Модернизация системы управления процессом предварительной сушки макарон

ВВЕДЕНИЕ 5
1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СУШКИ МАКАРОН 17
1.2. Технические и программные средства управления технологическими процессами 22
1.3 Платформа автоматизации 26
1.4. Особенности проектирования АСУТП в SCADA-системе 29
2. МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ 38
2.1 Выбор критериев качества управления 38
2.2 Условия устойчивости управления для систем с пи регуляторами 46
2.3 Расчет динамических характеристик модернизированной системы 53
3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 65
3.1. Характеристика условий эксплуатации системы адаптивного управления температурой 65
3.2. Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации проектируемого оборудования. 67
3.3. Инженерно–технические решения по безопасной эксплуатации представленной к защите разработки. 70
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 80

Весь текст будет доступен после покупки

Сушка - один из способов консервирования макаронного теста, состоящего из гидрофильных полимерных веществ. Если не удалить из него влагу, то будут развиваться микробиологические, биохимические и другие процессы, которые быстро приведут к порче продукта.
Макаронное тесто при высушивании крайне медленно отдает влагу. Для управления процессом обезвоживания необходимо учитывать всю совокупность свойств макаронного теста, помня, что основная задача технологии сушки заключается в получении продукта высокого качества при минимальных затратах энергии и труда.
Сушка макаронных изделий так же, как сушка любых других капиллярно- пористых материалов, протекает в два периода. Первый характеризуется постоянной скоростью и обусловлен интенсивным удалением влаги, менее прочно связанной с крахмалом. Во второй период, характеризующийся убывающей скоростью сушки, происходит обезвоживание белковой части изделий, которая более прочно, чем крахмал, удерживает влагу.
Свойства макаронных изделий как объекта сушки. Сырые макаронные изделия поступают на сушку при влажности 30-32,5%. По классификации П. А. Ребиндера сырые макаронные изделия, прошедшие стадию прессования, относятся к коагуляционным структурам, для которых характерно наличие упругого каркаса, образованного силами межмолекулярного сцепления белковых молекул. Подобные структуры обнаруживают пластичность, эластичность и тиксотропные свойства. При обезвоживании коагуляционные структуры постепенно утрачивают пластические свойства; одновременно нарастает их упругость, в результате чего структура упрочняется, а к концу сушки они становятся твердым хрупким телом.
Макаронные изделия при сушке до определенного предела сохраняют свойства пластичности, а начиная от влажности 25-20% упругие свойства постепенно перекрывают пластические.
Кинетика обезвоживания макаронного теста характеризуется исключительно-замедленной миграцией влаги в толще изделия. Благодаря этому смена пластических деформаций упругими идет крайне неравномерно: на подсушенной поверхности упругие деформации могут достигнуть предельной величины, в то время как глубинные слои остаются пластичными. Конечный результат структурных изменений при сушке - уменьшение объема и линейных размеров изделий.
Таким образом, у макаронного теста при сушке наиболее ярко проявляются следующие свойства:
• линейная и объемная усадка, которые при нещадящих режимах сушки и большой неравномерности поля влажности могут вызывать растрескивание и искривление изделий. Способность к растрескиванию и искривлению изделий сохраняется и после сушки;
• низкая влагопроводность, вызывающая отставание внутреннего переноса влаги от влагоотдачи в окружающую среду и обусловливающая неравномерность поля влажности;
• тепловая денатурация белков и частичная клейстеризация крахмала при высоких температурах (сушилка ВИС- 2), приводящие к снижению прочности и ухудшению цвета изделий;
• две формы связи влаги: адсорбционная и осмотическая, причем адсорбционно связанная влага перемещается в виде пара, остальная в виде жидкости;
• более прочное удерживание влаги белками теста по сравнению с гигроскопическим крахмалом в связи с большей гидрофильностью белков. В первый период сушки обезвоживание идет более интенсивно благодаря тому, что в первую очередь влагу теряет крахмал.
Режимы конвективной сушки макаронных изделий. Под термином «режим сушки» понимают совокупность 'параметров сушильного воздуха (температура, влажность, скорость), длительности сушки, наличия периодов сушки и отволаживания, их продолжительности и частоты чередования.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СУШКИ МАКАРОН

Задачи, возникающие при управлении макаронным производством, во многом схожи с задачами, стоящими перед хлебопечением. К ним относят управление следующими отделениями этого производства: бестарного хранения муки; замеса, уплотнения и формования теста; операций разделки, резки, укладки сырых макарон; сушки макарон; конечных операций приготовления макарон (накопления, стабилизации, фасовки, транспортирования и складирования).
Процесс сушки макарон является самым длительным и наиболее ответственным. Сушка макарон сопровождается сложным комплексом явлений тепло- и массообмена, определяющим во многом качество продукции. В процессе сушки по мере удаления влаги изменяются структурно-механические свойства макарон. Они приобретают свойства упругого и хрупкого тела, теряя свойства пластичности.
Качество работы системы управления здесь определяет режим сушки. В целях сокращения продолжительности сушки макарон и обеспечения в то же время их прочности, процесс разбивается на два периода: предварительной и окончательной сушки. Предварительная сушка характеризуется интенсивным удалением влаги из сырых макарон при сохранении пластичности (до влажности около 20 %). Окончательная сушка представляет собой период медленного удаления влаги из макарон, приобретающих при этом свойства упругого материала.
Автоматические поточные линии для производства макарон состоят из ряда отдельных технологических агрегатов, транспортных механизмов и обеспечивают высокую степень механизации и автоматизации всех стадий производства готовой продукции высокого качества. Сушка макарон часто осуществляется в подвесном состоянии на металлических стержнях — бастунах. Система управления периодом предварительной сушки, осуществляемой в составе автоматической поточной линии Б6-ЛМВ, приведена на рисунке.
Предварительная сушка конструктивно представляет собой герметизированный и теплоизолированный тоннель I, разделенный перекрытием на два этажа, образующих две зоны сушки. В первой (нижней) зоне находится один гребенчатый транспортер II во второй (верхней) — два транспортера. В нижней части сушилки размещен транспортер V для возврата порожних бастунов. Для подогрева сушильного воздуха используются водяные калориферы III из ребристых труб, трубопроводы, насосы и регулировочная арматура.
Горячая вода (80—90°С) подается в систему подогрева первой зоны непосредственно от централизованной сети теплоснабжения. В систему подогрева второй зоны помимо горячей воды частично подается отработанная теплая вода из первой зоны при помощи насоса.
Вентилирование в первой зоне осуществляется при помощи вентиляторов IV, которые расположены попарно. Два вентилятора при входе макарон в сушилку засасывают воздух из помещения, подают теплый воздух в нижнюю зону.
Четыре пары вентиляторов обеспечивают рециркуляцию сушильного воздуха с продувкой его через калориферы. Часть влажного воздуха выходит из зоны в помещение. Система вентиляции зон сушилки обеспечивает частичную рециркуляцию сушильного воздуха: влажный воздух частично выбрасывается в помещение и частично смешивается с более сухим, поступающим из помещения.
Заданные параметры сушки, т. е. температура и относительная влажность сушильного воздуха, поддерживаются автоматически. Система управления обеспечивает контроль температуры и влажности воздуха в нижней и верхней зонах предварительной сушилки (2-3, 3-2, 5-2, 26-8, 30-2); контроль давления и температуры горячей воды по зонам сушилки (8-1, 24-2, 25-1); регулирование температуры и относительной влажности воздуха по зонам предварительной сушки (3-2, 5-2, 27-2, 30-2); контроль положения регулирующих органов (4-2, 6-2, 28-2, 31-2); световую сигнализацию рабочего и аварийного режимов работы сушилки.

Весь текст будет доступен после покупки

1. М. М. Благовещенская, Л. А. Злобин. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Издательство: Высшая школа. 2013.
2. Гончаров А.В., Гданский Н.И. Рекомендации по подготовке к итоговой государственной аттестации выпускников/ Методическое пособие для студентов специальности 15.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2018
3. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р.- Распределенные системы управления/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2015
4. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р.- Адаптивное и робастное управление/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2015
5. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р.- Адаптивные системы/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 220400.62, 220700.62, 27.03.04– М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2015
6. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р.- Адаптивные системы в промышленной автоматике/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 220400.68 - «Управление в технических системах» – М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2015
7. Гончаров А.В., Солдатов В.В. Применение парадигм интеллектуального управления при решении «открытых задач» автоматизации. – М.: ПРОБЕЛ-2000.
8. Солдатов В.В., Шавров А.В., Герасенков А.А. Технические средства автоматизации. – М.: Изд-во Рос. гос. агр. заоч. ун-та, 2004.
9. Шавров А.В., Солдатов В.В. Многокритериальное управление в условиях статистической неопределенности. - М.: Машиностроение, 2010.
10. Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. – СПб.: Невский диалект, 2011.

Весь текст будет доступен после покупки