Описание автоматизации технологического процесса

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

ВТУ.220200.62.4.0.13.14.ПЗ

Содержание

 

 

Введение 5

1 Назначение и краткое описание технологического процесса 6

2 Описание технологического процесса пастеризации молока 7

3 Ограничения на технологические параметры процесса 9

4 Определение категорийности производственного помещения 10

5 Перечень контролируемых и регулируемых параметров 11

6 Оценка основных технических решений по автоматизации процесса, существующих в настоящее время .13

7 Предлагаемые технические решения по автоматизации процесса, выбор и обоснование применения комплекса технических средств автоматизации 14

8 Описание принятых проектных решений 15

8.1 Нижний уровень автоматизации 15

8.2 Средний уровень автоматизации 19

8.3 Верхний уровень автоматизации 21

9 Функциональная схема автоматизации 22

10 Разработка структурной схемы АСУ ТП……………………………..….....23

11 Система сигнализации и блокировок 25

Заключение 26

Список  используемой источников 27

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

ВТУ.220200.62.4.0.13.14.ПЗ

Введение

 

 

Автоматизация технологических процессов  является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации.

От содержания и оформления проектной  документации зависит качество монтажа и эксплуатации всей системы автоматизации в целом, что в свою очередь влияет как на технологический процесс, так и на состояние самой системы автоматизации в процессе её эксплуатации. Таким образом, качественное проектирование систем автоматизации и разработка соответствующей документации является одной из составляющих успеха всего технологического процесса.

Современный уровень развития микроэлектронной и вычислительной техники позволяет  внедрять высокоточные измерительные  приборы и средства контроля, что в свою очередь приводит к повышению эффективности управления технологическим процессом и, как следствие, снижению затрат на производство и увеличению прибыли. Поэтому внедрение централизованной системы управления является важным моментом в вопросе модернизации производства.

Цель курсового проекта: Разработка автоматизированной системы пастеризации молока.

Задачи курсового проекта:  1  Оценка основных технических решений по автоматизации процесса, существующих в настоящее время.

2 Описание принятых проектных решений.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

ВТУ.220200.62.4.0.13.14.ПЗ

1 Назначение и краткое описание технологического процесса

 

 

Сырое молоко, прежде чем поступит к потребителю в виде готового продукта, проходит несколько стадий обработки на различных типах  технологического оборудования.

Рассматриваемый процесс пастеризации молока является базовой операцией переработки молока и представляет собой предварительный этап обработки в целой цепи технологических процессов па молочном заводе, таких как производство сыра, кисломолочных продуктов и т.д.

Пастеризацией называется процесс  термообработки молока при температуре ниже точки кипения, с целью разрушения большинства нежелательных и всех патогенных микроорганизмов без ущерба для качества продукта.

Производство пастеризованного молока состоит из следующих операций:

• подготовка сырья,
• первичный нагрев,
• гомогенизация,
• пастеризация,
• охлаждение.

Гомогенизацией называется процесс  дробления жировых шариков путем применения значительных внешних воздействий. Процесс гомогенизации может быть эффективен в случае, когда жир находится в жидком состоянии, поэтому гомогенизацию проводят при температуре не ниже 50-60°С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

ВТУ.220200.62.4.0.13.14.ПЗ

2 Описание технологического процесса пастеризации молока

 

 

Молоко с температурой 4°С поступает в пастеризатор поз. П-1на стадию первичного нагрева. Здесь оно подогревается с помощью регенерированного тепла пастеризованного молока, которое, в свою очередь, охлаждается. Это позволяет экономить энергию нагрева и охлаждения (в замкнутый цикл возвращается до 94% тепла, которое несет пастеризованное молоко). Секция регенерации разделена на две части. После первой части молоко, подогретое до температуры 55-60°С, поступает в гомогенизатор поз.Г-1. Гомогенизация обязательна при выработке молока с массовой долей жира 3.2% и более. Для улучшения вкуса можно гомогенизировать также молоко с массовой долей жира 1.5; 2.5%. Перед поступлением молока на первую стадию пастеризации измеряется его расход, по завершении первой стадии – температура.

Пастеризатор поз. П-1 представляет собой теплообменник пластинчатого типа, состоящего из набора пластин из нержавеющей стали. Конструкция теплообменника такова, что несколько пакетов пластин составляют отдельные секции пастеризатора, в которых осуществляются различные этапы обработки (всего семь секций).

Гомогенизатор представляет собой  поршневой насос высокого давления специальной конструкции. Поршневой насос поднимает давление молока с 300 кПа на входе до давления гомогенизации 10-15 МПа, в зависимости от вида продукции.

После гомогенизации молоко возвращается в пастеризатор, где завершается его регенеративный предварительный подогрев во второй части секции. Далее молоко поступает в секцию нагрева, где с помощью циркулирующей горячей воды происходит окончательный нагрев до заданной температуры пастеризации (например, 85°С).

Система подогрева горячей воды работает следующим образом. Вода циркулирует  в системе с помощью центробежного  насоса поз. Н-1 через нагреватель, представляющий собой пластинчатый теплообменник (секция пастеризатора для подготовки горячей воды), и нагревательную секцию пастеризатора. Для нагрева воды в теплообменнике до температуры на 2-3°С выше температуры пастеризации используется пар, подаваемый из бойлера молочного завода под давлением 600-700 кПа. Заданная температура воды поддерживается автоматически.

Далее пастеризованное молоко поступает  в выдерживатель поз.В-1, где находится в течение 20-300 с для завершения бактерицидного действия прогрева. Аппарат для выдержки молока представляет собой теплоизолированную зигзагообразную трубу, заключенную в металлический кожух. Длина трубы и скорость потока рассчитаны таким образом, чтобы время прохождения молока по трубе оказалось равным времени необходимой выдержки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

ВТУ.220200.62.4.0.13.14.ПЗ

Из выдерживателя молоко возвращается в секции регенерации для охлаждения. Здесь пастеризованное молоко отдает тепло поступающему холодному молоку. В следующих двух секциях молоко последовательно охлаждается холодной и ледяной водой до требуемой температуры 4-6°С.

Здесь важно отметить, что сочетание  степени нагрева и его продолжительности является важным фактором, определяющим интенсивность тепловой обработки.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

ВТУ.220200.62.4.0.13.14.ПЗ

3 Ограничения на технологические параметры процесса

 

 

Таблица 1 Ограничения на технологические параметры процесса

 

 

Наименование показателя	Минимально- допустимое значение	Максимально- допустимое значение
Режим №1, °С	60	70
Режим №2, °С	72	83
Режим №3, °С	85	95
Температура пастеризованного молока на выходе из пастеризатора, °С	4	6
Давление молока, кПа	400	600
Температура хладагента, °С	-	2
Температура молока, подаваемого на гомогенизацию, °С	55	80
Давление гомогенизации, МПа	10	15
Температура нагревающей воды, °С	87	98
Режим №1	-	75
Режим №2	-	85
Режим №3	-	98
Время выдержки, с	5	300
Расход молока, м³/ч	-	10
Давление пара, кПа	600	700
Температура пара, °С	100	150
Расход нагревающей воды, м³/ч	-	15
Жирность молока, %	-	40
Расход пара, м³/ч	-	150
Расход ледяной воды, м³/ч	-	15

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

ВТУ.220200.62.4.0.13.14.ПЗ

4 Определение категорийности производственного помещения

 

 

Процесс пастеризации молока на молочном заводе характеризуется отсутствием взрывопожароопасных зон, поскольку не связан с применением горючих газов, ЛВЖ и других взрывопожароопасных веществ. Помещение, где расположено оборудование для пастеризации молока, а также помещение ЦПУ по взрывопожароопасности относится к категории Д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

ВТУ.220200.62.4.0.13.14.ПЗ

5 Перечень контролируемых и регулируемых параметров

 

 

Таблица 2 Перечень контролируемых и регулируемых параметров

 

 

Наименование параметра	Номинальное значение параметра	Место и форма представления информации
Уровень в баке расширительном поз.Б-1	5 м	МПК – C; СО – I, R, .
Давление в трубопроводе подачи нагревающей воды	400 кПа	МПК – С; СО – I, R, .
Температура нагревающей воды	87°C	МПК – С; СО – I, R.
Давление в трубопроводе подачи пара	700 кПа	МПК – С; СО – I, R, .
Расход греющего пара	125 м³/ч	СО – I, R.
Температура молока, прошедшего стадию нагревания	85°C	МПК – С; СО – I, R.
Температура пастеризованного молока	30°C	МПК – С; СО – I, R.
Расход ледяной воды	15 м³/ч	СО – I, R.
Температура молока, прошедшего стадию первичного нагрева	60°C	МПК – С; СО – I, R.
Расход сырого молока	10 м³/ч	МПК – С; СО – I, R.
Температура ледяной воды	2°C	СО – I, R.
Расход пастеризованного молока	10 м³/ч	МПК – С; СО – I, R.
Температура оборотной воды	17°C	МПК – С; СО – I, R.
Расход оборотной воды	15 м³/ч	СО – I, R.
Давление гомогенизации	15 МПа	МПК – С; СО – I, R, .