Автоматизация технологических процессов на кондитерских предприятиях
Введение
Автоматика — отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения средств и систем управления производственными процессами, действующими без непосредственного участия человека. Автоматика является основой автоматизации.
Автоматизация – этап развития машинного производства, характеризуемый освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления производственными процессами и передачей этих функций техническим устройствам. Автоматизация является одной из движущих сил научно-технического прогресса, которая существенно влияет на развитие производства, делая возможным создание новых высокоинтенсивных технологических процессов и побуждая к разработке более совершенного механизированного и автоматизированного технологического оборудования.
Управление производственным процессом – воздействие, обеспечивающее оптимальный или заданный режим работы. Управляемый производственный процесс – объект управления. Совокупность технических устройств, используемых для управления, и производственного персонала, принимающего в нем непосредственное участие, образует совместно с объектом систему управления. Процесс управления складывается из следующих основных функций, выполняемых системой управления: получения измерительной информации о состоянии производственного процесса как объекта управления; переработки полученной информации и принятия решения о необходимом воздействии на объект для достижения целей управления; реализации принятого решения, т. е. непосредственного воздействия на производственный процесс, например, увеличить или уменьшить подачу сырья на переработку. Технические устройства, которые применяются в системах управления для автоматизации этих функций, называются техническими средствами автоматизации. Средства, предназначенные для получения информации о состоянии объекта управления, называются средствами измерений. В пищевой промышленности чаще всего приходится измерять значения следующих технологических параметров: температуры, давления (разрежения) и уровня рабочих сред в аппаратах и машинах; расходов потоков газообразных, жидких и сыпучих материалов, а также состава и показателей качества сырья, полупродуктов и готового продукта. В зависимости от степени участия человека-оператора в управлении различают следующие системы: ручного дистанционного управления, в которых функции переработки измерительной информации, определения необходимых управляющих воздействий и их реализации (с помощью технических средств дистанционного управления) выполняет человек; автоматизированные, в которых человек выполняет только часть функций системы управления; автоматические, в которых процесс управления протекает без непосредственного участия человека. Среди автоматических систем наиболее распространены автоматические системы регулирования, которые предназначены для поддержания заданных значений технологических параметров, характеризующих состояние производственного процесса как объекта регулирования. С появлением новых технических средств автоматизации в виде управляющих вычислительных машин в практику автоматизации производственных процессов вошел принципиально новый тип систем управления — автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). Широкое внедрение автоматизации пищевых производств позволяет повысить эффективность технологических процессов и обеспечить полную сохранность натуральных свойств исходного сырья, поступающего на переработку.
Анализ процессов
Описание технологического процесса
Пищевые концентраты сладких блюд, требующие варки. Концентраты вырабатывают по следующей технологической схеме: подготовка сырья, дозирование и смешивание, фасование. Технологическая схема производства концентратов сухих киселей представлена на рисунке:
Подготовка сырья оказывает наиболее существенное влияние на качество пищевых концентратов.
При производстве пищевых концентратов киселей крахмал или сухой плодовый полуфабрикат через центробежный разгрузитель поступает на бурат, на котором осуществляют контрольное просеивание продукта. Перед просеиванием картофельный и желирующий крахмал во избежание комковатости подсушивают до влажности 10... 12%. Температура в процессе подсушки крахмала не должна превышать 40 С, поскольку более высокая температура может привести к изменению физико-химических свойств крахмала и, следовательно, к ухудшению набухаемости и консистенции готовых блюд. Для просеивания крахмала устанавливают металлотканые сита № 1,2... 1,6, а для просеивания сухого плодового полуфабриката — № 2...2,5. Из просеивателя продукт поступает в унифицированный дозатор и непрерывным потоком из него идет в смеситель непрерывного действия.
Сахар-песок просеивают для контроля на просеивателе «Пионер», на котором установлено металлотканое сито № 2...2,5, и через центробежный разгрузитель подают в унифицированный дозатор, а из дозатора — в смеситель.
При приготовлении киселей
на плодово-ягодных экстрактах в
смеситель непрерывного действия также
поступает соответствующий
Экстракт с растворенной в нем лимонной кислотой через фильтр насосом-дозатором подают в смеситель непрерывного действия. Экстракт фильтруют через металлотканое сито № 1 или шелковое сито № 15. Из смесителя масса киселя поступает на брикетный пресс. Сформованные на прессе брикеты направляют на заверточные автоматы, где их упаковывают в пергамент или в другой материал с фирменной этикеткой. Оформленные брикеты укладывают на столе в транспортную тару — короба из гофрированного картона. Короба оклеивают бандеролью на обандероливающей машине, затем направляют в цеховой склад готовой продукции.
Плодовые и ягодные кисели также могут выпускаться небрикетированными, в рассыпном виде, в пакетах из крафтбумаги массой до 3 кг для сети общественного питания. Для индивидуального потребления их фасуют меньшей массой в пакеты из полимерных материалов.
При изготовлении киселей из сухих плодовых полуфабрикатах в смеситель задают только сахар и сухой плодовый полуфабрикат. Хорошо перемешанную смесь направляют на фасовочный автомат, фасуют в пакеты из полимерных материалов или бумагу, покрытую полиэтиленом, массой 33... 250 г, не брикетируя.
Концентраты муссов вырабатывают
по такой же технологической схеме.
Поскольку вместо крахмала в концентраты
муссов входит манная крупа, изменена
и линия обработки: между операциями
бурата и дозирования в
Термическую обработку манной крупы производят в шнековой сушилке ДСШ до влажности 9% и приобретения светло-кремового цвета. При этом температура манной крупы к концу обработки достигает 80...90 "С.
При тепловой обработке манной
крупы основное изменение претерпевает
крахмал, который под действием
высокой температуры
Муссы брикетируют в брикеты массой 50...350 г. Фасование муссов в пакеты осуществляют так же, как и киселей, приготовленных на плодовых и ягодных экстрактах.
Сухие желейные кремы изготовляют
по следующей технологической
Для получения кофейного экстракта жареный кофе инспектируют, размалывают на молотковой дробилке, просеивают на вибропросеивателе через металлотканое сито № 0,8 и пропускают через магнитные заграждения. Сход с сита № 0,8 направляют на повторный помол.
Одну часть порошка
кофе заливают десятью частями воды
и кипятят в пароварочном котле
в течение 10 мин. Смесь фильтруют
через плотный фильтр. Полученный
экстракт уваривают в вакуум-аппарате
до 40%-ного содержания сухих веществ.
Если используют растворимый кофе,
его закладывают без
Подготовленное сырье
загружают в смесительную машину
в следующей
Технологическая схема производства
заварных кремов включает следующие
операции: просеивание сахара-песка
через металлотканое сито № 2... 2,5,
пропускание его через
Яичный порошок в смесителе
периодического действия смешивают
с ванилином, порошком какао или
кофе. Готовую смесь через
Подготовленные полуфабрикаты дозируются дозаторами непрерывного действия и транспортером направляются в непрерывно работающий смеситель. Готовая смесь, проходя магнитную защиту, поступает на фасовочно-упаковочный автомат, где фасуется в пакеты из полимерных материалов массой 50...350 г.
Некоторые виды пищевых концентратов (заварные кремы, желе, пудинги) при хранении легко «цементируются» и трудно поддаются измельчению. Их фасуют в насыпном виде.
Пищевые концентраты сладких блюд (кисели), не требующие варки. Особенностью их производства является то, что в результате гидротермической обработки сырье доводится до полной кулинарной готовности, а затем сушится. Такие концентраты используются для получения готового блюда без варки путем мгновенного восстановления питьевой водой.
Основным сырьем для изготовления пищевого концентрата — киселя — является яблочное пюре. Если пюре сульфитированное, проводят его десульфитацию в специальных десульфитаторах или открытых варочных котлах до содержания сернистого ангидрида в пюре не более 0,02 %. Затем делают контрольную протирку яблочного пюре на протирочной машине с отверстиями в сетках диаметром 1 и 0,8 мм. Качество протирки влияет на внешний вид и консистенцию готового блюда. Картофельный крахмал, сахар-песок просеивают и направляют в смеситель, в котором по рецептуре смешиваются яблочное пюре и крахмал. Смесь должна быть без комочков. Подготовленную смесь нагревают в варочном аппарате в течение 15...20 мин до полной клейстеризации крахмала при постоянном помешивании во избежание подгорания.
Нагретая смесь поступает на вальцовую сушилку, в которой при толщине слоя на поверхности валка 0,2 мм в течение 10...20 с происходит высушивание смеси. Высушенную смесь измельчают на дробилке и пропускают вначале через сито с отверстиями диаметром 1...2 мм, затем через магниты.
Фасование сахара-песка и высушенного плодового полуфабриката производят по разным рукавам в один пакет, поскольку из-за большой разницы насыпных плоскостей предварительно смешивать компоненты нецелесообразно.
Описание функциональной схемы
Концентраты сладких блюд получают из яблочного пюре и томатной пасты методом пеносушки. Схема автоматизации используется также для производства сухих муссов быстрого приготовления. Продукт вручную или насосом подается в один из приемных баков II или III, где перемешивается мешалкой и темперируется. Далее оттемперированный продукт насосом-дозатором V подается в пеногенератор VI, взбивается и поступает в бункер VII с насадкой, регулирующей толщину пены на ленте. Выходящая из бункера пена наносится на проходящую ленту и вместе с ней подается в зону предварительной сушки. Здесь пена слегка подсушивается, а затем подается на вальцы IX, X и XI для окончательной сушки. Высушенный продукт поступает на вал XII, где охлаждается и переносится в зону съема продукта. Снятый с ленты продукт поступает на транспортер-просеиватель XIV, просеивается и транспортируется для загрузки в крафт-мешки с полиэтиленовым вкладышем.
В схеме предусмотрен механизм XIII чистки и мойки ленты после снятия с нее продукта. Чистка осуществляется щеткой, совершающей колебательно-вращательное движение. Мойка также осуществляется щеткой, совершающей колебательно-вращательное движение. В зону контакта щетки с лентой при этом форсунками подается вода. При необходимости в зону чистки можно подать воду, для этого в схеме предусмотрены насосы, а также форсунки. Вода после мойки стекает в баки, а оттуда через фильтры проходит в насосы, которые снова подают ее к форсункам. При достижении определенной концентрации моющей воды раствор удаляют и бак заполняют чистой водой. После мойки лента перемещается в зону ополаскивания чистой водой, которая затем удаляется в канализацию.
Сушка ленты осуществляется резиновым скребком, удаляющим воду с ее поверхности. В схеме предусмотрены также вариаторы IV и VIII для регулирования частоты вращения. Схема автоматизации обеспечивает заданные температурные режимы процесса приготовления концентратов сладких блюд (киселей, муссов и т. д.), контроль и регулирование давления, расхода в основных точках процесса, а также управление и сигнализацию работы оборудования.
В схеме автоматизации в целях исключения недопустимого повышения давления в магистралях подачи пара в вальцы IX, X и XI, а также в рубашках приемных баков II и III размещены регуляторы давления 1 и 2 прямого действия. Давление до регуляторов 1 и 2 измеряется манометром 3-1, после регулятора 1 — манометром 4-1, после регулятора 2 — манометром 8-1. Давление пара, поступающего в вальцы IX, X и XI, контролируется манометрами 5-1—7-1, а поступающего в рубашки приемных баков II и III — манометрами 10-1 и 11-1.
Давление продукта перед пеногенератором контролируется манометром 20-2 с разделителем 20-1. При необходимости его можно уменьшить (или увеличить), изменяя подачу газа из баллона I. Манометрами контролируют давление ледяной воды, а также пара в коллекторах перед вальцами IX, X и XI. Схемой предусмотрено автоматическое регулирование давления пара в каждом из греющих вальцов (30, 33 и 36). В состав контура регулирования давления пара в греющем вальце IX входят датчик давления типа «Сапфир», потенциометр, регулятор, исполнительный механизм, регулирующее воздействие от которого передается на клапан. Аналогичный состав имеют АСР давления пара в греющих вальцах X и XI (33, 36).
Схема автоматизации обеспечивает регулирование температуры продукта в приемных баках II и III и температуры пены после пеногенератора. Температура продукта в приемном баке II контролируется термопреобразователем сопротивления 12-1, подключенным к уравновешенному мосту, который при увеличении температуры продукта закрывает вентиль с электромагнитным приводом 12-6, прекращая подачу пара в рубашку приемного бака II. Аналогично осуществляется регулирование температуры продукта в приемном баке III (15).
АСР температуры пены после пеногенератора включает термопреобразователь сопротивления 22-1, подключенный к уравновешенному мосту 22-2. Сигнал об изменении температуры поступает на регулятор 22-3, далее на исполнительный механизм 22-4, воздействующий на регулирующий клапан. Аналогично осуществляется регулирование температуры ленты на охлаждающем вальце XII (40). Термопреобразователями сопротивления 31-1, 34-1, 37-1, 38-1 в комплекте с уравновешенными мостами осуществляется контроль температуры ленты на вальцах IX, X, XI и температуры продукта на вальце XI.
Сигнализация уровней продукта в приемных баках II и III, а также в пеносборнике VII осуществляется датчиками уровня 16-1...16-3, передающими информацию на регулятор-сигнализатор уровня 16-4. В схеме предусмотрены световая и звуковая сигнализация об уровнях продукта, а также сигнализация об отсутствии продукта на ленте, осуществляемая с помощью бесконтактного термометра 27-1. Сигнал от термометра поступает на регулятор 27-2 температуры продукта на ленте перед вальцом IX. При отсутствии продукта на ленте, а следовательно, при увеличении температуры звучит сирена и загорается лампочка НПО. Аналогично осуществляется и сигнализация о наличии продукта на ленте перед вальцами X и XI (28, 29).
Пуск и останов всех электродвигателей, кроме электродвигателей мешалок приемных баков и станции сбора сухого продукта XV, осуществляются со щита контроля и управления. Мешалки приемных баков и станция сбора сухого продукта XV имеют посты управления, размещенные по месту.
Нагрузка электродвигателей насоса-дозатора V и пеногенератора VI контролируется амперметрами 21-4, 23-3. На щите управления размещена кнопка аварийного останова всех электродвигателей 50-1.
Описание принципиальной электрической схемы
Принципиальная схема, принципиальная электрическая схема — графическое изображение (модель) с помощью условных графических и буквенно-цифровых обозначений (пиктограмм) связей между элементами электрического устройства. В отличие от разводки печатной платы не показывает взаимного (физического) расположения элементов, а лишь указывает на то, какие элементы с какими соединяются. Обычно при разработке радиоэлектронного устройства процесс создания является промежуточным звеном между стадиями разработки функциональной схемы и проектированием печатной платы.
В ГОСТ 2.701-2008 принципиальная
схема определяется как «схема, определяющая
полный состав элементов и связей
между ними и, как правило, дающая
детальное представление о
Принципиальные электрические схемы автоматизации при помощи показанных на схемах условных графических, буквенных и цифровых изображений и обозначений, дают представление о последовательности работы применяемой электрической аппаратуры и элементов для достижения поставленных задач для упомянутых узлов, устройств и систем.
Принципиальные электрические
схемы автоматизации
Содержание принципиальной
электрической схемы
Принципиальная схема автоматизации проекта условно состоит из трех частей схемы управления, сигнализации и силовые цепи. Схема имеет три фазы питания А, В, С и нуль N.
Питание щита и вторичных приборов осуществляется при помощи включения автомата SF1 марки АК-63-М в замкнутое токопроводящее состояние напряжением 220 в 50 Гц от фазы С, также внутри щита установлены лампа освещения EL и розетка XS1, питание на которое подается независимо от положения автомата SF1 при включении автомата SF2 марки АК-63-М. При включении автомата SF1загорается сигнальная лампа EL1 типа С 220Х10.
Включение двигателя М1 приемного бака: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ1, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ1.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ1, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного пускателя КМ1 в результате происходит включение двигателя М1. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК1 и КК2. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 1 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF1. Для отключения двигателя служит кнопка SВ1.2.
Включение двигателя М2 приемного бака: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ2, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ2.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ2, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного мускателя КМ2 в результате происходит включение двигателя М2. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК3 и КК4. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 2 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF2. Для отключения двигателя служит кнопка SВ2.2
Включение двигателя М3 вариатора: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ3, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ3.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ 3, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного мускателя КМ 3 в результате происходит включение двигателя М 3. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК5 и КК6. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 3 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF3. Для отключения двигателя служит кнопка SВ3.2
Включение двигателя М4 вариатора: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ4, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ4.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ 4, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного мускателя КМ 4 в результате происходит включение двигателя М 4. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК7 и КК8. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 4 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF4. Для отключения двигателя служит кнопка SВ4.2
Включение двигателя М5 пеногенератора: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ5, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ5.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ 5, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного мускателя КМ 5 в результате происходит включение двигателя М 5. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК9 и КК10. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 5 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF5. Для отключения двигателя служит кнопка SВ5.2
Включение двигателя М6 бункера с насадкой: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ6, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ6.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ 6, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного мускателя КМ 6 в результате происходит включение двигателя М 6. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК11 и КК12. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 6 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF6. Для отключения двигателя служит кнопка SВ6.2
Включение двигателя М7 вариатора регулирования: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ7, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ7.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ 7, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного мускателя КМ 7 в результате происходит включение двигателя М 7. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК13 и КК14. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 7 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF7. Для отключения двигателя служит кнопка SВ7.2
Включение двигателя М8 вариатора регулирования: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ8, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ8.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ 8, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного мускателя КМ 8 в результате происходит включение двигателя М 8. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК15 и КК16. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 8 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF8. Для отключения двигателя служит кнопка SВ8.2
Включение двигателя М9 механизма чистки и мойки ленты: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ9, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ9.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ 9, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного мускателя КМ 9 в результате происходит включение двигателя М 9. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК17 и КК18. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 9 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF9. Для отключения двигателя служит кнопка SВ9.2
Включение двигателя М10 сушки ленты: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ10, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ10.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ 10, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного мускателя КМ 10 в результате происходит включение двигателя М 10. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК19 и КК20. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 10 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF10. Для отключения двигателя служит кнопка SВ10.2
Включение двигателя М11 сушки ленты: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ11, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ11.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ 11, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного мускателя КМ 11 в результате происходит включение двигателя М 11. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК21 и КК22. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 11 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF11. Для отключения двигателя служит кнопка SВ11.2
Включение двигателя М12 транспортера просеивателя: осуществляется при помощи кнопочного поста SВ12, типа ПКЕ112-1 установленного на щите. При нажатии на кнопку SВ12.1 происходит активизация магнитного пускателя КМ 12, который переходит в замкнутое состояние и замыкает контакты магнитного мускателя КМ 12 в результате происходит включение двигателя М 12. В магнитный пускатель встроены два тепловых защитных реле КК23 и КК24. При нормальной работе электродвигателя горит лампа сигнализации НL 12 типа С 220Х10. Силовая цепь двигателя также оборудована автоматическим выключателем QF12. Для отключения двигателя служит кнопка SВ12.2

- Автоматизация технологического процесса
- Автоматизация технологического процесса в пищевой промышленности
- Автоматизация технологического процесса изготовления детали «ВАЛ»
- Автоматизация технологического процесса производства мороженого
- Автоматизация технологического процесса производства хлебного кваса
- Автоматизация технологического процесса производства цемента
- Автоматизация технологического процесса термообработки вареных колбас
- Автоматизация тестоприготовительного отделения хлебозавода
- Автоматизация технического процесса
- Автоматизация технологических и производственных процессов
- Автоматизация технологических процесов
- Автоматизация технологических процессов
- Автоматизация технологических процессов в машиностроении
- Автоматизация технологических процессов на горнорудных предприятиях