Автоматизация технологического процесса производства мороженого

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ             3

Описание технологического процесса        6

Выбор параметров контроля и управления процессом     10

Выбор приборов контроля, регуляторов и других средств  автоматизации  12

Описание схем контроля, регулирования, сигнализации и блокировки  14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ           20

Список литературы           21

 

ВВЕДЕНИЕ 

   Мороженое – пищевой продукт, получаемый путём взбивания и замораживания смеси состоящей из молока и различных молочных продуктов, сахара, вкусовых наполнителей и стабилизаторов.

   Существует 2 вида мороженого:

   -    Основной – мороженое пломбир, сливочное, молочное, мороженое с наполнителями (того же вида) и ароматическое (где сырьём является сахарный сироп с добавлением пищевых ароматических масел).

   -    Любительский – мороженое, выработанное на молочной основе; плодово-ягодной основе с использованием куриных яиц, творожная сыворотка, так же относится мороженое, предназначенное для людей больных диабетом, где сахар заменяется кселитолом.

   По  способу выработки мороженое  подразделяется:

   -    Закаленное – продукт, изготовляемый в производственных условиях, который после фризерования для повышения стойкости при хранении замораживают (закаливают) до низких температур.

   -      Мягкое – мороженое, вырабатываемое на предприятиях общественного питания и употребляемых в пищу сразу после выхода из фризера.

   -     Домашнее – вырабатывают в домашних условиях с использованием морозильника.

   Мороженое должно обладать высокими вкусовыми  достоинствами, достигаемыми за счёт удачно подбираемого количественного сочетания составных частей смеси, а так же должно хорошо усваиваться организмом человека 

   Мороженое является одним из самых любимых  продуктов населения, особенно детей. Это объясняется не только его высокими вкусовыми качествами, но и большой пищевой и биологической ценностью. Мороженое вырабатывают в специализированных цехах, на фабриках при холодильных комбинатах, молочных заводах.

   Предшественниками мороженого можно считать смешанные  со снегом или льдом натуральные и подслащённые соки, которые в Китае использовали почти  3000 лет назад. Именно от китайцев мороженое в виде фруктового льда стало известно в Европе. Мороженое типа сливочное появилось в Париже в 1774 г. в России появлению мороженого предшествовало замороженное в естественных условиях молоко (или сливки), которые в виде пышной стружки подавалась к блинам. Мороженое по европейским рецептам изготавливалось в начале только при царском дворе. В 1845 г. русскому купцу Ивану Излеру был выдан патент на машину для приготовления мороженого. Но ещё долго мороженое вырабатывалось в кустарных условиях и в незначительных количествах.

   Началом промышленного производством этого  продукта принято считать 1932 г, когда в Москве на городском молочном заводе и холодильнике №2 были созданы первые цеха мороженого. С тех пор производственные мощности цехов и фабрик мороженого наращивались, вводились в действие новые машины и поточные линии, более совершенные.

   Первым  крупнейшим изготовителем мороженого был Росмясомолторг, к 1999 г. было выработано 250 тыс. тонн мороженого. Вторыми по счёту крупнейшими изготовителями мороженого были молочные предприятия системы Минсельхозпрода РФ, выработавшие в 1999 г. 100 тыс. тонн. продукта.

   К настоящему времени в нашей стране достигнуты большие успехи в технологии производства мороженого. Значительно расширился перечень пищевого сырья, используемого в качестве компонентов. Существенно увеличился и ассортимент мороженого, качество оценивается отечественными и зарубежными специалистами. Что касается оборудования для его производства, то в последние годы произошел спад в связи, с чем были осуществлены закупки зарубежного оборудования, которое успешно эксплуатируется преимущественно на крупных предприятиях.

   Дальнейший  прогресс производства мороженого должен быть достигнут как за счёт внедрения комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, так и путём изыскания новых видов сырья, упаковочных материалов, совершенствования технологии, использования холода на всех этапах производства, хранения и доставки мороженого. Всё это и умение работников вести технологический процесс позволит вырабатывать продукцию высокого качества.

   Целью моей курсовой работы  является проектирование системы автоматизации цеха по формованию и глазированию мороженого «Эскимо».

 

    ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 

   В настоящее время мороженое вырабатывается как из натурального сырья, так из сухих смесей для мороженого. Продукт, вырабатываемый из сухих смесей обладает более худшими органолептическими свойствами, а так же его себестоимость более высока и может не выдержать конкуренции на рынке. В производстве мороженого используется сырье, стоимость которого переносится на себестоимость продукции.

   Для производства мороженого используется следующие компоненты:

• Молоко коровье; вода: фильтруются для очистки от механических примесей и подогреваются в пластинчатом теплообменнике горячей водой до t 35 – 40⁰С.
• Масло коровье сливочное: поверхность монолита очищают от пергамента, зачищают и расплавляют на змеевиковых плавителях, t которых должна быть не выше 40 ⁰С с целью предотвращения вытапливания молочного жира.
• Сахар-песок; молоко цельное сухое; молоко обезжиренное сухое: просеивают, в случае необходимости дробят и растирают. Молоко цельное сухое для лучшего растирания тщательно перемешивают с сахарным песком в соотношении 2:1 и растирают в тёплом молоке до получения однородной массы.
• Молоко цельное сгущённое с сахаром: очищают от возможного заплесневения.
• Стабилизатор-эмульгатор: смешивают с сахаром-песком, затем подогревают до t  45 -55 ⁰С.
• Ванилин: вносят в смесь в виде 5% водного раствора, или в виде водно-спиртового раствора: 300±1 г. ванилина, 200±1 г. спирта и 500±1 г. воды при t не ниже 30 ⁰С.

   Смесь мороженого готовят в соответствии с рецептурами, которые рассчитывают исходя из фактического наличия сырья, его состава. Сырьё для приготовления смеси мороженого вводят в следующем порядке: жидкие компоненты, сгущённые молочные продукты, сухие продукты, стабилизаторы.

   Жидкие  компоненты подогревают до t 35- 40 ⁰С, после этого в ванну вносят сгущённые и сухие компоненты. Масло сливочное вводиться в смесь в расплавленном виде с t 38 -40 ⁰С. Смесь выдерживают при перемешивании в течение 20 -30 минут. Смешивание проводиться при t 35 - 40 ⁰С, что обеспечивает хорошее растворение и избегает заваривание некоторых компонентов. В последнюю очередь перед пастеризацией вносят стабилизаторы.

   Для удаления из смеси не растворившихся комочков сырья и возможных различных  механических примесей её фильтруют  после смешивания компонентов, используя для этой цели сетчатые фильтры марки А1-ОШФ.

   Целью пастеризации является уничтожение  патогенных микроорганизмов и снижение общего числа содержания микрофлоры. Из-за повышения содержания сухих веществ, необходимости в дальнейшем получить более вязкую, густую консистенцию и оказание защитного действия на микроорганизмы выбирается более строгий режим пастеризации t 80 - 85 ⁰С выдержка 3-5 минут. Проводят пастеризацию на ОПЯ-2,5, смесь подаётся в 2 секции рекуперации, затем поступает в секцию пастеризации. Потом выходит на гомогенизацию с той же температурой. После  гомогенизации смесь поступает в секции рекуперации, где частично отдаёт своё тепло вновь поступившей смеси, а затем идёт в секцию охлаждения, где охлаждается до t 4 -6 ⁰С.

   Фильтрация  смеси проводится с целью удаления частичек пригара, образовавшегося при пастеризации.

   Гомогенизация смеси проводится с целью улучшения структуры мороженого за счёт дробления жировых шариков, что ведёт к уменьшению их отстаивания при хранении и подвзбивание при фризеровании. Гомогенизацию проводят на гомогенизаторах А1-ОГМ-2,5 в 2-е ступени с температурой пастеризации, т.к. более низкая t вызывает в смеси образование жировых шариков, которые в результате процесса взбивания разрушают воздушные пузырьки и ухудшают взбитость мороженого, следовательно, консистенция получается неоднородная и чувствуется крупинки жира. Давление для сливочного 12,5 МПа, пломбир 9 МПа. 

   Смесь мороженого состоит из:

• Молоко коровье цельное  ® 1725,6 кг.
• Масло «Крестьянское» ® 577,9 кг.
• Молоко сухое цельное ® 213,2 кг.
• Обрат сухой   ® 47,6 кг.
• Шерекс 9392   ® 12,6 кг.
• Сахар    ® 49,7 кг.
• Вода питьевая   ® 225,9 кг.

   Смесь мороженого при температуре 6-8° С  поступает в дозатор Д,  где  оно накапливается до уровня  300 мм. Мороженое дозируется  с  помощью дозаторной головки на порции по 75 грамм, которые поступают на транспортерную ленту Тр1. Лента двигается с установленной  скоростью,  для того что бы порции мороженого  не прилипали к транспортерной ленте происходит постоянное охлаждение транспортера холодным рассолом (температура -20°С). Далее в каждую порцию мороженого палочкозабивателем П, забивается деревянная палочка,  проходя по транспортеру  Тр1  мороженое охлаждается, и к глазировочной головке Г оно подходит уже твердое (температура 2-4°С). Прищепки глазировочной  головки захватывают затвердевшее мороженое за палочки и опускают заготовку в ванну В3 в растопленной глазурью (температура 36° С), температура которой поддерживается при помощи периодической работы нагревательных тэнов Т. Уровень глазури поддерживается с помощью датчиков на значении 200мм, происходит постоянное перемешивание глазури, с целью избежания образования комков. Транспортер Тр2, на котором карусельно вращаются прищепки глазировочной головки подает уже глазированные заготовки мороженого на охлаждаемый отводящий  транспортер Тр2, откуда оно отправляется на упаковку.

   Готовое мороженное упаковывается в потребительскую  или транспортную тару. С помощью отводящего транспортера мороженое подаётся к завёрточной машине, где оно упаковывается в этикетку, поперечный шов скрепляется горячей сваркой, упаковки отсоединяются друг от друга отрезанием. Укладка мороженого осуществляется вручную по 50 шт.

   Длительное  хранение мороженого (свыше 2 месяцев) возможно только при t -30 ⁰С. Допускается хранить мороженое при t     -22 – -26 ⁰С – 1-2 месяца и относительной влажностью воздуха 85 – 90%.

   Для транспортировки мороженого к месту  реализации используют автомобили, оборудованные холодильными камерами. 

 

    ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТОЧЕК КОНТРОЛЯ И РЕГИСТРАЦИИ 

   Система автоматизации процесса формования и газирования эскимо предусматривает:

1. Поддержание в заданном пределе расхода смеси мороженного и контроль ее уровня;
2. Контроль и регулирование давления и температуры холодного рассола;
3. Поддержание уровня и температуры шоколадной глазури;
4. Синхронизацию и задание по времени работы транспортеров эскимогенератора.

 

Точки контроля и регистрации   Таблица 1.