为满足食品专用粉生产的需要,国家粮食储备局无锡科学研究设计院最新研制了TWCD多组分批量添加系统,该系统是一种用于批量称量粉状物料的机电一体化添加设备,可按照配方要求自动添加1至6种微量物质,实现微量多组分添加,满足了面粉厂配粉工段、食品厂及其它行业粉状微量物料添加的需要。
1工作原理
TWCD多组分批量添加系统是一种用于批量称量粉状物料的机电一体化添加设备,用户可根据需要选择添加微量物料的种类,和喂料装置的台数。如图1所示,将需要添加的微量物料分别倒入喂料装置上的存料斗内,在计算机或控制仪表上输入配方。根据设定的添加量和添加顺序,喂料装置由变频器控制,物料均匀地落入配料控制器的秤斗内,物料重量的变化经称重传感器检测,将电压信号输入仪表控制器,转换为数字信号处理。开始阶段螺旋喂料机构快速给料,当秤斗内的物料重量接近设定值时,螺旋喂料机构利用变频调速进行慢给料直至
达到设定值,配料仪表发出信号,停止喂料。下一个喂料装置开始工作,当系统按配方要求配料结束后,配料仪表控制气缸工作,秤斗翻转,此时,气动蝶阀开启,开始卸料。当秤斗复位,接近开关出关门到位信号,同时气动蝶阀关闭,表示卸料结束,配料仪表归零。下一秤配料按上述次序开始工作。
TWCD多组分批量添加系统整个工作周期与配粉工段的配料秤、混合机的工作周期保持协调一致。
2主要结构及特点
TWCD多组分批量添加系统由喂料装置、配料控制器、气动蝶阀及控制系统组成,总体结构如图1所示。
2.1喂料装置
如图2所示,该装置由存料斗、破拱机构和螺旋喂料机构等组成。存料斗内下方安装一个破拱机构,保证散落性差的添加剂在料斗内流动畅通,不结拱。按照喂料量大小不同,喂料装置中的螺旋喂料机构按管径分为Ф34mm、Ф51mm两种规格。螺旋喂料机构由变频器控制,管径Ф34mm规格的喂料装置,其喂料速度最大为55dm3/h;管径Ф51mm规格的喂料装置,其喂料速度为140dm3/h。用户可根据添加量大小、添加剂种类不同,在工艺设计中选配组合管径为Ф51规格或管径为Ф34规格的喂料装置的数量。

2.2配料控制器
该部分由机架、秤体、秤斗等部分组成。秤体采用三个高精度称重传感器悬吊在机架平板上;机架平板由四根支撑管支撑,位置可以上下调节,以确保安装时螺旋喂料机构准确地伸入配料秤的进料筒内;四根支撑管用地脚螺栓固定在地面上,安装简便;秤斗利用支点安装在秤体内,整个秤斗可以绕支点180°纵向翻转。秤斗结构形式设计巧妙,使得卸料后秤斗内无物料残留,从而保证每批次称量精度。
秤斗由气缸控制翻转动作,动作迅速到位,保证称量速度和称量精确性;内置接近开关监控秤斗翻转的位置,保证秤斗翻转到位后,动作连锁;秤体出料口法兰由两根吊杆吊挂固定在机架上,出料口与秤体采用软连接。
2.3气动蝶阀
该设备采用气动控制,内翻板四周装有O型密封圈,通过O型密封圈与壳体内壁挤压来保证密封效果。该设备结构简单,开启灵活、密封性好,在启闭过程中无带料、溢尘的现象。气动蝶阀的作用是防止下道工序设备气流影响配料控制器的精度,并防止粉尘冒漏。
2.4控制系统
控制系统是由配料仪表、称重传感器、电气控制柜等组成,如图3所示。配料仪表作为整个控制系统的核心,具有精度高、功能全、体积小、外形美观、操作简单的特点。
控制系统主要功能:
2.4.1。具有启动、暂停、停工(一个配料周期结束后停止配料)、急停、卸料及预置生产批次、当班累计、总累计等完整的配料控制功能;
2.4.2。所有预置配料配方数据通过配料仪表面板按键输入,具有断电保护功能;
2.4.3。所有物料喂料过程由变频器控制,具有快、慢两种给料速度及过冲量补偿;
2.4.4。具有软件校秤功能,操作简单;
2.4.5。配料仪表具有RS232通讯端口,可与网络计算机连接,通过计算机设置配料配方及其他系统功能;
2.4.6。配料仪表可直接连接串行打印机,或通过与计算机连接的打印机打印生产报表。

3主要技术参数
3.1。秤斗净容量:10dm3
3.2。每批次称量物料种类:1～10种
3.3。喂料速度:管径Υ34mm规格:1～55dm3/h管径Υ51mm规格:1～140dm3/h
3.4。称量精度:静态(砝码检定):≤±0.1F.S动态(物料检定):≤±0.2F.S
3.5。控制仪表电源:AC220V(+10～-15);50Hz;<10W
3.6。气缸工作压力:0.4～0.6MPa
4性能试验
TWCD多组分批量添加系统可以预设定10种不同的添加配方,用户根据要求随时调用。对于容量为500kg/m3左右的物料,每种物料的添加量在50g至5000g范围内可任意设定,每批添加总量
不超过5000g。为保证添加精度,添加量低于50g时需要稀释后再添加。按照国内现有面粉厂普遍使用1000kg、2000kg规模的混合机,每批需要添加微量物料的量大致为混合物料的0.2,即2kg至4kg左右。配备一台TWCD10多组分批量添加系统完全可以满足添加量要求。TWCD多组分批量添加系统每批物料添加的周期和混合机同步,添加时的称量精度静态(砝码检定)≤±0.1F.S;动态(物料检定)≤±0.2F.S。我们对TWCD多组分批量添加系统进行了单机机械性能试验、工艺性能试验及联机工艺性能试验,测试数据如下:

5.结论
通过试验证明,TWCD多组分批量添加系统机械性能和工艺性能均达到设计要求,整体结构设计合理,外形美观大方,性能优良。设备与物料接触部分采用不锈钢材料,对物料无污染;配料精度高,稳定性好,功能完善,各项操作既可在现场控制仪表上进行,也可以在中控室计算机上进行,使用方便简单,自动化程度高;每批次工作周期能够和混合机协调同步,确保了微量物料批量添加的连续性、可靠性。
目前,我国面粉生产正向着营养强化方向发展,国家公众营养改善项目办公室、公众营养与发展中心已在国内推荐“7+1”面粉营养强化配方,明确指出实行面粉营养强化将会加快面粉行业的规模化、专业化进程,因此,各面粉加工企业生产营养强化面粉已成为必然趋势。TWCD多组分批量添加系统正是为了满足面粉生产向营养强化方向转化的需要而研制的一种技术先进、功能完善、制作精良的新型机电一体化批量添加设备,使用TWCD多组分批量添加系统可以在面粉后处理工段实现精确地、自动地添加各种营养成分及适量的改良剂、强化剂等微量物质,实现微量多组分添加。该设备不仅可以广泛应用于面粉厂配粉工段,也可以应用于食品厂及其它行业,具有很大的市场潜力和推广使用价值。

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