使用壓力變送器選擇食品和飲料應(yīng)用的壓力變送器是食品和飲料行業(yè)中極為重要的變量。如果控制不好，最好的結(jié)果將是效率損失，最壞的情況是完全無法使用的一批產(chǎn)品。由于如此高的賭注，生產(chǎn)者往往會謹慎行事。雖然以這種方式生產(chǎn)產(chǎn)品可確保一致性，但它也限制了工藝的最大潛力。但是當保持臨界溫度接近設(shè)定點的高可信度時，接近安全閾值的能力可以導(dǎo)致產(chǎn)量增加，同時減少水和蒸汽的使用。

 本文將探討使用壓力變送器選擇食品和飲料應(yīng)用的壓力變送器在溫度控制中的作用，特別是在批處理應(yīng)用中。
 反應(yīng)器溫度控制
 據(jù)估計，30％的批次在第一次就沒有完成。在許多情況下，這是因為溫度控制不佳。

 通常用于食品和飲料過程的搪玻璃間歇式反應(yīng)器的通用控制系統(tǒng)?？刂苹芈繁仨毐３炙璧淖o套入口溫度，同時保護襯里。加熱/冷卻供應(yīng)可以具有各種分程配置，例如熱/冷集管的控制閥，蒸汽和冷凍水熱交換器的控制閥，或冷卻流體上的控制閥以及可變電加熱。

 許多溫度控制問題的根本原因是夾套回路中的非線性，因為在分程策略中選擇不合適的控制閥，不正確的調(diào)整和過多的死區(qū)。當需要加熱和冷卻時，分程控制可用于維持反應(yīng)器溫度。當溫度低于所需設(shè)定值時，冷卻閥關(guān)閉，加熱閥打開。當溫度高于設(shè)定值時，加熱閥關(guān)閉，冷卻閥打開。

 需要擴展可調(diào)范圍的過程可以使用兩個或更多個控制閥。一個壓力變送器控制通過較低的工作范圍，第二個壓力變送器控制通過較高的工作范圍。一個例子是蒸餾操作，這將在后面解釋。


 調(diào)整問題解決了
 有時問題是由壓力變送器和控制回路調(diào)節(jié)不當引起的。例如，在一個工廠，八個間歇反應(yīng)器的溫度是振蕩的。由于反應(yīng)器設(shè)定點最初為30°C，緩慢振蕩導(dǎo)致夾套連續(xù)交替消耗大量蒸汽和冷凍水。之后，在反應(yīng)堆內(nèi)部發(fā)生放熱反應(yīng)后，夾套控制器輸出開始幾乎全部上下擺動。平均能耗遠遠大于理論上維持反應(yīng)器溫度所需的能耗。

 夾套環(huán)的更小，更快的振蕩也發(fā)生了。確定的主要問題是：

 反應(yīng)器溫度控制器調(diào)整不良
 夾套溫度控制器調(diào)整不良
 夾克分裂范圍邏輯中的死區(qū)過多
 控制閥設(shè)置問題
 工廠人員尚未接受現(xiàn)代環(huán)路調(diào)整方法（如Lambda調(diào)諧）的培訓(xùn)，該方法
 以所需的速度提供非振蕩響應(yīng)。系統(tǒng)調(diào)整所需的測試還揭示了分程邏輯和控制閥的非線性。在對三個反應(yīng)堆進行修正后，僅在不到三個月的時間內(nèi)就為該項目節(jié)省了蒸汽。

 在該示例和其他應(yīng)用中，不將控制器設(shè)置與閥特性匹配會導(dǎo)致若干問題。例如，另一個批次反應(yīng)器中的響應(yīng)太慢，需要兩個多小時才能達到新的設(shè)定值。由于響應(yīng)緩慢，操作員傾向于頻繁地手動調(diào)整夾套設(shè)定點，直到達到正確的反應(yīng)器溫度。這干擾了運營商的主要職責，例如質(zhì)量控制抽樣。

 測試發(fā)現(xiàn)夾克響應(yīng)存在一些限制。冷卻反應(yīng)比加熱快得多。夾克的手動步驟測試還顯示夾套控制器安裝了不合適的衍生物和過濾值。最后，理想的冷卻響應(yīng)需要冷卻閥中不同的固有流動特性。  一旦做出這些改變，操作就會得到改善。

 蒸餾操作
 蒸餾器是用于加熱罐子，罐子或罐子的容器，用于烹飪和消毒食品。精確的溫度控制非常重要，因此蒸餾器中的容器不會破裂，需要對容器進行徹底加熱以確保沒有細菌存活。

 有時在該應(yīng)用中使用兩個壓力變送器。一個例子是系統(tǒng)需要快速啟動，然后進行嚴格的溫度控制。壓力變送器使用分離范圍來擴展應(yīng)用的可調(diào)范圍。第一個壓力變送器將具有更好的低行程終點控制范圍，最大流量系數(shù)（Cv）與第二個壓力變送器的下行程控制范圍重疊。第二個閥與最大Cv重疊，但在低Cv值時不需要精確控制。

 雖然食品和飲料反應(yīng)器和過程中的許多溫度控制問題是由于調(diào)節(jié)不良引起的，但選擇正確的控制閥很重要，因為如果控制閥操作不當，則無需調(diào)節(jié)量就足夠了。

 壓力變送器選擇的重要性
 控制閥的選擇對于確保高水平的正常運行時間和質(zhì)量非常重要。與溫度控制相關(guān)的控制閥必須能夠快速達到設(shè)定值，在批量循環(huán)期間保持高精度而不振蕩，并快速響應(yīng)批量設(shè)定值的結(jié)束。具有高可調(diào)范性是優(yōu)選的，但必須與響應(yīng)平衡。一度的溫度變化會影響質(zhì)量嗎？如果是這樣，應(yīng)考慮具有高度準確響應(yīng)的控制閥解決方案。蝶閥可提供高可調(diào)范圍，但與分段球閥或截止閥相比，其控制范圍要窄得多。

 在批量操作中，批次之間的時間對工廠的盈利能力具有重大影響，因此快速充電時間是重要的，這可能需要高容量壓力變送器，具有相應(yīng)的較低響應(yīng)。如果只需要快速填充時間，則可以使用蝶形或全口球閥。如果需要改進節(jié)流控制，分段球閥或截止閥是更好的選擇。

 如果壓力變送器尺寸過大，可能無法達到所需的精度水平，因為閥桿運動的微小變化會導(dǎo)致流量發(fā)生很大變化。如果尺寸過小，準確性可能是可以接受的，但是如果存在更大的錯誤空間，則充電時間將增加，而沒有太大的回報。

 分段球閥是兩種應(yīng)用的理想選擇，因為它具有高容量和寬控制范圍。

 在連續(xù)操作中，例如蒸餾，必須進行類似的考慮，但操作范圍通常不是問題?；亓骰蛟俜衅鏖y必須對負載擾動提供穩(wěn)定的響應(yīng)，例如進料質(zhì)量的變化。

 超大尺寸的壓力變送器將提供緩慢的性能并導(dǎo)致高回流率和不必要的能量成本以滿足純度目標。相反，尺寸過小的壓力變送器可能無法正確響應(yīng)干擾，從而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的大幅波動。

 無論控制閥是連續(xù)式還是批量應(yīng)用，了解所需的控制水平對于工廠性能至關(guān)重要。

 壓力變送器規(guī)格
 食品和飲料行業(yè)中使用的壓力變送器分為兩大類：與食品材料直接接觸的壓力變送器，以及控制蒸汽和水等公用設(shè)施的壓力變送器。

 在食品接觸方面，必須考慮各種法規(guī)，例如3A衛(wèi)生標準，F(xiàn)DA 21CFR第177部分和生物加工設(shè)備的ASME BPE。例如，壓力變送器的內(nèi)部必須足夠光滑，以避免捕獲食物顆?；蚴辜毦e聚。這通常轉(zhuǎn)化為15至20微英寸算術(shù)平均粗糙度（Ra）的表面光潔度。

 壓力變送器材料是另一個考慮因素。將裝飾部件升級到更高合金可以延長使用壽命并減少所需的維護。對于直接蒸汽應(yīng)用，316SST是標準配置。對于間接蒸汽，使用合金6的硬面飾板可以延長使用壽命。

 壓力變送器診斷可用于確保壓力變送器性能不會隨時間發(fā)生顯著變化。通過盡早發(fā)現(xiàn)問題，可以制定維護計劃，并配備正確的零件和備件。這消除了不必要的工作和故障排 診斷可以在連續(xù)操作中在線運行，也可以在批次之間脫機運行。

 最后的考慮
 為確保為應(yīng)用選擇正確的控制閥，必須考慮所有屬性：

 是否需要特定的認證，如3A，F(xiàn)DA 21CFR177或ASME BPE？
 需要適應(yīng)多大范圍的設(shè)定點？壓力變送器僅在一個設(shè)定點或多個設(shè)定點運行嗎？
 需要多么嚴格的控制？準確度是2％到3％還是小于1％？
 什么類型的響應(yīng)將促進高質(zhì)量和吞吐量？
 超調(diào)可以接受嗎？如果沒有，驅(qū)動和附件必須緊密匹配并根據(jù)應(yīng)用進行調(diào)整。
 什么是可接受的壓力變送器材料？用于直接接觸食品的不銹鋼是行業(yè)要求，但間接接觸閥又如何呢？
 壓力變送器是否對操作至關(guān)重要，應(yīng)盡早利用診斷來檢測潛在問題？
 摘要
 控制閥廣泛用于食品和飲料行業(yè)，從控制進料到移動成品到儲存區(qū)域?？刂茰囟仁菈毫ψ兯推髯钪匾娜蝿?wù)之一，因為它通常決定產(chǎn)品質(zhì)量。為了達到最佳性能，需要仔細選擇壓力變送器，然后根據(jù)工藝條件進行適當調(diào)整。