Автоматизация систем управления линией по производству ряженки (125043)

Посмотреть архив целиком

Введение


Одним из факторов повышения производительности труда, эффективности производства, ускорения научно-технического процесса является автоматизация технологических производств в пищевой промышленности, в том числе и молочной.

В развитии систем автоматизации молочной промышленности можно выделить три этапа.

Первый охватывает период ранее и 1970-е годы включительно. Он характеризуется созданием локальных систем автоматизации, как отдельного технологического оборудования, так и технологических участков молочного завода. Разработанные системы базировались на применение аналоговых средств контроля и управления и логико-программных устройств релейно-контактного типа или на основе бесконтактных элементов (устройства «жесткой » логики).

Второй этап охватывает 1980-е годы и характеризуется использованием программируемых средств обработки информации (микропроцессорные контроллеры – МПК или управляющие вычислительные комплексы – УВК), более высоким уровнем автоматизации и повышенной надежностью технических средств контроля и управления.

Развитие третьего этапа характеризуется использованием микропроцессорных систем управления, обеспечивающих автоматизацию как технологических процессов (АСУТП), так и оперативного управления производством и предприятием (АСУП) в целом с помощью однородных технических средств, и началось в конце 1980-х – начале 1990-х годов. АСУТП этого этапа имеет многоуровневую иерархическую структуру и обеспечивает уровень автоматизации производства до 90 – 95 %.

На нижнем уровне используются микропроцессорные контроллеры, имеющие через локальную сеть связь друг с другом и обеспечивающие через интерфейсный канал сети передачу информации на вышестоящий уровень – технологический участок.

На втором уровне находятся автоматизированные системы управления предприятием – АСУП.

На третьем уровне систем управления находятся интегрированные системы управления производством (ИСУП), которые используют компьютерные технологии управления, охватывая системы I и II уровней, что обеспечивает решение задач автоматизированного управления технологическими процессами, оперативного управления производством, коммерческой деятельностью и развитием предприятия.

Генеральный алгоритм управления, определяющий работу молочного завода, характеризуется тремя основными циклами: ритмичным и бесперебойным получением сырья от поставщиков, обработкой сырья и изготовлением готовой продукции, своевременной и полной реализацией продукции в торговую сеть в соответствии с заказами.

В начале 1970-х и до 1980-х годов в создание АСУ молочных заводов были вложены достаточные капиталовложения. Именно на этот период приходится максимальное внедрение автоматизированных систем управления предприятиями.

В настоящее время и в перспективе компьютерные технологии управления (КТУ) будут лежать в основе систем управления предприятиями молочной промышленности, охватывая автоматизацию технологических процессов, обработку баз данных, связанных с оперативным управлением производством и коммерческой деятельностью предприятия, обучение и подготовку специалистов.

Контроль параметров сырья, полуфабрикатов и готовой молочной продукции в перспективе следует перевести полностью на инструментальные методы с помощью вновь созданных как однокомпонентных, так и многокомпонентных автоматических анализаторов.

Актуальным является выявление путей развития инструментальных методов органолептической оценки молока и молочных продуктов.

Внедрение КТУ дает возможность повысить технико-экономические показатели производства, увеличить выпуск высококачественных продуктов, эффективнее использовать трудовые и материальные ресурсы, а также улучшить качество, достоверность и своевременность обработки технологической и оперативной информации для оптимального управления предприятием. Уровень автоматизации производства при использовании КТУ достигает 90 – 95%.

Цель проекта – автоматизация технологического процесса производства ряженки с применением современных приборов и средств контроля.

Задачами курсового проекта является: выбор объектов управления; определение параметров для контроля, управления, сигнализации; разработка функциональной схемы автоматизации и другой документации.


1. Описание производственного процесса


Ряженка (украинская простокваша) – национальный кисломолочный продукт, приготовленный из топленой смеси молока и нормализующего компонента, заквашенный термофильными молочнокислыми стрептококками. Для придания специфического вкуса перегретого (топленого) молока его нагревают до t = 94 – 96 0С и выдерживают 3 – 4 часа. В результате молоко приобретает специфический вкус и кремовый (буроватый) цвет, что является следствием образования меланоидиновых продуктов взаимодействия молочного сахара с белками, имеющих бурый цвет и сообщающих цвет стерилизованному и топленому молоку. Топленое молоко охлаждают до t = 45 0С и заквашивают.

Для получения ряженки используют молоко коровье заготовляемое по ГОСТ Р 52054 – 2003 (не ниже II сорта, кислотность не более 19 0Т, плотность не менее 1027 кг/м3) и обезжиренное (кислотность не более 20 0Т, плотность не менее 1030 кг/м3), сливки из коровьего молока (массовая доля жира не более 30%, кислотностью не более 17 0Т), сгущенное молоко, молоко коровье сухое обезжиренное (распылительной сушки) по ГОСТ 10970 – 74, казеинат натрия, пахту и другое молочное сырье. Также используют воду питьевую по ГОСТ 2874 – 82 и закваски.

В состав заквасок для производства ряженки входят чистые культуры термофильных молочнокислых стрептококков с использованием или без использования болгарской палочки. Масса закваски составляет 5 % от массы нормализованной смеси.

В настоящее время кисломолочные напитки вырабатываются преимущественно резервуарным способом производства.

Молоко натуральное коровье и другие продукты принимают по массе и качеству. Отобранное по качеству молоко нормализуют по массовой доле жира.

Нормализацию молока проводят в резервуаре для нормализации смешением компонентов нормализации в резервуаре: молока, сливок или обезжиренного молока. Массу компонентов нормализации устанавливают расчетным путем по формулам.

Нормализованную смесь с помощью центробежного насоса через уравнительный бачок направляют на пастеризационно-охладительную установку в первую секцию регенерации, где она нагревается до t = (65 ± 5) 0С. Далее нормализованная смесь идет на очистку на сепаратор-молокоочиститель. Затем смесь поступает в гомогенизатор, где осуществляется гомогенизация при t = (65 ± 5) 0С и Р = (12,5 ± 2,5) МПа. Очищенную и гомогенизированную смесь пастеризуют при t = 94 – 96 0С в ванне длительной пастеризации и выдерживают 3 – 4 ч до выраженного светло-кремового цвета. Смесь перемешивают 1 – 2 раза в час для предотвращения образования пенок. После выдержки смесь охлаждают до температуры заквашивания t = (40 ± 2) 0С.

Процесс заквашивания и сквашивания смеси также осуществляют в ванне длительной пастеризации, имеющей рубашку с трубчатым барботером для подачи пара, змеевик для подачи ледяной воды, мешалку. Смесь заквашивают закваской. Заквашенную смесь перемешивают в течение 10 – 15 мин и оставляют в покое для сквашивания. Смесь сквашивают 4 – 5 ч до образования молочно-белкового сгустка кислотностью 65 – 70 0Т. По окончании сквашивания в змеевик резервуара подают ледяную воду в течение (45 ± 15) мин, затем сгусток перемешивают в течение (15 ± 5) мин. Перемешанный сгусток охлаждается до температуры t = (4 ± 2) 0С и подается на розлив. Кислотность готового продукта 70 – 100 0Т.

Затем производят упаковку и маркировку продукта.

Упакованный продукт помещают в холодильную камеру, где он хранится при температуре t = (4 ± 2) 0С.



2 Выбор и обоснование параметров контроля, регулирования и сигнализации


1) В резервуаре для нормализации необходимо:

контролировать и сигнализировать:

уровень нормализованной смеси;

работу мешалки;

контролировать:

массовую долю жира нормализованной смеси;

кислотность нормализованной смеси;

регулировать:

соотношение количества цельного молока и нормализующего компонента.

2) В балансировочном баке необходимо:

контролировать, регулировать и сигнализировать:

уровень нормализованной смеси.

3) В пастеризационно-охладительной установке необходимо:

контролировать:

температуру на выходе из секции регенерации.

4) В сепараторе-молокоочистителе необходимо:

контролировать:

давление.

5)В гомогенизаторе необходимо:

контролировать и сигнализировать:

давление.

6) В резервуаре для сквашивания необходимо:

контролировать:

массовую долю жира сгустка;

кислотность сгустка;


работу мешалки;

контролировать и регулировать:

температуру пастеризации;

температуру сквашивания;

температуру охлаждения;

контролировать, регулировать и сигнализировать:

уровень.

7) В целом по цеху необходимо:

контролировать:

расход закваски;

расход нормализованной гомогенизированной смеси;

работу насосов.


Табл. 1. Контролируемые и регулируемые параметры

Параметры, подлежащие контролю, регулированию и сигнализации

Пределы отклонения параметра

Оптимальные значения параметра

Допустимая погрешность контроля

Примечание

Возможных с учетом аварийных ситуаций

Допустимых по технологии

Абсолютная

Относи-

тельная,

%

1

2

3

4

5

6

7

1. Уровень в резервуаре для нормализации, %



0 - 101



75 - 85



80



5



6,25



КС

2. Кислотность молока в резервуаре для нормализации, рН




5 – 8




6,5 – 6,7




6,6




0,1




1,51




К

3. Массовая доля жира в резервуаре для нормализации, %




3,4 – 4,5




4,26




4,26




0




0




К

4. Соотношение расходов в резервуаре для нормализации, м3/м3

(0 - 5)/

(0 – 0,85)

(4 – 4,5)/

(0,73 – 0,77)

4,25/

0,75

0,25/

0,02

5,88/

2,67




КР

5. Температура в резервуаре для нормализации, °С



2 - 10



2 - 6



4



2



1



К

6. Уровень нормализованной смеси в уравнительном баке, %




0 - 101




5 - 95




50




45




90




КРС

7. Температура нормализованной смеси после второй секции регенерации, °С

30 - 90

60 - 70

65

5

8

К

8. Давление нормализованной смеси в сепараторе, МПа

0 – 0,5

0,18 – 0,22

0,2

0,02

10

К

9. Давление нормализованной смеси в гомогенизаторе, МПа

0 - 20

10 - 15

12,5

2,5

20

КС

10. Уровень нормализованной смеси в резервуаре для сквашивания, %

0 - 101

75 - 85

80

5

6,25

КРС

11. Температура пастеризации нормализованной смеси, °С

60 - 100

94 - 96

95

1

1

КР

12. Температура заквашивания нормализованной смеси, °С

30 - 60

38 - 42

40

2

5

КР

13. Температура охлаждения готового продукта, °С



2 - 10



2 - 6



4



1



25



КР

14. Кислотность сгустка в резервуаре для сквашивания, рН

4 - 6

4,4 – 4,6

4,5

0,1

2,2

К

15. Массовая доля жира сгустка в резервуаре для сквашивания, %

3,9 – 4,2

4,0

4,0

0

0

К


Случайные файлы

Файл
100341.rtf
20591.rtf
21121-1.rtf
93403.rtf
3730-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.