp. Method for determining the relative humidity of a volume of air having a temperature of 100° C or greater
CN2631233Y (zh) * 2003-06-19 2004-08-11 龙岩卷烟厂 排潮恒风量自动控制装置
GB0406494D0 (en) 2004-03-23 2004-04-28 Power Technologies Invest Ltd System and method for pulverizing and extracting moisture
US7194822B2 (en) 2004-05-11 2007-03-27 American Wood Dryers, Inc. Systems for drying moisture-containing work pieces and methods for drying same
US8707861B2 (en) 2004-08-02 2014-04-29 John Bean Technologies Corporation Dry food pasteurization apparatus and method
DE102007037607A1 (de) 2007-08-07 2009-02-12 Mars Incorporated Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen eines extrudierten Materials
KR101118671B1 (ko) 2009-10-30 2012-03-06 최세은 원적외선방사히터가 구비된 오징어건조장치
ES2369290B2 (es) 2011-08-08 2012-04-17 José Luis Godoy Varo Método, instalación y dispositivo para un tratamiento de secado, curado y conservación de alimentos sólidos o semisólidos.
US20130174438A1 (en) * 2011-11-17 2013-07-11 Christopher P. Moarn Infrared drying system for wet organic solids
US9534840B2 (en) * 2011-12-20 2017-01-03 Bry Air (Asia) Pvt. Ltd. Method and device for moisture determination and control
US9357787B2 (en) 2013-06-27 2016-06-07 Middleby Marshall Holdings Llc Forced moisture evacuation for rapid baking
CN204007025U (zh) 2014-05-30 2014-12-10 徐州三农生物科技有限公司 饲料智能烘干塔
US10782069B2 (en) 2014-06-10 2020-09-22 Ctb, Inc. Equilibrium moisture grain drying with heater and variable speed fan
CN204923774U (zh) 2015-07-01 2015-12-30 江苏联益生物科技有限公司 宠物饲料烘干机
CN205671411U (zh) 2016-05-06 2016-11-09 李草 一种电气自动化食品烘干生产线
CN205690830U8 (zh) 2016-06-12 2017-01-11 广州丰电电气科技有限公司 一种粮食烘干机

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI784782B (zh) * 2021-11-05 2022-11-21 詠創精密股份有限公司 繼成型機具加工之後的乾燥機調控系統

Also Published As

Publication number Publication date
US9848628B1 (en) 2017-12-26
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US9848629B1 (en) 2017-12-26

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