Автоматизация управления процессом дезодорации при рафинации подсолнечного масла

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 5
1.1 Теоретические основы очистки и первичной переработки жиров и масел 5
1.2 Характеристика технологического процесса объекта автоматизации 28
1.3 Оценка текущего уровня автоматизации 31
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ 37
2.1 Изучение объекта управления 37
2.2 Исследование статических характеристик 38
2.3 Исследование динамических характеристик 43
3. ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ 53
3.1 Формирование технического задания на разработку автоматизированной системы управления 53
3.2 Анализ существующей автоматизированной системы управления 56
3.3 Составление проектной документации на автоматизированную систему управления 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 76
Приложение А 80
Приложение Б 81
Приложение В 82
Приложение Г 83
Приложение Д 84

Весь текст будет доступен после покупки

Рафинация растительных масел является важнейшим этапом в производстве пищевых жиров, обеспечивающим получение продукта, соответствующего санитарно-гигиеническим и органолептическим требованиям. Одним из ключевых этапов рафинации подсолнечного масла является дезодорация – процесс удаления летучих соединений, придающих маслу нежелательный запах и вкус. Эффективность данного этапа напрямую влияет на качество конечного продукта, энергозатраты и рентабельность производства. В условиях растущих требований к качеству пищевой продукции и повышения энергоэффективности технологических процессов автоматизация управления этапом дезодорации приобретает особую актуальность.
Целью настоящей выпускной квалификационной работы является разработка автоматизированной системы управления процессом дезодорации при рафинации подсолнечного масла, направленной на повышение стабильности технологического режима, снижение энергопотребления и обеспечение стабильно высокого качества готового продукта.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
– изучить теоретические основы очистки и рафинации растительных масел;
– провести анализ технологического процесса дезодорации и оценить текущий уровень автоматизации на предприятии;
– исследовать объект управления с определением его статических и динамических характеристик;
– сформировать техническое задание на разработку автоматизированной системы управления (АСУ);
– разработать проектную документацию на модернизированную АСУ процессом дезодорации.
Объектом исследования выступает технологический процесс дезодорации подсолнечного масла, а предметом – методы и средства автоматизированного управления этим процессом.
В работе применяются следующие методы исследования: анализ научно-технической литературы, системный подход, экспериментальные методы оценки характеристик объекта управления, методы математического моделирования, а также методы проектирования автоматизированных систем управления.
Практическая значимость результатов работы заключается в возможности их внедрения на предприятиях масложировой промышленности для повышения эффективности управления технологическим процессом дезодорации, снижения производственных издержек и обеспечения стабильного качества рафинированного подсолнечного масла, что соответствует современным требованиям пищевой безопасности и устойчивого развития производства.

Весь текст будет доступен после покупки

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
1.1 Теоретические основы очистки и первичной переработки жиров и масел
В общем понимании термин «жир» охватывает как продукты животного, так и растительного происхождения, имеющие в своей основе триглицериды – сложные эфиры насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. В более узком значении слово «жир» традиционно применяют к животным липидам, тогда как для растительных источников употребляют термин «масло», то есть растительные масла. В данном тексте основное внимание будет уделено именно растительным маслам, причём оба термина – «жир» и «масло» – будут использоваться как взаимозаменяемые.
Независимо от способа получения и вида исходного сырья, все растительные масла проходят стадию очистки. По степени этой обработки пищевые масла условно делят на три категории:
– сырые;
– нерафинированные;
– рафинированные.
Сырые масла проходят только механическую фильтрацию. Они считаются наиболее ценными с точки зрения питания: в них полностью сохраняются витамины, фосфолипиды, стерины и другие биологически активные вещества. Такие масла отличаются насыщенным вкусом и характерным ароматом.
Нерафинированные масла подвергаются более глубокой, но всё ещё ограниченной очистке – отстаиванию, фильтрации и, в отдельных случаях, гидратации. В ходе этих операций частично удаляются фосфолипиды и стерины, что снижает их пищевую ценность по сравнению с сырыми маслами.
Рафинированные масла проходят полный цикл очистки – рафинацию (от фр. raffiner – «очищать»), включающий механические, химические и физико-химические методы. В результате достигается высокая прозрачность, отсутствие осадка, нейтральный вкус и запах. Однако в процессе рафинации теряется значительная часть природных биологически активных компонентов, поэтому такие масла часто обогащают искусственно – добавляя обратно фосфолипиды, витамины и другие полезные вещества. Следует отметить, что рафинированные масла не обладают преимуществом в сроках хранения по сравнению с нерафинированными, за исключением касторового масла, которое без очистки быстро портится.
Цели очистки масел различаются в зависимости от их назначения. Для пищевых масел важны эстетические свойства – привлекательный цвет, отсутствие постороннего запаха и вкуса. Для технических масел же ключевой задачей является получение максимально чистого продукта, состоящего практически только из триглицеридов. Яркий пример – так называемые «лаковые масла», используемые в лакокрасочной промышленности и отличающиеся исключительно высокой степенью очистки.
Сегодня подавляющее большинство производимых растительных масел проходит ту или иную форму очистки.
Рафинация жиров и масел
Триглицериды составляют 93–98 % массы любого жира. Остальная часть – это сопутствующие вещества, попавшие в продукт в процессе его получения (выжимки, экстракции или вытопки). Их количество варьируется и зависит как от качества исходного сырья, так и от условий обработки. Особенно возрастает концентрация сопутствующих компонентов при экстракции растворителями при повышенных температурах.
Кроме того, в сырые жиры могут попадать и примеси – органические (оболочки семян, фрагменты стеблей и листьев) и минеральные (песок, земля, камни). Сюда же относятся остатки пестицидов, бензина (в экстракционных маслах), мыла (при щелочной рафинации) и катализаторных металлов (в гидрированных жирах).

Весь текст будет доступен после покупки

1) Абрамов, О. В. Современные методы автоматизации технологических процессов в пищевой промышленности / О. В. Абрамов, А. С. Петров // Вестник Казанского технологического университета. – 2023. – Т. 26, № 4. – С. 112–120.
2) Белобородов, В. В. Энергоэффективные технологии дезодорации растительных масел / В. В. Белобородов, М. Л. Коновалов // Химия растительного сырья. – 2022. – № 2. – С. 45–52.
3) Григорьева, Е. А. Применение микропроцессорных систем управления в линиях рафинации масел / Е. А. Григорьева // Автоматизация и современные технологии. – 2024. – № 1. – С. 33–39.
4) Давыдова, И. Н. Повышение качества рафинированных масел за счёт оптимизации параметров дезодорации / И. Н. Давыдова, С. В. Зайцев // Пищевая промышленность. – 2023. – № 7. – С. 58–62.
5) Ершов, Д. Ю. Каскадные системы автоматического регулирования в агропромышленном комплексе / Д. Ю. Ершов // Известия вузов. Пищевая технология. – 2021. – № 5–6. – С. 74–80.
6) Жуков, А. К. Интеллектуальные системы контроля в производстве растительных масел / А. К. Жуков // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2022. – № 9. – С. 21–26.
7) Иванов, С. Г. Разработка АСУТП для участка дезодорации подсолнечного масла / С. Г. Иванов, Р. А. Смирнов // Вестник Башкирского университета. – 2024. – Т. 29, № 1. – С. 155–161.
8) Козлов, М. А. Импортозамещение в системах автоматизации пищевых производств / М. А. Козлов // Приборы и системы управления. – 2023. – № 11. – С. 44–49.
9) Куликов, В. П. Моделирование процесса дезодорации в условиях вакуума и перегретого пара / В. П. Куликов, Н. А. Фёдорова // Химическая промышленность сегодня. – 2022. – № 4. – С. 30–36.

Весь текст будет доступен после покупки