Автоматизація лінії виробництва морозива

Загартування і дозагартування морозива.

Після фризерування морозиво зразу піддається подальшому заморожуванню (загартуванню). Цей процес потрібно проводити в максимально короткий термін, щоб не допустити суттєвого збільшення розмірів кристалів льоду в морозиві.

Фасоване морозиво загартовують в потоці повітря температурою від мінус 25 до -37°С в спеціальних морозильних апаратах; які входять в склад поточних ліній, а також в металічних формах ескімогенераторах, які охолоджуються циркуляцією розсолу з температурою від мінус 2,5 до -40°С. Морозиво на вагу в металічних гільзах або картонних ящиках з вкладками поліетиленової плівки загартовується в морозильних камерах з температурою повітря не вище -20°С. Температура морозива на вагу після загартування повинна бути не вищою ніж -12°С, а температура фасованого морозива—10°С.

Перш ніж помістити фасоване морозиво в камеру зберігання, його дозагартовують в спеціальних камерах загартування або в камерах зберігання. Тривалість дозагартування фасованого морозива складає від 24 до 36 годин.

Загартоване морозиво поміщають в камеру зберігання.

1.1.2. Технічний опис та технічні умови

Технічний опис служить для ознайомлення зі складом та роботою ескімогенератора Л5-ОЕК продуктивністю 500 кг/год., а також з правилами монтажу і його експлуатації.

Ескімогенератор марки Л5-ОЕК призначений для виготовлення морозива "ескімо" прямокутної форми на дерев'яній паличці з глазур'ю і без неї.

Основні технічні дані:

-   технічна продуктивність не менше 500 кг/год.;

-   маса морозива "ескімо" з глазур'ю 100 г;

-   допустимі відхилення маси окремої порції морозива 6%;

-   маса шоколадної глазурі в пропорції з морозивом 20%;

-   витрата холоду не більше 2,51-100000 кДж/год.;

-   витрата холодного розсолу 25-30 мЗ/год;

-   витрата гарячого розсолу 8 мЗ/год;

-   габаритні розміри ескімогенератора не більше:

ширина - 3400 мм; довжина - 3400 мм; висота-1730мм;

-   маса загальна не більше 2600 кг;

-   номінальна потужність 37,8 кВт;

-   енергія, що споживається не більше 19 кВт/год.

Технологічні параметри:

-   палички розміром

довжина - 95 мм;

ширина - 10 мм;

товщина - 2 мм;

-   температура морозива, яке поступає в дозатор, не вища мінус 3,5°С;

-   взбиваність суміші морозива, яка поступає з фризера, для вершкового 50-70%, для плодово-ягідного 40-60%;

-   температура холодного розсолу не вище мінус 40°С;

-   температура гарячого розсолу 25-30°С;

-   температура шоколадної глазурі не вище 40°С;

Вказівки по експлуатації ескімогенератора.

При встановленні ескімогенератор повинен бути надійно заземлений і підключений до загальної системи заземлення. При чому, заземлення при встановленні, а також експлуатація ескімогенератора повинні проводитись відповідно до вимог "Правил встановлення електричних установок" і "Правил технічної експлуатації електроустановок промислових підприємств".

При спрацюванні теплового захисту необхідно почекати, щоб охолодився електродвигун, потім натиснути ручку теплового реле, щоб повернути його в попереднє положення і вже після цього провести повторний пуск.

В процесі експлуатації періодично необхідно перевіряти стан контактів силового ланцюгу. Під час профілактичних оглядів електрообладнання підтягують кріпильні і контактні гвинти електроапаратів, перевіряють стан ізоляції всіх кіл, опору ізоляції всіх фаз відносно корпусу.

Електрообладнання, яке розміщене на ескімогенераторі, захищене від попадання вологи, однак, в процесі експлуатації необхідно запобігати прямому попаданню вологи в нього.

Робота ескімогенератора.

Карусель з формочками рухається переривно по колу, обертаючись послідовно проходить зони заморожування і часткового розтоплення.

На початку зони заморожування формочки попадають під дозатор і за час зупинки каруселі відбувається заповнення ряду формочок порціями морозива. Одночасно заповнюється шість формочок.

По мірі проходження формочок в заморожувальній зоні, морозиво частково замерзає і попадає під паличкозабивач, який під час зупинки каруселі, одночасно забиває шість паличок.

Продовжуючи рух по колу, морозиво поступово досягає повного загартування і попадає в зону часткового відтаювання, де відтаює тонкий зовнішній шар брикету морозива. Це дає можливість виймання порцій морозива з формочок. Часткове розтоплення зовнішнього шару брикету морозива здійснюється з допомогою системи контролю і управління, в основі якої лежить регулятор температури РТ-0193.

Виймання порцій морозива з формочок проводиться щипцями, які встановлені на штанзі головки для глазурування.

Штанга головки для глазурування опускаючись виймає щипцями за палички ряд "ескімо" і подає їх на глазурування.

Глазурування брикетів морозива проводиться шляхом занурення брикетів у шоколадну глазур, яке здійснюється при русі щипців вниз і одночасному підйомі ковша з глазур'ю вверх.

Потім щипці з морозивом в глазурі піднімаються вверх, а ківш з глазур'ю опускається вниз.

Морозиво в глазурі подається до скидача, звільняється від щипців і скидається на лотки транспортера загортального автомата.

Звільнені від морозива формочки поступають під дозатор, цикл повторюється.

Регулятор РТ-0193 пропоную для заміни існуючого регулятора температури типу Ш4541/1, оскільки з огляду на розвиток науки і техніки, даний регулятор застарілий, а отже не повністю відповідає сучасним умовам виробництва.

Для порівняння, прилад Ш4541/1 призначений для роботи в комплекті з термоперетворювачем і розрахований для роботи при температурі навколишнього повітря від 5 до 45°С і відносній вологості 80% при температурі 20°С. Межа основної допустимої похибки приладу становить 1,5% від нормуючого значення. За нормуюче значення приймається різниця між верхнім і нижнім значенням опору. Час встановлення показів не більше 7 секунд. Межа допустимої додаткової похибки регулюючого пристрою Ш4541/1, викликана зміною положення приладу від нормального на 5%, не перевищує 0,5 від межі допустимої основної похибки. Прилад обладнаний трьома резисторами з номінальним опором 15 Ом з допустимим відхиленням до +0,75 для підгонки опорів. Живлення приладу здійснюється від мережі змінного струму напругою 220В з допустимим відхиленням від мінус 33В до плюс 22В, частотою 50Гц. Потужність, яка споживається приладом, не перевищує 10 Вт. Маса приладу не перевищує 3 кг. Прилад обов'язково повинен монтуватись у сухому приміщенні з метою запобігання пошкодження його елементів корозією. Шкала приладу відградуйована в градусах Цельсія. Прилад має багато рухомих механічних частин, які дуже часто виходять з ладу. Звідси виходить, що прилад є ненадійним в роботі. Можливі несправності приладу:

-   стрілка приладу не відхиляється від початкової відмітки;

-   стрілка приладу відхиляється в кінець шкали;

-   нестійкі покази приладу;

-   неправильні покази;

-   при роботі приладу може не здійснюватись регулювання, при чому потрібно замінити існуючий прилад на новий.

Регулятор РТ-0193 призначений для регулювання та вимірювання температури (в комплекті з мідними та платиновими термоперетворювачами опору; перетворювачами термоелектричними і термоперетворювачами з уніфікованим вихідним сигналом) та інших фізичних величин в комплекті з перетворювачами з уніфікованим вихідним сигналом.

Регулятор РТ-0193 розрахований для роботи при температурі навколишнього повітря від 0 до 50°С, відносній вологості до 95% при 25°С, атмосферному тиску від 84 до 106, 7кПа.

Основні технічні дані:

-   вхідний сигнал - ХА;

-   діапазон вимірювань, °С - 0-300;

-   роздільна здатність, °С - 1;

-   похибка вимірювання, % -1;

-   похибка регулювання, % - 1,5;

-   діапазон регулювання зони звороту, °С - 1-70;

-   закон регулювання - двохпозиційний;

-   напруга живлення - 220В, 50Гц;

-   споживана потужність, ВА - 2;

-   комутаційна потужність контактів - 220В, ОДА;

-   габаритні розміри, мм:

блока регулювання - 80x40x96; блока живлення - 110x45x60; термоперетворювача - згідно замовлення;

-         маса, не більше, кг:

блока регулювання - 0,5;

блока живлення - 0,3;

-   середній строк служби, років - 10;

Регулятор складається із блока регулювання, блока живлення і перетворювача. За допомогою кнопок і потенціометрів, розміщених на передній панелі блока регулювання, виставляються необхідні уставки. Контроль за станом виконавчих пристроїв (включено або виключено) здійснюється знаком "."на передній панелі блока регулювання.

Порядок дій при підготовці до роботи:

-   провести монтаж термоперетворювача на об'єкті, блоків регулювання і живлення на щиті;

-   підключити напругу живлення (при цьому засвічується табло приладу);

-   натиснути верхню кнопку і верхнім потенціометром виставити верхнє значення уставки;

-   натиснути нижню кнопку і нижнім потенціометром виставити нижнє значення уставки.

При відтиснутих кнопках на цифровому табло висвічується значення контрольованого параметру.

Величина зони звороту визначається як різниця між верхнім і нижнім значеннями уставок.

Можливих неполадок приладу для регулювання температури РТ-0193 є значно менше ніж у регулятора Ш4541/1. їх є дві, це:

-   відсутня індикація, при чому необхідно перевірити наявність напруги живлення;

-   покази   на   табло   не   міняються,   при   чому   необхідно   перевірити цілісність і правильність підключення перетворювача.

Прилад є герметичний, тому підвищена вологість на корпус і елементи схеми регулятора РТ-0193 не впливають. Проте, в повітрі не повинно бути агресивних домішок.

Регулятор РТ-0193, на відміну від Ш5451/1, є цифровим і тому процес оброблення інформації є набагато швидшим, аніж у аналогового Ш4541/1. Оскільки на цифровому регуляторі стоїть електронне табло, то зчитування інформації є легшим. Механічних рухомих частин немає.

Регулятор РТ-0193 є вигідним як з технічної сторони, що показало порівняння двох регуляторів, так і з економічної, оскільки РТ-0193 потребує менші затрати на ремонт і транспортування, адже даний регулятор випускається у Львові на заводі НВО "Термоприлад", а прилад Ш4541/1 - на Єреванському заводі "Електровимірювальні прилади".

1.2. Обгрунтування теми проекту

Технологічний процес виробництва морозива включає в себе підготування основної сировини, приготування суміші, фільтрування, пастеризацію, гомогенізацію (для сумішей на молочній основі), охолодження, зберігання, фризерування суміші, фасування, загартовування і дозагартовування морозива.

Проаналізувавши дію існуючого обладнання можна помітити ряд недоліків. Найважливішим недоліком являється застосування ручної праці. До недоліків можна віднести перерозхід сировини, велике споживання електроенергії, висока тепловіддача.

Під час автоматизації діючої системи виробництва ми вводимо в технологічний процес ескімогенератор Л5-ОЕК, який складається з: станції управління, карусель, ванна для глазурі, дозатор.

Автоматизація приведе до економії прямих витрат праці, тобто зменшення чисельності обслуговуючого персоналу. Загальна сума економії становить 9240 грн., термін окупності витрат - 3.3 року, коефіцієнт економічної ефективності - 0.3. Ці данні дають можливість сказати про те, що пропонований проект автоматизації є дійсно економічно вигідним.

2. ПРОЕКТНА ЧАСТИНА

2.1. Вибір та обгрунтування засобів автоматизації

Ескімогенератор Л5-ОЕК складається з наступних основних елементів:

•   станція управління Л5-ОЕК;

•    карусель Л5-ОЕК розподілювач розсолу Л5-ОЕК;

•   головка для глазурування Л5-ОЕК ванна для глазурі Л5-ОЕК;

•   дозатор Л5-ОЕК;

•    паличкозабивач;

•   миючий пристрій Л5-ОЕК;

•    осушувач Л5-ОЕК;

•  трубопроводи і електрообладнання Л5-ОЕК.

Станція управління Л5-ОЕК складається зі станини, в якій розміщені:

Привід, гідророзподільчі пристрої, бак для гарячого розсолу з електронасосом і трубопроводи для підведення і відведення гарячого розсолу.

Станина складається із рами зварної конструкції і литого чавунного корпусу. Рама і корпус кріпляться між собою болтами. Станина виставляється на опорах, які регулюються по висоті.

Для зручності обслуговування обладнання і комунікацій, що розміщені в станині, передбачено 9 облицювальних листів, що знімаються.