Разработка автоматизированной системы управления качеством подсолнечной халвы

ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ЗАДАЧА АВОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОИЗВОДСТВА ХАЛВЫ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЕЕ РЕШЕНИЯ 7
1.1 Анализ технологического процесса производства халвы 7
1.2 Выбор основных факторов процесса производства халвы, определяющих эффективность всех операций 13
1.3 Исследование существующих способов определения качества халвы 15
1.3.1 Основные задачи систем автоматизированного контроля и управления качеством халвы 15
1.3.2 Наиболее важные органолептические показатели качества, контролируемые на каждой стадии производства халвы 16
1.3.3 Анализ существующих методов контроля органолептических 18
1.4 Создание системной диаграммы решения проблемы 21
1.5 Разработка концептуальной структурно- динамической модели системы управления качеством халвы в процессе производства 26
1.6 Разработка стратегической карты и критериев управления 27
ГЛАВА 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ХАЛВЫ И РАЗРАБОТКА НА ИХ БАЗЕ ФСА 33
2.1 Постановка задачи автоматического контроля в потоке органолептических показателей качества халвы в процессе производства 33
2.2 Разработка модуля (программно-аппаратного комплекса) автоматического контроля в потоке органолептических показателей 35
2.2.1 Применение технического зрения для автоматизации контроля в потоке коэффициента извлечения примесей 37
2.3 Применение технического зрения для автоматического контроля в потоке внешнего вида семян подсолнечника 54
2.4 Структурная организация модуля автоматического контроля в потоке органолептических показателей качества семян подсолнечника 58
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПОДСОЛНЕЧНОЙ ХАЛВЫ 62
3.1 Основные задачи интеллектуальной автоматизированной системе управления качеством халвы в процессе производства 62
3.2 Обобщенная функциональная структура ИАСУК халвы и основные этапы ее реализации 63
3.3 Информационная инфраструктура обеспечения интеллектуальной автоматизированной системы управления качеством халвы 66
3.4 Математическая инфраструктура обеспечения интеллектуальной автоматизированной системы управления качеством халвы 69
3.5 Программная инфраструктура обеспечения интеллектуальной автоматизированной системы управления качеством халвы 70
3.5 Основные этапы методики принятия решений о качестве готовых изделий в процессе производства халвы 74
3.6 Подбор технических средств для реализации ИАСУКХ 75
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 81
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 82
ПРИЛОЖЕНИЯ 87

Весь текст будет доступен после покупки

Кондитерская промышленность по своим размерам занимает четвертое место среди пищевых отраслей (следуя за хлебопекарной, молочной и рыбной). На неё приходится 10% занятости всей пищевой промышленности. Рост производительности в кондитерской отрасли будет способствовать росту производительности всей пищевой промышленности, а, следовательно, и повышению уровня экономического развития страны и уровня жизни населения.
Анализ состояния автоматизации технологических процессов кондитерских производств показывает, что на действующих предприятиях из-за частой смены ассортимента кондитерских изделий, многомерности, больших объемов производимой продукции, нелинейности, многоканальности производственной информации отсутствуют эффективные современные системы управления качеством производимых изделий. Поэтому существует значительный потенциал повышения качества и эффективности производства кондитерских изделий за счет внедрения интеллектуальных технологий.
Из-за отмеченной сложности производства кондитерской продукции и неоднородности поступающего сырья, существует огромное количество различных комбинаций факторов, влияющих на ход этих процессов, но, при этом, весьма ограниченное число их оптимальных вариантов. Поиск и обоснование таких сочетаний, автоматизация контроля важнейших показателей качества сырья, полуфабрикатов и готовых конфет позволяет в дальнейшем на базе полученных результатов перейти к разработке интеллектуальных систем управления, позволяющих осуществлять своевременное автоматическое изменение технологических параметров процесса и режимов работы используемого оборудования.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ЗАДАЧА АВОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОИЗВОДСТВА ХАЛВЫ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЕЕ РЕШЕНИЯ
1.1 Анализ технологического процесса производства халвы
Халва является весьма востребованным в линейке кондитерских изделий
пищевым продуктов, благодаря её вкусовым и питательным свойствам. Поскольку халва обладает такими беспроигрышными ингредиентами, как орехи и семена подсолнечника, эти конфеты - вкусные, питательные и полезные, прекрасно сочетающиеся с рядом других продуктов, снискали популярность и получили широкое распространение у покупателей кондитерской.
Широко используемые при производстве халвы семена подсолнечника применяются в сыром или в обжаренном виде. После обжаривания орехи и семена подсолнечника приобретают еще более ярко выраженный вкус и аромат. Также при производстве халвы используются орехи и семена подсолнечника в целом, дробленном и растертом виде, при этом они лучше усваиваются организмом .
В зависимости от используемого сырья халву подразделяют на: ванильную; подсолнечно - ореховую; кунжутную (тахинную); арахисовую; ореховую; подсолнечную; комбинированную (при одновременном использовании двух или более видов жиросодержащего растительного сырья). В зависимости от технологии производства и рецептуры халву подразделяют на глазированную, неглазированную, с добавлениями (дробленых орехов, изюма, цукатов и др. пищевых ингредиентов) и без добавлений (рисунок 1.1.).
Рисунок 1.1. Виды халвы
Наиболее часто вырабатывают халву подсолнечную и подсолнечную с орехами. Спросом пользуются также ванильная, тахинная (кунжутная), тахинная с орехами, тахинно – шоколадная халва, поскольку эти кондитерские изделия обладают прекрасным вкусом, доступны по цене и привычны для нашего потребителя. Но самой распространенной является халва подсолнечная, которую изготавливают в композиции с ванилью, орехами, арахисом, изюмом, с "хрустящими палочками" и т.п. [49, 85]. Такое многообразие применяемого сырья позволяет выпускать самые разнообразные виды подсолнечной халвы (рисунок 1.2.).

Рисунок 1.2. Виды подсолнечной халвы
Следует отметить, что в связи с повышенным интересом в мире к натуральному питанию, население страны стало включать такие продукты в свой рацион в большем объеме. Поэтому для производителей при производстве халвы особое значение приобретает такое сырье, как семена подсолнечника и ядра орехов, которые являются натуральными продуктами. Это позволяет кондитерским предприятиям постоянно расширять ассортимент халвы с применением различного вида натурального сырья.
Поскольку в производстве халвы группа изделий с использованием семян подсолнечника и орехов имеет наибольшее распространение, нами для автоматизации управления качеством производства халвы, в качестве объекта автоматизации, была выбрана именно технологическая линия по производству подсолнечной халвы. Спрос на подсолнечную халву объясняется высоким качеством этих кондитерских изделий, постоянно обновляемым ассортиментом и относительно невысокой стоимостью.
На рисунке 1.3. представлена распространенная на кондитерских предприятиях машинно-аппаратурная схема линии производства халвы.

Рисунок 1.3. Машино – аппаратурная схема линии производства халвы
Процесс производства халвы начинается с подачи сырья из нории и бункера в воздушно-ситовый сепаратор. В нем происходит очистка от примесей. Затем сырье поступает на калибрование по размерам в сепаратор с помощью ленточного конвейера.
Откалиброванное сырье поступает в обрушитель. Затем обрушенное сырье поступает в семеновеечную машину для отделения лузги от ядра. Далее полученные ядра обжаривают в жаровнях с паровым обогревом, при непрерывном перемешивании. Этот процесс длится 30-40 минут. На выходе температура ядер 110-120 °С, влажность обжаренных ядер 1,0-1,2 %. Для предотвращения ухудшения качества ядер, их охлаждают до 50 °С. Делается эта операция с помощью охлаждающегося барабана при подачи холодного воздуха. Далее идет повторный процесс обрушения для того, чтобы полностью отделить лузгу подсолнечника от семян. Для этого полученную рушанку перемещают на вторую ситовеечную машину. После этого происходит дозирование полученной массы на вальцовый станок. Всю лишнюю лузгу, прилипшую к ядрам, просеивают на вибрационном станке.
С помощью пятивалкового станка, полученная крупка размалывается. Чтобы избавиться от лузги в потоке, тертую массу дозируют с помощью шестеренного насоса в протирочную машину. В ней идет просеивание через сетку с размерами отверстий 0,8 мм. На выходе из протирочной машины в тертой массе количество лузги не должно превышать 1,4 % от общей массы [124]. Полученную тертую массу дозируют насосом в бункер, где она хранится при температуре 40-45°С при постоянном перемешивании для исключения ее расслоения.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Австриевских А. Н. Управление качеством на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности: учебник / А. Н. Австриевских [и др.].— 2-е изд., испр. и доп. — Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2007. — 268 с.
2. Адилов Р. М. Исследование и разработка методов анализа многоградационных растровых изображений в системах технического зрения [Текст]: дис. канд. техн. наук : 05.13.17/ Пенза, 2005.
3. Андреев Е. SСАDА-системы: взгляд изнутри – М.: Москва, 2004.
4. Апанасенко, С. И. Автоматизация контроля влажности кондитерских масс с применением интеллектуальных технологий [Текст] : дис. канд. техн. наук: 05.13.06 / Апанасенко Сергей Игоревич. — М., 2010. — 131 с.
5. Балыхин М.Г., Борзов А.Б., Благовещенский И.Г. Архитектура и основная концепция создания интеллектуальной экспертной системы контроля качества пищевой продукции // Пищевая промышленность. 2017. №11. С. 60 - 63.
6. Балыхин М.Г., Борзов А.Б., Благовещенский И.Г. Методологические основы создания экспертных систем контроля и прогнозирования качества пищевой продукции с использованием интеллектуальных технологий. Монография. М.: Франтера, 2017. 394 с.
7. Барский, А. Б. Нейронные сети: распознавание, управление, принятие решений [Текст] / А. Б. Барский. — М. : Финансы и статистика, 2004. 176 с. — ISBN 5-279-02757-Х.
8. Батищев, Д. И. Применение генетических алгоритмов к решению задач дискретной оптимизации: учеб. пособие / Д. И. Батищев, Е. А. Неймарк, Н. В. Старостин. — Нижний Новгород : Изд-во Нижегородского госун-та, 2006. — 136 с.

Весь текст будет доступен после покупки