食用鹽加碘方式的變更

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本文作者：汪道文、王安樂 單位：中鹽東興鹽化股份有限公司

現(xiàn)有加碘裝置工藝現(xiàn)狀

由于原標(biāo)準(zhǔn)食用鹽碘添加含量范圍較寬，且合格品面積較大，這樣對加碘工藝設(shè)備及精度要求相對較寬。經(jīng)調(diào)查，大多數(shù)制鹽企業(yè)均采用床前濕式加碘設(shè)備及工藝（核子稱控制系統(tǒng)）。大多制鹽企業(yè)現(xiàn)有加碘裝置采用核子秤配隔膜計量泵組成。以Cs-137放射元素為放射源的CCG核子秤（主要由稱體、測速裝置、儀表三大部分組成），配XMZ智能數(shù)顯控制儀和電磁計量泵為主要設(shè)備組成的自動加碘控制系統(tǒng)，核子秤對皮帶的鹽量進行監(jiān)測，并根據(jù)鹽量的大小向智能數(shù)顯控制儀提供脈沖電信號，智能數(shù)顯控制儀將脈沖信號進行處理后，向電磁計量泵提供電流信號（4~20mA），電磁計量泵根據(jù)電流信號的強弱來調(diào)節(jié)計量泵的頻率，控制藥液的輸出量，從而達到自動加藥的目的。

現(xiàn)有加碘裝置的工藝路線及加碘的同步性分析工藝路線為：核子秤測得皮帶上鹽流量→控制儀→控制儀輸出對應(yīng)的電流信號→計量泵→計量泵通過變換頻率與電流信號適配→泵出碘液經(jīng)輸送管路加至濕鹽皮帶。這個過程中因皮帶上的鹽流量每秒都在變化,變化的鹽量信號反饋至計量泵電信號輸出與實際皮帶上經(jīng)過藥液添加處的鹽量不能同步，且時間滯后，反應(yīng)時間遲延導(dǎo)致最終加至皮帶的碘液與皮帶實時流量嚴重不同步，造成碘含量添加準(zhǔn)確度下降。其中尚不包括因計量泵結(jié)構(gòu)乃管路堵塞等原因?qū)е骂l繁人工手動調(diào)節(jié)計量泵沖程所帶來的附加偏差。

現(xiàn)有碘添加工藝添加含量分析由于核子稱控制添加系統(tǒng)對輸送皮帶上鹽量變化檢測精度在5%左右，所以造成食用鹽碘添加含量波動較大。收集2011年12月24~28日5天196個碘添加含量樣本數(shù)據(jù)（見表3），經(jīng)分析，平均碘添加含量為33.07mg/kg，添加標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.14，極差為15.9mg/kg，其碘含量添加水平不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求。

核子稱與電子皮帶稱性能比較

核子秤和電子皮帶秤都是對皮帶輸送機輸送的物料進行測量的一種設(shè)備。兩者共同之處是：為了得到所輸送物料的重量流量，都要檢測皮帶的物料荷重和皮帶的速度信號，然后將兩個信號相乘得到瞬時流量，再經(jīng)積分或累加運算得到一段時間內(nèi)輸送物料的重量累計值；檢測皮帶速度的方式相同，都是采用磁阻脈沖式、光電脈沖式之類測速傳感器。兩者不同之處是：核子秤是通過物料對射線的吸收來確定荷重信號，而電子皮帶秤是通過對設(shè)定長度上的物料重量進行稱量來確定荷重信號。目前國內(nèi)大多制鹽企業(yè)碘添加過程采用的是核子稱對皮帶輸送的鹽量進行檢測并控制。

電子皮帶秤的準(zhǔn)確度按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7721-1995規(guī)定，分為0.25、0.5、1.0、2.0四個等級，其最大動態(tài)累計誤差在新安裝時則分別為±0.125%、±0.25%、±0.5%、±1.0%，使用中分別為±0.25%、±0.5%、±1.0%、±2.0%，也就是說，最差的秤在新安裝時最大動態(tài)累計誤差也不會超過±1.0%，而國內(nèi)已有多家生產(chǎn)單位的產(chǎn)品通過了0.25、0.5這樣較高等級準(zhǔn)確度的測試。核子皮帶秤目前只有國家計量檢定規(guī)程JJG811-93，其準(zhǔn)確度等級分為1.0、2.0兩個等級，其最大動態(tài)累計誤差在新安裝時分別為±0.5%、±1.0%，使用中分別為±1.0%、±2.0%。由此可間接說明核子皮帶秤比部分高準(zhǔn)確度電子皮帶秤準(zhǔn)確度要低。

多數(shù)電子皮帶秤(特別是準(zhǔn)確度稍高的秤)秤架龐大、復(fù)雜，安裝時還要對輸送機的支架及縱梁進行加固。安裝位置的選擇非常關(guān)鍵，通常要求在皮帶張力小及張力變化小的地方安裝，安裝時還要停皮帶輸送機。同時，電子皮帶秤的準(zhǔn)確度要求越高，維護工作越頻繁，維護工作量也越大。核子皮帶秤的秤體小巧，搬運及安裝工作量小，從安裝要求上講，可以說不講究，只要簡單地固定在皮帶機縱梁上就可以了。且維護工作要求較少。相比之下，就安裝和維護來看，核子皮帶秤占有明顯優(yōu)勢。

根據(jù)國內(nèi)市場調(diào)研，費用方面兩者相差不大，核子皮帶秤可能稍占優(yōu)勢。核子皮帶秤裝有核輻射源，存在輻射安全，要做好輻射安全防護，而電子皮帶稱不存在安全問題。由以上比較可以看出，核子皮帶秤作為食用鹽碘添加過程計量控制裝置，安裝維護較簡單，費用低，技術(shù)成熟。由于其計量精度偏低，故在原食用鹽碘含量添加范圍較寬的情況，采用核子皮帶秤是完全可以的，但新標(biāo)準(zhǔn)食用鹽碘含量添加范圍較小，繼續(xù)使用核子皮帶秤，其控制精度難以滿足生產(chǎn)添加控制要求，建議選用控制精度較高的電子皮帶稱。

自動化加碘改造思路及改造方案對比

為提高食用鹽碘含量添加精度，滿足食用鹽碘含量新標(biāo)準(zhǔn)要求，我公司組織相關(guān)人員對自動化加碘工藝及設(shè)備進行了攻關(guān)。通過技術(shù)攻關(guān)，認為采用電子皮帶稱和電磁計量泵組合自動加碘裝置，其添加精度和添加質(zhì)量能夠滿足新標(biāo)準(zhǔn)碘含量添加要求。經(jīng)考察調(diào)研，國內(nèi)食鹽加碘主要有床前與床后二種模式,因缺乏碘離子濃度在線檢測手段,加碘后的成品鹽碘含量無法以毫秒單位實時反饋到控制儀與設(shè)定值比較實現(xiàn)閉環(huán)自動調(diào)節(jié)。經(jīng)相關(guān)技術(shù)人員進行深入的調(diào)研，并與專業(yè)制造廠家進行技術(shù)溝通與交流,在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)將兩種改造方案進行了分析對比。

床前加碘。采用四托輥電子皮帶秤測量濕鹽皮帶上鹽的瞬時重量,碘液添加的執(zhí)行機構(gòu)直接安裝于濕鹽皮帶上方,按單條生產(chǎn)線最大產(chǎn)能設(shè)計出每小時對應(yīng)的碘液添加量,由輸送泵按固定值輸至執(zhí)行機構(gòu)處,生產(chǎn)中執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)皮帶秤的重量變化直接驅(qū)動噴頭在三角形空間作相應(yīng)位移,此方案較好地解決了食鹽加碘的同步性問題。利用我公司原有的碘液配制桶、貯碘桶及計量泵,該裝置改造估算費用約15萬/套。

床后加碘。經(jīng)過干燥床后的干鹽，通過卸料裝置送入儲鹽倉，儲鹽倉后接配高精度電子皮帶秤的稱重式給料機,根據(jù)電子皮帶秤的瞬時流量值，系統(tǒng)自動控制變頻器調(diào)節(jié)稱重式給料機速度，使其按設(shè)定流量連續(xù)不斷地將干鹽輸送至旋轉(zhuǎn)混合機。按對應(yīng)設(shè)定流量配比后的碘液被霧化在旋轉(zhuǎn)混合器內(nèi)與干鹽進行充分的混合,混合器進口通熱風(fēng)進行加溫干燥、出口加引風(fēng)排除水蒸汽，通過碘液定量、鹽流量定量從而獲得組分穩(wěn)定，配比精確的加碘鹽。利用我公司原有的碘液配制桶、貯碘桶及計量泵,該裝置改造估算費用約為40萬/套。

方案對比及經(jīng)濟性分析。床前加碘投資費用較小,改造難度不大,存在設(shè)備制造工藝較差,主要部件如控制器、執(zhí)行機構(gòu)、噴頭等均委托代工,未進行成型試驗,后續(xù)維護及備件供應(yīng)存在一定困難。但經(jīng)考察調(diào)研及與廠家交流,電子皮帶秤及添加控制裝置經(jīng)生產(chǎn)實驗改進后，其添加精度及控制精度能夠滿足新標(biāo)準(zhǔn)碘含量添加要求。床后加碘投資費用高,改造難度大,優(yōu)點是成套裝置自動化程度高,工藝成熟，特別是床后加碘模式碘損失非常?。ㄒ话愦睬凹拥獾饫寐蕛H為70%左右，床后加碘利用率約為90%）。但床后加碘對生產(chǎn)能力有一定限制。經(jīng)對比分析，我公司決定采用電子皮帶秤控制，進行床前加碘改造。

改造后加碘裝置工藝及添加控制情況

2011年12月，我公司對第三生產(chǎn)線進行了加碘裝置工藝改造，采用四托輥電子皮帶秤測量濕鹽皮帶上鹽的瞬時重量，電磁計量泵等碘液添加的執(zhí)行機構(gòu)控制碘液添加量的自動化加碘改造，經(jīng)安裝調(diào)試及生產(chǎn)添加運行，碘添加含量能夠滿足新標(biāo)準(zhǔn)碘含量添加要求。經(jīng)收集2012年1月22~23日2天42個生產(chǎn)試運行碘添加含量樣本數(shù)據(jù)（見表4）分析，其平均碘添加含量為23.78mg/kg，添加標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.97，極差為10.3mg/kg，碘含量添加水平達到新標(biāo)準(zhǔn)碘含量添加控制要求。

結(jié)束語

通過我公司新加碘裝置及工藝改造，碘添加含量標(biāo)準(zhǔn)偏差由原3.14下降至2.97，極差由原15.9下降至10.3，添加過程中，添加碘含量波動范圍明顯縮小，經(jīng)生產(chǎn)運行和檢測，能夠滿足《食用鹽碘含量》新標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)控制要求。以上是我公司在國家食用鹽碘含量新標(biāo)準(zhǔn)出臺后，為提高碘含量添加精度，對自動化加碘設(shè)備及工藝進行攻關(guān)改造的分析總結(jié)，簡要向大家介紹，目的是與同行們進行探討，也為同行們在今后的改造中提供借鑒參考。