Курсовая работа - автоматизация цеха по производству сыра «Российского»

Содержание.

Вступление………………………………………………………………………..

1. Описание аппаратурно-технологической схемы объекта автоматизации…

1.1 Характеристика готовой продукции и используемого сырья……………

1.2 Характеристика технологического процесса и оборудования…………...

1.3 Задание на разработку системы автоматизации с учётом

выбранных регулируемых параметров……………………………………..

2. Описание функциональной схемы автоматизации……………………………

2.1 Описание работы контуров…………………………………………………

2.2 Спецификация средств автоматизации…………………………………….

Выводы…………………………………………………………………………….

Список используемой литературы……………………………………………….

Вступление.

Перед молочной и, в частности, перед сыродельной промышленностью стоят следующие задачи: рост производительности труда, улучшение качества продукции, снижение удельных энергетических и сырьевых затрат, охрана окружающей среды. Эти задачи решаются путем применения передовых технологий и современного оборудования, в том числе средств и систем автоматизации.

Повышенный износ технологического оборудования приводит к изменению его характеристик, что требует корректировки технологических регламентов. Кроме того, на качество конечного продукта влияет огромное количество факторов, требующих постоянной корректировки работы технологического оборудования. Ликвидация этих недостатков требует постоянного вмешательства в ход технологических процессов с целью повышения их эффективности. Значительную роль в решении этих проблем играет автоматизация производственных процессов.

Автоматизация производства – это этап машинного производства, который характеризуется освобождением от непосредственного выполнения функций управления производственными процессами и передачей их функций техническим средствам – автоматическим устройствам и системам.

Автоматизированное производство позволяет наилучшим образом реализовать потенциальные возможности технологии молока и молочных продуктов. Для грамотного решения вопросов автоматизации участия технологов в разработке автоматизации, новых прогрессивных технологических схем установок и линии должно быть лидирующим. Именно технологи должны обосновать требования к качеству регулирования технологических параметров.

Данной курсовой работой предусмотрена автоматизация цеха по производству сыра «Российского».

1. Описание аппаратурно-технологической схемы объекта автоматизации.

1.1 Характеристика готовой продукции и используемого сырья.

Российский сыр относится к группе твердых сычужных сыров, прессуемых с низкой температурой второго нагревания и повышенным уровнем молочнокислого процесса.

По физико-химическим показателям российский сыр должен соответствовать следующим требованиям:

М. д. жира в сухом веществе сыра – 50,0±1,6 %

М. д. влаги не более 43,0 %

М. д. поваренной соли – 1.3-1,8 %.

Для переработки молока на сыр должно использоваться сыропригодное молоко, отвечающее следующим требованиям:

1. Молоко должно быть получено от здоровых коров.

2. Молоко должно иметь чистый вкус и запах, без посторонних привкусов и запахов. По внешнему виду и консистенции оно должно быть однородным, без слизи, осадка или хлопьев белка, цветом от белого до слабо-желтого.

3. Не допускается замораживание и смешивание молока от здоровых и больных коров.

4. В молоке не допускается наличие игибирующих веществ (консервантов, соды, аммиака, антибиотиков).

5. по физико – химическим и микробиологическим показателям качества молоко должно отвечать требованиям, указанных в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Физико – химические и микробиологические показатели качества молока

*Показатель*	*Требования*
Степень чистоты по эталону	Не ниже 1 группы
Плотность, г/ см3	Не менее 1,027
Титруемая кислотность, 0 Т	16-18
М. д. белка,%	Не менее 3,2
Казеина	2,5
Сычужно-бродильная проба, класс	1 и 2
Кол-во соматических клеток, тыс/ см3	Не более 500
Вещества, фальсифицирующие химический и физико-химический состав.	Не допускаются
Ингибиторы роста заквасочной микрофлоры	Не допускаются
Бактериальная обсемененность, Млн/ см3	Не более 4,0
По редуктазной пробе	1 и 2
Кол-во спор мезофильных анаэробных лактасбраживающих бактерий(в 1 см3) для: – сыров с высокой температурой второго нагревания	Не более 2
– сыров с низкой температурой второго нагревания	Не более 10

1.2. Характеристика технологического процесса и оборудования.

Исходя из производственной необходимости, возможности завода и необходимости применения различных технологических приемов обработки на одном и том же оборудовании можно применить аппаратурно – технологическую схему производства сыра, представлено на листе А1.

1. Приемка молока. Для приемки молока используется установка УПМ-20 (поз.1), функциями которой являются: измерение объема принятого молока, измерение температуры молока в потоке, отбор средней пробы молока в потоке. После чего молоко поступает в емкость 2 для промежуточного хранения, и насосом 3 направляют в уравнительный бачек 4 из бака уже второй насос 4 подает в секцию регенерации ПОУ ОГМ-10 (поз.5), где молоко за счет теплообмена нагревается до 37-40оС. Затем производят очистку и нормализацию молока на сепараторе - нормализаторе ОС2-НС (поз.6). После этого направляется в секцию пастеризации пластинчатой теплообменной установки 5.

При производстве сыра используют не очень высокие режимы пастеризации (72-75 0С) для лучшего отделения сыворотки от сырной массы. Теплоносителем является пароводяная смесь. Вода находится в постоянной циркуляции. Затем осуществляют охлаждение молока до температуры сквашивания (32-34 0С) в секции регенерации ПОУ ОГМ-10. Далее молоко насосом 3 направляется в сыроизготовитель закрытого типа 7 для дальнейшей обработки:

– подготовка молока к свертыванию. В пастеризованное и нормализованное молоко при температуре свертывания вносят бактериальную закваску прямого внесения мезофильных молочнокислых стрептококков (для проведения нужного молочно-кислого брожения) и водный раствор хлористого кальция из расчета (25±15) г безводной соли на 100 кг молока(для более быстрого и качественного сворачивания молока). Также вносят калий или натрий азотнокислый из расчета (20±10) г соли на 100 кг молока (для подавления газообразующей микрофлоры, вызывающей вспучивание сыров). Внесение сычужного фермента – для свертывания молока.

– перемешивание осуществляется специальными лирами для распространения вносимых наполнителей по всей массе перерабатываемого молока.

– свертывание осуществляют раствором молокосвертывающего препарата. Количество вносимого препарата должно обеспечивать свертывание молока за (30±5) мин.

– разрезку сгустка и постановку зерна проводят в течение (15±5) мин;

– второе нагревание;

– обработка зерна;

– отделение сыворотки.

После указанных выше операций уже сырное зерно направляется на формование. После чего осуществляется прессование сырной массы, посолка сыра и его биохимическое и микробиологическое созревание.

Спецификация технологического оборудования автоматизируемой лини представлена в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Спецификация технологического оборудования

	Наименование Оборудования	Марка Оборудования	Производительность
1	Установка для приемки молока	УПМ-20	20000 л/ч
2	Емкость для приемки и хран. м-ка	ОХЕ-25	25 000 л
3	Насос		12 500 л/ч
4	Уравнительный бак		200 л
5	ПОУ	ОГМ-10	10 000 л/ч
6	Сепаратор-нормализатор	ОС2-НС	10 000 л/ч
7	Сыроизготовитель	СИ-10	10 000 л

1.3 Задание на разработку системы автоматизации с учётом выбранных

Регулируемых параметров

Таблица 1.3 Задание на разработку системы автоматизации

№	Машина, Агрегат, Аппарат	Параметр, место отбора сигнала	Доп. значения параметра	Вид автоматизации	Характер контроля и управления	Доп. требования
1	Насос	Состояние: включено, выключено		Управление	Ручной, Автоматический	Пуск, остановка
2	Резервуар	Уровень	Верхний	Контроль и управление	Автоматический	Световая сигнализация
3	Уравнительный бачек	Уровень	Верхний, нижний	Контроль	Автоматический	Сигнализация
4	Сепаратор - нормализатор	Состояние		Управление	Ручной, Автоматический	Пуск, остановка
5	Пастеризационноохладительная установка	Температура	60-82ОС	Контроль, Управление, стабилизация	Автоматическое	Автоматич. регулирование подачи пара
6	Сыроизготовитель	Температура	40-45 ОС	Контроль, Управление, стабилизация	Автоматическое	Автоматич. регулирование подачи горячей выды
7	Сыроизготовитель	Уровень	Верхний	Контроль и управление	Автоматический	Световая сигнализация
8	Электропривод мешалки	Время, состояние	25-35 мин	Управление	Ручной, Автоматический	Пуск, остановка

2 Описание функциональной схемы автоматизации.

2.1 Описание работы контуров.

Автоматизация технологической линии работает по контурам, каждым из которых управляет определенный этап производства.

КОНТУР 1.

Предназначен для автоматического регулирования процесса перекачки молока из молоковоза в резервуар. Состоит из датчика уровня (1.5), в комплекте с первичным преобразователем.

При достижении верхнего уровня молока в резервуаре первичный преобразователь датчика уровня (1.6) подает сигнал на отключение электропривода насоса (1.1). О достижении предельного значения уровня молока также сигнализирует лампочка на щите пульта управления.

Включение и выключение электропривода насоса может осуществляться вручную, как с помощью магнитного пускателя кнопки управления с рабочего места (1.3), так и со щита (1.4).

КОНТУР 2.

Необходим для подачи молока в уравнительный бак. Состоит из датчика уровня (2.8), в комплекте с первичным преобразователем.

При включении магнитного пускателя (2.2) автоматически включается магнитный пускатель (2.5). При этом открывается задвижка (2.1) и включается электродвигатель насоса (2.4). Молоко заполняет уравнительный бачек до верхней отметки, при этом срабатывает датчик уровня (2.8). Автоматически отключается электродвигатель насоса (2.4), который подает молоко в уравнительный бак.

Управление электроприводом насоса (2.4) и состоянием соленоидного клапана (2.1) может осуществляться вручную, как с помощью магнитного пускателя кнопки управления с рабочего места (2.3) и (2.6) соответственно, так и со щита (2.7).

КОНТУР 3.

Необходим для проведения сепарирования молока. Контур согласовывает работу сепаратора и насоса.

При запуске, остановке электропривода сепаратора (3.5) подаётся сигнал на пусковую аппаратуру управления электроприводом центробежного насоса (3.1), включающего, отключающего подачу молока на сепарирование.

Включение и выключение электропривода сепаратора может осуществляться вручную, как с помощью магнитного пускателя кнопки управления с рабочего места (3.7), так и со щита (3.8).

КОНТУР 4.

Необходим для проведения тепловой обработки молока. Состоит из датчика температуры (4.1), в комплект которого входит первичный преобразователь (4.2).

Молоко подается в пастеризационно-охладительную установку в секцию регенерации. Затем в секцию пастеризации, где контролирует температуру пастеризации датчиком (4.1). Далее молоко подают в секцию регенирации, а затем оно поступает в сыроизготовитель. Электрический сигнал от датчика температуры поступает на первичный преобразователь (4.2), откуда при несоответствии температуры заданным параметрам поступает сигнал на включение, отключение электропривода вентиля (4.4), регулирующего подачу пара.

КОНТУР 5.

Предназначен для автоматического регулирования процесса заполнения сыроизготовителя молоком. Состоит из датчика уровня (5.5), в комплекте с первичным преобразователем.

При достижении верхнего уровня молока в сыроизготовителе первичный преобразователь датчика уровня (5.6) подает сигнал на отключение электропривода насоса (5.1). О достижении предельного значения уровня молока также сигнализирует лампочка на щите пульта управления.

Включение и выключение электропривода насоса может осуществляться вручную, как с помощью магнитного пускателя кнопки управления с рабочего места (5.3), так и со щита (5.4).

КОНТУР 6.

Предназначен для автоматического перемешивания молока в сыроизготовителе. Контур состоит из электропривода мешалки в комплекте с пусковой аппаратурой и реле времени.

Посредством магнитного пускателя (6.3) включается электропривод мешалки (6.1). При этом запускается реле времени (6.4), которое через определённый установленный промежуток времени подаёт сигнал на магнитный пускатель (6.2) и отключает электропривод мешалки.

Состояние мешалки можно также контролировать вручную с помощью магнитного пускателя кнопки управления с рабочего места (6.3) или со щита управления (6.4).

КОНТУР 7.

Необходим для получения сырного зерна в сыроизготовителе. Состоит из датчика температуры (7.1), в комплекте с первичным преобразователем.

Температура молока в сыроизготовителе контролируется датчиком температуры (7.1). Электрический сигнал от датчика температуры поступает на первичный преобразователь (7.2), откуда при несоответствии температуры заданным параметрам поступает сигнал на включение, отключение соленоидного клапана (7.4).

Состоянием соленоидного клапана можно также управлять вручную с помощью магнитного пускателя кнопки управления с рабочего места (7.6) или со щита управления (7.7).

2.2 Спецификация средств автоматизации

Спецификация средств автоматизации представлена в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Спецификация средств автоматизации

№ позиции	Параметр среды	Значение параметра	Место располо-я средства автоматиз	Наимен. и тип(марка) средства автоматиз.	Техническая характеристика средств автоматизации	Завод-изготовитель
1.5 5.5	Уровень	Верхний	Резервуар сыроизготови-тель. По месту	Уровнемер емкостной СУС – 16	Диапазон измерения 8 м	Завод жидкостных счетчиков, г. Житомир
2.8	Уровень	Верхний, нижний	Уравнительный бак. По месту	ЭРСУ-3	Напряжение 220 В. Погрешность ±5 мм	Завод жидкостных счетчиков, г. Житомир
4.1	Температура	60-82 оС	Пастеризатор. По месту	ТКП-160 Сг-У	Предел измерения 0-120оС
7.1	Температура	35-45 оС	Сыроизготови-тель. По месту	Датчик температуры ТСМ-6097	Предел измерения [-50;+150]	НПО «Тизпприбор»
4.4	Подача Пара	-	Пастеризатор. По месту	Устройство электрическое запорно-регулирующее МЭМ-10/1	Диаметр условного прохода, мм: 40	НПО «Тизпприбор»
6.4	Автоматическое временное регулирование	Установка времени 10-30 мин	Щит управления	Программное реле времени РВ-4-1		НПО «Тизпприбор»

Выводы

Автоматизированные линии обладают неоспоримыми преимуществами по сравнению с неавтоматизированными, т. е. интенсифицируют производство, увеличивая производительность труда практически полностью ликвидируя ручной труд, повышая качество выпускаемой продукции, увеличивая организацию и культуру производства.

Экономическая эффективность зависит от следующих факторов:

1. повышение качества продукции;

2. снижение расходов сырья и энергии;

3. сокращение отходов производства;

4. улучшение условий труда;

5. улучшение обслуживающего персонала;

6. исключение работ на опасных для жизни и здоровья людей участках производства.

То есть, автоматизация производственных процессов открывает новые возможности для облегчения и оздоровления условий труда, повышение производительности, улучшение выпуска продукции и повышение ее качества.

Список литературы

1. Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов технологических специальностей. Разраб. Лучинкин А. А. – Симферополь, 2003.

2. Машкин М. І. Молоко і молочні продукти,– К.: «Урожай», 1996.-333 с.

3. Самойлов В. А. Справочник технолога молочного производства. Оборудование молочных предприятий (справочник - каталог). – СПб.: ГИОРД, 2004.

4. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Под ред. Б. Д. Кошарского. Ленинград: Машиностроение, 1976