Управление технологическим процессом по приготовлению сыра

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Иркутский Государственный Аграрный Университет имени А.А. Ижевского

Кафедра Электроснабжения и теплотехники

Курсовая работа

на тему: «Управление технологическим процессом по приготовлению сыра»

Иркутск 2015



ВВЕДЕНИЕ

Целью и задачей проекта является проектирование технологического процесса по приготовлению сыра на заводе: разработка структурной, функциональной и принципиальной электрической схемы завода включая ванну приёма молока, а также выбор средств автоматизации.

технологический сыр автоматизация



1. ХАРАКТЕРИСТИКА И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Сыр -- живой продукт. Он, подобно человеку, рождается, зреет, стареет и умирает.

Технология приготовления сыра почти не меняется веками. На мелких и средних сыроварнях, где чтут традиции, сыр до сих пор делают вручную. На крупных предприятиях процессы производства сыра механизированы и автоматизированы, а оборудование оснащено программным управлением.

Сначала проверяют качество молока, определяют его жирность, затем его очищают, тщательно перемешивают, пастеризуют, чтобы уничтожить вредные микроорганизмы, и сразу же охлаждают. Так создаются условия для нормальной жизнедеятельности полезной микрофлоры -- молочнокислых бактерий. Однако есть категория сыров, для приготовления которых молоко не пастеризуют. У таких сыров лучше сохраняются вкусовые особенности того или иного молока -- коровьего, козьего, овечьего. Вкус таких сыров зависит и от времени дойки, и от сезона. К тому же для выработки таких сыров к молоку предъявляются повышенные требования -- оно должно быть получено от исключительно здоровых коров, которые питаются естественными кормами -- травой и сеном экологически чистых альпийских лугов, придающих сыру специфический ореховый аромат. Не удивительно, что сыры, изготовленные из свежего молока, гораздо дороже.

После предварительной обработки и пастеризации молоко заливают в сыродельную ванну. В зависимости от того, какой сыр хотят получить, в него вносят закваску молочнокислых бактерий или сычужный фермент. А иногда и то, и другое. Вводят в молоко сычужный фермент. Этот фермент сразу начинает действовать. И вскоре молоко превращается в сырный сгусток. Его обрабатывают, измельчая специальным режущим инструментом, чем мельче полученное зерно, тем тверже будет сыр. При выработке таких сортов, как камамбер и бри, сырный сгусток не измельчают.

Измельченную массу нагревают, причем для разного сорта сыра применяют разную температуру -- или низкую, или высокую. Выделяющуюся при нагревании сыворотку удаляют. Полученную сырную массу помещают в формы разных размеров и конфигураций (цилиндрическую, квадратную, прямоугольную, близкую к форме шара) и изготовленных из разных материалов. С помощью переворачивания или прессования удаляют сыворотку, но не всю -- сырная масса должна иметь определенную влажность. Прессуют не каждый сыр. Например, мягкие или рассольные сыры уплотняются под собственным давлением. В форме масса дозревает до стадии молодого сыра, обозначается вид сырных дырок, а сам сыр принимает форму, которую будет иметь в готовом виде. Дырки, или глазки, появляются под действием бактерий -- образующийся углекислый газ, расширяясь, определяет и их количество, и размер. Размер глазков -- разный для каждого вида сыра -- прежде всего зависит от вида микрофлоры и от сроков созревания.

Почти все сорта сыра солят -- не только для вкуса, но и для продления срока хранения. Посолка обычно происходит или в соляных ваннах, или вручную. Вслед за этим сыр отправляют в сырохранилище, где он будет лежать дни, недели или месяцы, подчиняясь таинству созревания. Каждый сорт сыра созревает при разной температуре и влажности. Многим сортам в процессе их созревания назначают различные процедуры -- чистят щеткой или обмывают в воде или рассоле. Есть сорта, которые будут готовы к употреблению уже через 1--5 дней. Некоторые сыры, например эмментальский, перед созреванием выдерживают в теплом помещении, чтобы образовались глазки. Рассольные сыры не знают сырохранилищ, их выдерживают в специальном растворе.

Во время созревания сыр приобретает характерные для каждого сорта цвет и вкус, консистенцию и рисунок -- глазки круглой, овальной, щелевидной или неопределенной форм, мелкие или крупные.

Хранить сыр лучше в той упаковке, в которой его купили, и в нее же заворачивать после каждого использования. Можно использовать также пищевую пленку или фольгу. Твердые сыры, такие как эмментальский, можно лучше сохранить, обернув чистым куском ткани, смоченным слегка разбавленным водой белым вином. Можно хранить сыр и в пластиковом пищевом контейнере. Все сорта сыра не выносят сильного охлаждения, поэтому в холодильнике его лучше держать в отделении для овощей, где температура самая подходящая (для сыра это будет неким подобием погреба). Нарезанный на куски сыр всегда плохо хранится. Доставать же сыр из холодильника рекомендуется минимум за полчаса до подачи на стол, чтобы он успел проявить свой настоящий вкус.

Обоснование технологических режимов при производстве сыров:

Приемка молока.

Молоко принимают по количеству и качеству. Приемку молока проводят в соответствии с ГОСТ 52054-2003.

При отборе проб должно учитываться:

молоко должно быть не ниже 1 сорта;

биологически полноценно;

нормальное по содержанию сухих веществ;

не должно содержать ингибирующих веществ;

должно быть сыропригодным.

Сыропригодность - это комплекс показателей, которые характеризуют качество молока.

Молоко, принимаемое от хозяйств в соответствии с ГОСТ Р 52054-2003 и СанПиН 2.3.2. 1078-01, должно быть плотностью не менее 1027 кг/м³, титруемой кислотностью 16…18єТ, белка не менее 3%, температурой не более 8єС. Ко всему молоку предъявляют высокие требования по гигиеническим показателям: группа чистоты - не ниже I, бактериальная обсемененность КМАФАнМ - не более 5·10⁵ КОЕ/г, отсутствие ингибирующих веществ, класс молока по сычужно-бродильной пробе - не ниже II, количество соматических клеток - не более 1·10⁶ клеток в 1 см³ .

Также проводится контроль по содержанию спор мезофильных анаэробных лактатсброживающих бактерий: не более 10 в 1 см³ молока.

Наиболее опасными для сыроделия являются масляно-кислые бактерии. Споры этих микроорганизмов часто присутствуют в молоке - выдерживают пастеризацию и попадают в сыр, вызывая позднее вспучивание сыра . Для удаления спор микроорганизмов проектом предусматривается бактофугирование.

Созревание молока.

Зрелое молоко характеризуется небольшим повышением кислотности (на 1…2єТ), понижением рН на 0,03…0,14, незначительным увеличением объема микрофлоры, в том числе молочнокислой, увеличением буферной емкости молока, среднего диаметра частиц казеина, понижением окислительно-восстановительного потенциала, увеличением количества растворимых соединений кальция и неорганических соединений фосфора на 10…12%. Созревание молока производится при температуре 10єС.

Нормализация.

Нормализация проводится в потоке, с помощью сепаратора-нормализатора до заданной массовой доли жира, т.е. для Российского сыра - 3,25%.

Пастеризация.

Цели пастеризации: инактивирование ферментов; уничтожение патогенной микрофлоры; создание благоприятных условий для развития заквасочной микрофлоры; придание определенных технологических свойств; снижение общей бактериальной обсемененности.

Эффективность пастеризации зависит от температуры и продолжительности нагревания молока. Чем меньше продолжительность нагревания, тем выше температура.

Помимо температуры, инактивация микроорганизмов зависит от активности воды.

В процессе пастеризации, кроме уничтожения микроорганизмов, происходят и другие необратимые изменения составных частей молока, которые зависят от способа и продолжительности пастеризации. Пастеризация также влияет на структурно-механические и синеретические свойства сгустка. С повышением температуры пастеризации увеличивается прочность сгустка и снижается интенсивность отделения сыворотки. При выработке сыров применяется температура пастеризации 72±2єС с выдержкой 20 секунд.

Охлаждение до температуры свертывания.

Охлаждение производят до температур в пределах 28…35єС, в зависимости от времени года и технологических свойств молока. Эти температуры являются приближенными к температуре развития микрофлоры закваски.

Внесение ферментного препарата, закваски, CaCl₂.

Температуру свертывания выбирают в зависимости от требований прочности получаемого сгустка. При нормальной зрелости молока для получения сыра с нужной консистенцией устанавливают температуру 32єС. В качестве молокосвертывающего препарата планируется использовать ферментный препарат ВНИИМС. При применении этого препарата образуется прочный эластичный сгусток с нормальным синерезисом.

В качестве закваски проектируется использовать бактериальные препараты БК-Углич-С - для сыра Российского.

БК-Углич-С представляет собой лиофилизированный концентрат универсального назначения, состоящий из лактококков.

Рекомендуется применять в любое время года, особенно летом, когда из-за высокой температуры окружающей среды бактерии группы кишечных палочек представляют повышенную опасность для качества сыров.

Свертывание нормализованной смеси.

Образование сгустка осуществляется за счет внесения в нормализованную смесь молокосвертывающего фермента. Для этого используют ферментный препарат или сычужный порошок по ТУ 10-02-824-89. Количество вносимого препарата должно обеспечить свертываемость молочной смеси за (30±5) минут. От скорости получения структурно-механических и синеретических свойств сычужного сгустка зависит структура, консистенция, рисунок и другие показатели сыра.

На образование сгустка влияют следующие факторы: кислотность молока, температура пастеризации, содержание свободных ионов кальция и температура свертывания. Оптимальная температура действия сычужного фермента 40єС. При этой температуре сгусток образуется быстро, но микроорганизмы закваски при этой температуре развиваться не будут, т.к. оптимальная температура для развития культур мезофильных бактерий 30…35єС. Поэтому предусматривается применять температуру свертывания 32єС.

Обработка сгустка и сырного зерна.

Обработку сгустка и получение сырного зерна проводят с целью его обезвоживания, а также регулирования интенсивности и уровня молочнокислого процесса. Цель обработки сгустка - удаление не связанной с белками влаги (сыворотки) с растворенными в ней составными частями молока. От количества воды в сырной массе зависит развитие микробиологических и биохимических процессов при созревании сыра. Чем больше сыворотки выделится из сырной массы, тем активнее протекают микробиологические и биохимические процессы при созревании сыра и тем меньше образуется молочной кислоты. Молочная кислота играет важную роль в регулировании микробиологических процессов и образовании хорошей консистенции и вкуса сыра. Для этого последовательно осуществляют следующие операции: разрезку сгустка и постановку сырного зерна, вымешивание зерна, второе нагревание и вымешивание после него (обсушка зерна).

Кислотность сыворотки в конце должна быть в пределах (15±1)єТ.

Второе нагревание.

Цель второго нагревания - уменьшение выделения сыворотки и создание условий для развития определенных видов молочнокислых микроорганизмов. Температура и продолжительность второго нагревания оказывают значительное влияние на микробиологические процессы в сыре, а следовательно, на формирование органолептических показателей готового продукта. При нагревании склеивающая способность сырных зерен увеличивается. Во избежание комков сырную массу необходимо непрерывно перемешивать. Нагревание сырного зерна производят, постепенно поднимая температуру в течение 1 минуты на 1…3єС. Чем медленнее нагревается сырная масса, тем интенсивнее идет обезвоживание.

После второго нагревания зерно вымешивают. Для Российского сыра вымешивание - 40…50 мин. Размер основной части готового формованию сырного зерна 5…6 мм.

Формование, прессование.

Цель формования сыра - соединить зерна в монолит придать сыру форму и способность выделению сыворотки, находящейся между зерном. Уплотнение сырной массы в процессе формования, влияет на образование рисунка сыра. Чем плотнее масса, тем более крупный и правильный рисунок. Чтобы зерна не потеряли клейкость, сырную массу не охлаждают, поэтому формовать ее необходимо быстро, а в помещении поддерживать температуру 18…20єС. Сырное зерно из сыроизготовителя насосом подается в формовочный аппарат.

Цель прессования - удаление излишков сыворотки. При прессовании на сыре образуется замкнутый и прочный поверхностный слой.

Посолка сыра.

Поваренная соль является не только вкусовым наполнителем, ни и оказывает существенное влияние на развитие в сыре микробиологических и биохимических веществ. От содержания поваренной соли в сыре во многом зависит формирование всех его органолептических показателей: вкуса, запаха, консистенции, рисунка и даже внешнего вида. Посолку сыра производят в рассоле с концентрацией соли 18%. Концентрацию рассола ниже 18% допускать нельзя, т.к. это приведет к набуханию (ослизнению) поверхности сыра, что в дальнейшем затрудняет наведение нормальной корки и способствует увеличению потерь при мойке головок сыра.

Температуру рассола поддерживают в пределах 10…12єС. Более высокая температура может вызвать изменение: газообразование в сыре, что может неблагоприятно отразиться на формировании в нем рисунка. Для поддержания равномерной концентрации и температуры по всей массе рассола осуществляют его принудительную циркуляцию.

Продолжительность посолки Российского сыра 2-е суток. Количество соли в сыре составляет - 1,3-1,8%.

Созревание сыра.

Созревание сыра - сложный биохимический процесс, протекающий при участии сычужного фермента, под действием молочнокислой микрофлоры и ее ферментов. При созревании сыра в нем накапливаются продукты распада белка, молочного сахара, жира. В результате этого готовый продукт приобретает специфический вкус и запах, пластичную консистенцию, рисунок. Созревание сыра проходит при температуре 10…12єС.

Российский сыр через 14 суток созревания, когда произойдет полное сбраживание молочного сахара и образуется достаточное количество молочной кислоты, угнетающей постороннюю микрофлору, помещают в камеру с температурой 14…15єС на 20 суток для интенсивного протекания молочнокислого брожения, а затем перемещают обратно в камеру с температурой 10…12єС.

Хранение и реализация.

После созревания сыр рассортировывают по видам, датам выработки, номерам варок. Оценивают по качеству. Российский и Костромской сыры сортовые, следовательно, подразделяются на сорта. Маркируют транспортную тару и отправляют в реализацию. Если сыр направляют на хранение, то температура в камере хранения должна быть 0…8єС, влажность воздуха 80…85%. Качество сыра проверяется не реже чем 1 раз в 30 суток.

Технологическая схема производства сыра

Технологический процесс	Параметры и показатели
Приемка
Молоко - сырье	ГОСТ 52054-2003, T не > 8єС
Термизация, подогрев	T = (56-57) єС
Термизатор ТМ-25V-4/12
Бактофугирование	T = (56-57) єС
Бактофуга БФ-25/А34
Охлаждение	T = 10 єС
Термизатор ТМ-25V-4/12
Нормализация в потоке	T = (35-45) єС
Сепаратор-нормлизатор Ж5-ОС25-НС
Пастеризация, охлаждение смеси	T = (72±2) єС, ф = 20 сек. T = (28-35) єС
А1-ОКЛ-25
Внесение CaСl2 ферментного препарата, закваски		Свертывание нормализованной смеси	ф = 30 мин. T = 32 єС
		Сыроизготовитель OST-CH
Удаление сыворотки, сбор	30% от общей массы		Разрезка сгустка, постановка зерна	ф = 30 мин. T = 32 єС
			Сыроизготовитель OST-CH
Резервирование и охлаждение сыворотки	T = (4±2) єС
Вымешивание	ф = (20±5) мин.
Сыроизготовитель OST-CH
Второе нагревание	ф = 15 мин. T = 42 єС
Сыроизготовитель OST-CH
Удаление сыворотки, сбор	30% от общей массы		Вымешивание	Размер зерна 6±1 мм
			Сыроизготовитель OST-CH
Формование, Отделение сыворотки	ф = (15±5) мин.
Формовочный аппарат Р3-ОСО
Прессование	ф = 10-15 м. на 1 головку
Формовочный аппарат Р3-ОСО
Посолка сыра	ф = 2 сут., T = (10±2) єС, концентрация рассола 18 %
Солильные бассейны
Обсушка сыра	ф = 2-3 сут., T = (10±2) єС, влажность воздуха (90…95) %
Камеры обсушки
Упаковка в пленку
Термомашина ST 40/60
Созревание сыра Российского	Срок созревания 60 суток ф = 14 сут., T = (10-12) єС, влажность воздуха 80 % ф = 20 сут., T = (14-15) єС, ф = до конца созревания T = (10-12) єС, влажность воздуха 80-85 %
1 камера 2 камера 3 камера
Хранение сыра до реализации	T = (0-8) єС, влажность воздуха 80-85 %
Камеры хранения

2. ЗАДАЧИ И ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Задачи:

- автоматизация производительности труда;

- снижение потерь сырья;

- обеспечивается выполнение требований (как санитарно-гигиенических и техники безопасности);

- улучшение качества вырабатываемых продуктов.

Характеристика объекта управления:

Территория молочного предприятия должна иметь четкое деление на функциональные зоны: предзаводскую, производственную и хозяйственно-складскую.

В предзаводской зоне следует размещать здание административных и санитарно-бытовых помещений, контрольно-пропускной пункт, площадку для стоянки личного транспорта, а также площадку для отдыха персонала. Каркас должен быть выполнен из железобетонных конструкций и состоит из фундамента, колон, балок, плит перекрытия. Наружные стены самонесущие, сплошные, выполнены из кирпича. Внутренние перегородки толщиной 200мм. Стены обладают необходимой теплозащитными свойствами, удовлетворяют требованиям огнестойкости, прочности, морозостойкости, долговечности.

Пол находиться на уровне 1,4м от уровня земли и принят за нулевую отметку. В камере хранения, в складе тары полы бетонированные. В лабораториях, комнатах мастера, проектируется укладка линолеума по бетонному основанию.

Покрытие и кровля проектируются плоскими, с уклоном 20 для стока осадков. Покрытие защищает здание от разных природных воздействий (дождя, ветра, снега), а также воспринимает все действующие нагрузки и передает их на колоны.

При размещение оборудования необходимо придерживаться следующих требований:

- расположение оборудования должно обеспечивать поточность технологического процесса;

- создать удобство обслуживания машин и аппаратов;

- учитывать требования промышленной санитарии, эстетики, техники безопасности и охраны труда;

3 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Задающее устройство выдаёт сигнал , соответствующий заданному значению регулируемой величины. Устройство сравнения сравниевает сигналы от датчика и задатчика и в случае их различия выдаёт сигнал рассогласования (разбаланс) на управляющее устройство. Управляющее устройство преобразует, а в случае необходимости усиливает этот сигнал, и с помощью исполнительного механизма и регулирующего органа осуществляет управляющее воздействие на объект управления, изменяя входную величину так, чтобы выходная величина приняла первоначальное значение.

Рисунок 1 Структурная схема регулирования уровня молока в приёмной ванне



4. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ (ФУНКЦИОНАЛЬНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ) СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ, ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ СХЕМЫ

Рисунок 2 Технологическая схема процесса производства сыра 1- приёмная ванна; 2- насос; 3 - молокоочиститель; 4 - пластинчтый охладитель; 5- танк для молока; 6- сепаратор; 7- пастеризатор; 8- сыроизготовитель; 9- приёмник для сыворотки; 10- формовочный аппарат; 11- вибрирующий лоток; 12- бункер лотка для сырной массы; 13- транспортёр; 14- форма для сыра; 16- этажер для сыра; 17- бассейн посолочный; 18- стелажи передвижные.

Чувствительный элемент регулятора - поплавок измеряет уровень молока в ванне; текущее положение уровня определяется положением штока и эёстко с ним соединённого рычага - контакта, который через пружину соединён с источником питания - напряжением. Заданные значения верхнего и нижнего уровней определяются положением передвижных упоров - контактов устанавливаемых вручную.

Рисунок 3 Функциональная схема регулирования уровня молока в приёмной ванне LE - нижний уровень, чувствительный элемент (первичное преобразование); EIJ - любая электрическая величина, показание, автоматическое переключение (обегание); E - любая электрическая величина

При подъёме уровня выше заданного контакта замкнётся с другим контактом и под напряжением окажется обмотка Б тягового электромагнита, благодаря чему сердечник мгновенно переместится вверх, что приведёт к закрытию регулирующего органа (клапана). При понижении уровня ниже заданного контакт замкнётся с другим контактом, под напряжением окажется обмотка А тягового электромагнита, якорь переместится вниз, что приведёт к открытию регулирующего органа.



5. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ, ПРИНЦИП РАБОТЫ

Рисунок 4 Схема электрическая принципиальная схема автоматизации регулирования уровня молока в приёмной ванне SA - ключ управления; QS - автоматический выключатель; KM - магнитный пускатель; RU - датчик уровня поплавкового реле; Y - электромеханический магнит

Описание принципиальной схемы управления:

Предусматривающая два режима управления: ручное и автоматическое. Выбор режима производится с помощью ключа SA. Если рукоятка SA поставлена в положение M (ручное), то управ-ление двигателем M1 насоса осуществляется по обычной схеме - с помощью кнопок SB1 (Пуск), SB2 (Стоп) и магнитного пускателя KM1 и одновременно открытия или закрытия заслонки. Включение или отключение насоса в этом случае производится оператором, ко-торый следит за уровнем жидкости в резервуаре.

При установке ключа SA в положение А автомати-ческое управление двигателем насоса производится от датчика уровня (поплавкового реле) RU. При нормальном уровне жидкости в резервуаре контакт РУ разомкнут, и насос не включен, заслонка закрыта. Если жидкость достигает нижнего уровня, контакт RU замкнут, получает питание катушка пускателя KM! и включается двигатель M1, заслонка открывается. Насос начи-нает работать и перекачивать жидкость из ёмкости в приёмную ванную. Контакт RU поплавкового реле остаётся замкнутым до тех пор, пока уровень жидкости в резер-вуаре не повысится до верхней отметки. Тогда контакт RU разомкнётся, что вызовет отключение пускателя KM1 и остановку двигателя насоса и закрытия заслонки.

6. ВЫБОР СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Формование и прессование сыра

Формовочный аппарат марки Р3-ОСО - формование, прессование сыра и удаление сыворотки.

Сырное зерно с сывороткой подается насосом по трубопроводу в загрузочный бункер и направляется на поверхность распределительного конуса, где равномерно распределяется по объему верхнего перфорированного участка цилиндрической вставки. По мере опускания сырной массы вниз от нее отделяется сыворотка, которая собирается в полости между цилиндрической вставкой и корпусом и отводится через патрубок. В нижней части перфорированной цилиндрической вставки с перфорированными участками сырная масса уплотняется под действием собственного веса. Окончательное отделение сыворотки осуществляется непосредственно перед выгрузкой сырной массы в форму через нижнюю перфорированную обечайку. Подпрессованная сырная масса выгружается в форму посредством ножевого устройства. Высота сырной массы в аппарате контролируется датчиком уровня ЭРСУ-3-1, который подает сигнал на исполнительный механизм отключения насоса.

По истечении времени формования одной головки сыра насос снова включается. Подача пустых форм, загрузка их сырной массой и, удаление наполненных форм осуществляются автоматически.

Аппарат позволяет интенсифицировать процесс формования сыра, снизить потери сырной пыли и сыворотки, а также автоматизировать подачу пустых форм. Значительно улучшаются санитарно-гигиенические условия труда.

В комплект сигнализатора входят три электрода-датчика и релейный блок. Прибор предназначен для сигнализации уровня продукта в трех различных точках. Релейный блок содержит три транзисторных релейных каскада с выпрямителями, работающих независимо друг от друга.

Рисунок 5 Аппарат марки РЗ-ОСО 1 - трубопровод подачи сырного зерна; 2 -- пульт управления; 3 -- ножевое выгрузочное устройство; 4 -- механизм подъема и удаления форм; 5 -- насос; 6 -- емкость для сыворотки и моющего раствора; 7 -- трубопровод моющего раствора; 8 -- вертикальный цилиндрический корпус; 9 - периодически перфорированная цилиндрическая вставка; 10 -- распределительный конус; 11 -- загрузочный бункер; 12 -- датчики уровня; 13 - сырная форма

Электрическая схема релейного каскада для сигнализации уровня в од-ной точке приведена на рисунке 6. Транзисторный релейный каскад собран на двух транзисторах Т1 и Т2-по схеме усилителя с коллекторной и эмиттерной (комбинированной) обратной связью. Нагрузкой усилителя служит электромагнитное реле Р1. Усилитель питается от выпрямительного блока В1, напряжение на который подается от понижающей обмотки 1 трансфор-матора ТР.

При погружении электрода датчика ДВУ в контролируемую среду на базу транзистора Т1 усилителя поступает напряжение положительной полярности, снижаемое понижающей обмоткой 2 трансформатора. Транзистор Т1 выходит из режима насыщения, переводя транзистор Т2 в режим насыщения и при этом срабатывает электромаг-нитное реле Р1.

Когда уровень продукта ниже элек-трода датчика, сигнал на базе транзи-стора Т1 отсутствует, транзистор Т2 находится в режиме отсечки и катушка электромагнитного реле Р1 обесточена.Электромагнитное реле Р1 име-ет два переключающих контакта Р1-1 и Р1-2, подключенных к штепсельному разъему релейного блока сигнализатора.

При удельной электрической проводимости контролируемой жидкости: 0,05 до 0,25 См/м электрод датчик подключается к точке а релейного каскада, а когда свыше 0,25 См/м электрод датчика подключается к точке б.



Рисунок 6 Электрическая схема транзисторного релейного каскада датчика уровня ЭРСУ3-1

Рисунок 7 Электрод датчика сигнализатора уровня ЭРСУ3-1

Электрод датчика сигнализатора состоит из составного электрода, представляющего собой изолированный металлический стержень постоянной длины и неизолированного металлического стержня 2, длину которого выбирают в соответствии с уровнем продукта, штуцера 3, фиксирующего пластмассового колпачка. Стержни 1 и 2 соединены с помощью наконечника 5 и гайки 6. Пружина служит для компенсации усадки фторопластового изолятора стержня 1. Резиновый колпачок 9 изолирует место присоединения соединительного провода к электроду. Провод прикреплен к электроду гайками 10. К лепестку подсоединен провод от корпуса резервуара.

Технические характеристика сигнализатора уровня ЭРСУ-1:

- минимальная удельная электрическая проводимость контролируемой среды, См/м 0,05;

-длина L датчика, погружаемая в резервуар, м 0,1; 0,2; 0,6; и до 2;

- напряжение переменного тока на электродах датчика, В, 8;

- погрешность сигнализации уровня, мм ±10;

- температура контролируемой среды, °С до 200;

- разрывная мощность выходных контактов реле при напряжении переменного тока до 380 В, до 550, В·А.

Оборудование для приемки, охлаждения и хранения молока

Оборудование производительностью по учету молока 12000 л/ч.; по фильтрации, 200мкм предназначено для приема, очистки, учета количества и последующего охлаждения молока состоит из:

- буферной цилиндрической емкости с конусным днищем, вместимостью 160 л., изготовленной из нержавеющей стали. Емкость может быть использована для приготовления моющих растворов;

- углового трубчатого фильтра с грязеулавливающей сеткой, которая демонтируется через заглушку DN 80;

- центробежного насоса ОНЦП 1М:

-производительность, м³./ч, 6,3;

- высота всасывания, м.вод.ст. 20;

- к.п.д насоса, % 45;

- электродвигатель АИР80А2, 1,5 кВт/400 В/50 Гц

- частота вращения, об/мин 3000

- исполнение IP 54

- воздухоотделителя с автоматической управляющей головкой и пневматическим перепускным клапаном ВО-40, предназначенным для отделения воздуха от молока;

- электромагнитного счетчика типа РМ-5М-50, состоящего из датчика, вмонтированного в трубопровод, преобразователя, принимающего сигнал и показывающего дисплея;

- пластинчатого охладителя молока ООЛ-5, изготовленного из нержавеющей стали, предназначенного для сбора молока и понижения его температуры до +4 єС, применяется на молокоприемных пунктах молочных заводов малой мощности.

- Производительность, л/ч. 5000

- Температура молока на входе, °С 25-35

- Температура молока на выходе, °С 2-6

- Температура ледяной воды, °С 2

- Расход холода, кВт/ч. 163

- Площадь пластины, мІ 0,2

- Количество пластин, шт 48

- Рабочее давление, МПа 0,2

- Габаритные размеры, мм 1050х600х960

- Масса, кг 235

Резервуары для хранения охлажденного молока В2-ОМВ-6,5

-количество, шт. 3

-вместимость резервуара, л 6500

-толщина стенок: рубашки, мм - 3,0

- верхнего днища, мм - 2,5

- нижнего днища, мм - 3,0

-материал стенок сталь 1.4301

- фланцевая мешалка пропеллерного типа: мощность:

- частота вращения, об/мин. 450;

- электрическое подключение 1 кВт, 220/380 В, 50 Гц;

- исполнение - IP 54

Для перекачивания молока из резервуаров хранения на пластинчатую пастеризационно-охладительную установку предназначен электронасос центробежный, типа ОНЦ 3,5/20К:

-производительность,м³/ч. 6,3

-напор, мм.вод.ст. - 20

-электродвигатель: тип АИР71А2;

- мощность , кВт 0,75

- частота вращения, об/мин - 2820

Внешний вид и технологическая схема АПОУП - П - 5 представлены на рисунке 8.,9.

Рисунке 8 Внешний вид АПОУП - П - 5



Рисунок 9 Технологическая схема АПОУП - П - 5

Сырое молоко подается в приемный бачок 1 где поплавковым регулятором уровня поддерживается постоянный уровень жидкости. Из приемного бачка продукт насосом 2 подается в секцию регенерации Р1 пластинчатого теплообменного аппарата 3, в котором подогревается за счет встречного движения горячего пастеризованного продукта. Из секции регенерации Р1 молоко поступает на сепаратор-сливкоотделитель. Из сепаратора продукт подается в секцию регенерации Р2 и затем поступает в секцию пастеризации П, где нагревается до температуры пастеризации. Нагрев продукта осуществляется горячей водой, циркулирующей по контуру: паровой пластинчатый теплообменник 4 - секция пастеризации П - насос центробежный 5. Нагрев воды осуществляется паром, подаваемым в паровой пластинчатый теплообменник 4 через управляющую паровую арматуру 6. Образовавшийся конденсат выходит из теплообменника через конденсатоотводчик 7. Из секции регенерации Р1 охлажденное молоко поступает в секцию охлаждения О, где продукт охлаждается до заданной температуры. На выходе из установки установлен переключающий клапан 8, предназначенный для подачи пастеризированного продукта далее в техпроцесс, или возврата молока в уравнительный бак на повторную пастеризацию. Управление работой установки осуществляется с пульта управления 9.

Технические характеристики АПОУП - П - 5:

- производительность л/ч., 5000;

- температура пастеризации °С, 76±0,1°С;

- температура на выходе °С, 32±0,4;

- теплоноситель пар, горячая вода;

- расход пара кг/ч., 130;

- установленная мощность кВт, 4,5.

Дезодоратор ОДУ-3 предназначен

- производительность, м³/ч 3;

- мощность, кВт 2,2;

- расход воды, кг/ч. 1,5

Для перекачивания молока, обрата и сливок в резервуары хранения выбираем 2 центробежных насоса, типа ОНЦ 3,5/20К-0,75/2:

-производительность,м³/ч. 6,3

-напор, мм.вод.ст. - 20

-электродвигатель: тип АИР71А2;

- мощность , кВт 0,75

- частота вращения, об/мин - 2820

Сепаратор-сливкоотделитель Ж5-ОСЦП-5 предназначен для непрерывного разделения молока на сливки и обезжиренное молоко (обрат) с одновременной очисткой их от механических примесей и молочной слизи, а также для нормализации и очистки молока.:

- производительность л/ч., 5000;

- частота вращения барабана, об/мин., 5000;

- температура сепарирования °С, 40-45;

- массовая доля жира сливок, % 35-50;

- массовая доля жира в обезжиренном молоке %, 0,5

- мощность, кВт 7,5;

- частота вращения ротора об/мин., 1500

Сыроизготовитель ОС-300 предназначен для выработки сырного зерна при производстве твердых сыров рисунок10.

- вместимость рабочая, л 3000

- частота вращения режуще-вымешивающего

инструмента, об/мин 4...23

- мощность двигателя, кВт 1,1

Рисунок 10 Внешний вид ОС-300

Для откачивания сыворотки из сыроизготовителей, а также для перекачивания сыворотки в резервуары хранения выбираем 2 центробежных насоса, типа ОНЦ 3,5/20К-0,75/2:

-производительность,м³/ч. 6,3

-напор, мм.вод.ст. - 20

-электродвигатель: тип АИР71А2;

- мощность , кВт 0,75

- частота вращения, об/мин - 2820

Контейнер (этажер) для посолки сыра РЗ-ОКУ вместимостью 412 кг.

Машина для мойки сыров РЗ-МСЩ производительностью 100-150 гол./ч.

Парафинер предназначен для покрытия парафином или термоусадочной пленкой головок всех видов твердых сыров Г6-ОП4-А рисунок 11.

- производительность, мі 300…400

- вместимость ванны, кг 0,2

масса загружаемого парафинового сплава, кг 130

- время расплавления парафинового сплава

до рабочей температуры, ч. 2

- нижний предел рабочих температур

парафинового сплава єС 80

- верхний предел рабочих температур

парафинового сплава єС 150

- установленная мощность

электронагревательных элементов, кВт 4,0

- установленная мощность

электродвигателя привода, кВт 0,55

Рисунок 11 Внешний вид Г6-ОП4-А

Лабораторное оборудование

Комплект предназначен для выполнения следующих анализов:

- содержания жира в молоке, сливках и сыре;

- кислотности (рН и титруемую) молока;

- титра белка в молоке;

- плотности, температуры и содержания сухой массы в молоке;

- содержания воды в масле и сыре;

- бактериологических анализов (по Коху, коли-титр, Е-коли).

Вспомогательное оборудование

Передвижная моющая установка представляет собой насос высокого давления. Всасываюший патрубок присоединяется к магистрали подачи воды или моющих растворов, а нагнетательный патрубок снабжен шлангом длиной 5 м со специальным наконечником для разбрызгивания моющих растворов.

- расход воды, л/ч 640

- электрическое подключение .- 1,5 кВт, 230 В, 50 Гц

- габаритные размеры, LxBxH, - 600x400x500

Кондиционеры в количестве 3 шт. предназначены для поддержания заданной температуры (10-12 єС) в камере созревания сыра и. температуры (6-8 єС) в холодильной камере для хранения сыра. Камеры созревания и хранения сыра должна иметь достаточно хорошую теплоизоляцию.

Поддержание температуры происходит в автоматическом режиме Техническая характеристика:

- площадь охлаждаемого помещения, кв² 75

- высота охлаждаемого помещения, м. 3,5

- пределы регулирования температуры, єС 0-14

- электрическое подключение 18,5 кВт, 380 В, 50 Гц

- хладоноситель фреон R-22

Установка приготовления пастеризованной воды состоит из: (закрытого накопительного резервуара; теплоизолирующей рубашки; нагревательного элемента; предохранительного клапана; сливного крана; защитного анода; рамы; шкафа управления).

Накопительный резервуар, объемом 1000 литров, выполнен из стали с покрытием внутренней поверхности специальной эмалью. С наружи резервуар имеет теплоизолирующую рубашку из пенопласта, толщиной 100 мм. Нагревательные элементы, устанавливаются внутри резервуара через фланцы. Система управления позволяет плавно изменять температуру на выходе из установки от 35 єС до 85 єС.

Техническая характеристика:

- расход воды, л/мин,max 70

- номинальное давление, бар 6

- электрическое подключение 72 кВт, 380 В, 50 Гц

Установка получения ледяной воды представляет собой ванну прямоугольной формы, с размещенными в ней испарителями от двух компрессоров. Ванна устанавливается с помощью регулируемых опор. Подача ледяной воды в трассу производится с помощью насоса.

Техническая характеристика:

-объем ванны, л 5300

- количество намораживаемого льда, кг. 1700

- количество накопленного холода, ккал. 135000.

холодопроизводительность, ккал/ч. 2x7500

Характеристика компрессора:

- электрическое подключение: 0,37 кВт, 380 В, 50 Ги

- число оборотов двигателя, об/мин 2900

- хладоноситель, фреон R-2

- количество фреона, кг 11,5

Характеристика насоса:

- электрическое подключение 1,1 кВт, 380 В, 50 Гц

- производительность, м³/ч. 2

- напор, м. 50

- число оборотов,об/мин. 980



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном проекте была автоматизирована часть линии по производству сыра.

В результате автоматизации повышается производительность труда, снижение потерь сырья, обеспечивается выполнение требований, как санитарно-гигиенических, так и техники безопасности, улучшается качество вырабатываемых продуктов.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лукина Г.В. - «Автоматизация технологических процессов. Проектирование систем автоматизации»

2. Емельянов А.Н., Капник О.В. - «Проектирование систем автоматизации технологических процессов». Справочное пособие. 3-е издание Энрергоиздат, 1983 - 400 с.

3. Клюев А.С. - «Проектирование систем автоматизации технологических процессов». Справочное пособие. 2- е издание. Энергоиздат, 1990. - 464 с.

4. Мамиконов А.Г. - «Проектирование АСУ. Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1987. - 303 с.

Размещено на Allbest.ru

...