Isolava 成立于 1963 年，自 1990 年后加入 Knauf 集團(tuán)，它為建筑業(yè)生產(chǎn)石膏粉塊。在整個生產(chǎn)工藝中能耗較高的一個環(huán)節(jié)是干燥，在這個環(huán)節(jié)中濕粉塊被裝入推車，并且在一個四級干燥爐中進(jìn)行輸送。直到現(xiàn)在，工藝過程控制一直都由溫度計單獨(dú)完成。
在 2017 年底，Isolava 在項(xiàng)目工程師 Peter Vaneyghen 的領(lǐng)導(dǎo)下啟動了一個項(xiàng)目，以便對這個干燥工藝過程進(jìn)行優(yōu)化。第一步就是在干燥機(jī)中安裝濕度傳感器，以便更好地了解干燥工藝過程的動態(tài)情況。
了解復(fù)雜工藝過程
任何工業(yè)干燥工藝過程的目標(biāo)都是確保產(chǎn)品的濕度水平盡可能一致。為了優(yōu)化這一干燥工藝過程，Isolava 了解石膏塊的干燥動態(tài)情況至關(guān)重要。但是，沒有輕松可靠的方法能夠在完成干燥前就可以對石膏塊的水分含量進(jìn)行測量。
使固態(tài)材料干燥是一種質(zhì)量傳遞工藝過程，這意味著物體中的水分蒸發(fā)到周圍環(huán)境中。通過使用煤氣灶生成熱氣、通風(fēng)以便消除多余水分以及使用風(fēng)扇在產(chǎn)品表面之間均勻循環(huán)干燥空氣，對干燥爐內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行控制。通過將產(chǎn)品加熱到爐溫來開始該工藝過程。接下來是固定速率階段，在該階段中，材料還包含較多的水，以致形成液體表面。最后，在速率下降階段中，在產(chǎn)品表面已沒有自由水分，并且水分從材料內(nèi)轉(zhuǎn)移到表面以使產(chǎn)品干燥。
除了具有吸濕產(chǎn)品的典型干燥性能之外，石膏還具有必須要考慮的其他變化因素：它由不同性質(zhì)的鹽構(gòu)成，而其中的一些鹽是水溶性的。在工藝過程中，溶解的鹽將被輸送到石膏塊表面，在水蒸發(fā)時形成晶體。
“我們使用電子顯微鏡研究了干燥的石膏塊的微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在該工藝過程的早期階段，未受控的干燥可能導(dǎo)致以后階段中在材料的毛細(xì)管閉合時干燥速率下降”，Vaneyghen 解釋道。
“除了干燥速率降低之外，這還可能導(dǎo)致產(chǎn)品變色”，他繼續(xù)說道。
通過優(yōu)化節(jié)能
“通過在該工藝過程的早期階段減少干燥量并且控制水分減少，我們發(fā)現(xiàn)可以對最后的干燥階段進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而盡量減少最終產(chǎn)品中的濕度變化。因此，通過測量溫度和濕度，實(shí)施了一個新的控制方案”，Vaneyghen 解釋道。
結(jié)果令人印象深刻：單單天然氣的消耗量就降低了大約 20%，并且在十個干燥機(jī)上每年節(jié)約的成本高達(dá)數(shù)十萬歐元。此外，盡管石膏塊通過干燥機(jī)的速度變化不定，但成品中最終的濕度水平保持穩(wěn)定。
“干燥對我來說既有趣，又有吸引力。找到我們長久以來一直在尋求的切實(shí)可行的解決方案是值得的，但這要求全面且深入的工作。”
Vaneyghen 還指出，正確的儀表在解決方案取得成功上起到了重要作用。目前，Wielsbeke 工廠正在運(yùn)行 40 個帶有 Indigo201 變送器的維薩拉 HMP7 溫濕度探頭。
“從可服務(wù)性角度來說，探頭的可互換性是一個巨大優(yōu)點(diǎn)。如果需要對某一傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，則無需與變送器斷開連接就可以輕松進(jìn)行更改。”
一個正在進(jìn)行中的項(xiàng)目
下一步是對 Isolava 的干墻板產(chǎn)品的干燥進(jìn)行優(yōu)化，并且目前正在為此目的對維薩拉的耐受高溫的露點(diǎn)變送器進(jìn)行測試。
“此工藝過程在初始和材料濕度測量之間可能要花較長時間，從控制視角來說這頗具挑戰(zhàn)性”，Vaneyghen 解釋道。
“我們正在納入機(jī)器學(xué)習(xí)和露點(diǎn)測量，以便改進(jìn)對板干燥的控制。”
適用于此類干燥工藝過程的 Indigo 兼容智能探頭
維薩拉 HUMICAP® HMP7 是一種具有 Modbus RTU 輸出的可互換溫濕度探頭，并且與維薩拉 Indigo 系列變送器兼容。該探頭包括維薩拉 HUMICAP® R2 傳感器，提供良好的準(zhǔn)確性和長期穩(wěn)定性，并且可以耐受高達(dá) 180°C 的溫度。
維薩拉 DRYCAP® DMP6 設(shè)計用于具有很高溫度（高達(dá) 350°C）的工業(yè)干燥應(yīng)用中的濕度測量。使用被動冷卻裝置來實(shí)現(xiàn)耐高溫，該裝置帶走探頭的熱量，將溫度降低到傳感器的較佳測量范圍內(nèi)。