Автоматизация процесса сквашивания и заквашивания йогуртовой смеси с внесением наполнителей

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОВЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

(ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ  БИОТЕХНОЛОГИИ)

 

 

Кафедра автоматизации  биотехнических систем

Дисциплина: «Системы управления химико-технологическими процессами»

 

 

Курсовой проект

Тема: «Автоматизация процесса сквашивания и заквашивания

йогуртовой смеси с внесением наполнителей»

 

 

 

 

Выполнил: Белоусов В. И.

Специальность: 240901

Руководитель: Апанасенко С. И.

 

 

 

 

Москва 2012

Введение

Одним из факторов повышения производительности труда, эффективности производства, ускорения  научно-технического процесса является автоматизация технологических  производств в пищевой промышленности, в том числе и молочной. Это является необходимым условием существования современного предприятия. С помощью приборов и датчиков можно управлять участком производства, уменьшив долю ручного труда и упростив наблюдение и управление технологическим процессом.

В данном курсовом проекте представлена автоматизация  отдельной линии производства молочной промышленности, в частности йогуртов – линии сквашивания йогуртового  сгустка. Также представлена функциональная схема автоматизации, алгоритм процесса и прочая документация.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание  технологического процесса

Приемка и  оценка качества. Каждую партию молока, поступающую на предприятие, необходимо контролировать ежедневно в течение 40 мин. После доставки проводят инспекцию тары/ проверку чистоты и целостности пломб, правильности наполнения, наличие резиновых колец. Под крышками фляг, определяют Т, ОП, К, Ж, Б, П, СК, ИВ, Р.     

Охлаждение молока и резервирование. Отобранное по качеству молоко после взвешивания охлаждают до 2-4°С (эта  Т применяется для продолжения бактерицидной фазы, во избежание нарастания количества бактерий, увеличение кислотности) и резервируют не более 12ч, т к возникают пороки вкуса и консистенции, а также из-за развития при этой Т психрофильной микрофлоры  и выделение ее токсинов .

Подогрев, очистка.  Очистка проводится на сепараторах-молокоочистителях, что позволяет механизировать процесс производства, увеличить степень очистки, в ходе центробежной   очистки молока удаляются  мельчайшие частицы загрязнения, в том числе частицы бактериального происхождения и нетермостойкие скоагулировавшие белковые частицы.

Оптимальная Т=40-45°С. При понижении Т повышается вязкость и падает скорость удаления исходных загрязнения. Повышение Т может привести к растворению или раздроблению механических загрязнений, и они не могут выделиться, а также может произойти вспенивание, что понижает эффективность очистки.

Нормализация в потоке на сепараторе - сливкоотделителе с нормализующим устройством (если проводится в потоке)

Приготовление смеси. Добавление в нормализованное по жиру молоко фруктово-ягодных наполнителей и пр.

Подогрев. Гомогенизация  Т=60-65°С, Р=15±2 МПА. При данной т жир находится в расплавленном состоянии и адсорбционная оболочка образуется тонкая, прочная, не тяготеющая к слипанию. При т=40-50°С эта оболочка образ. толстой, рыхлой, нестабильной, а при т выше 70-75°С фрагменты казеина, формирующие оболочку, очень активны и стремятся к агрегированию между собой - оболочка формируется неровная, шероховатая. Измельчение жировых шариков, способствующее лучшей коагуляции при сквашивании и образованию плотного сгустка.

Пастеризация  смеси. При пастеризации уничтожается вся микрофлора сырого молока, которая вызывает порчу продуктов. Сущность пастеризации - тепловая денатурация белковых частиц всех бактерий и ферментов. При подборе режимов пастеризации ориентируются на т, при которой уничтожается патогенная флора. Для производства кефира т пастеризации Т=92±2°С,t=2-8 мин или Т=  87±2°С,t=10-15мин. При данных режимах происходит агрегация:  почти полностью денатурированных частиц сывороточных белков, которые при сквашивании молока коагулируют вместе с казеином, образуя плотный сгусток, который задерживает отделение сыворотки. Денатурированные сывороточные белки принимают непосредственное участие в образовании трёхмерной сетчатой структуры сгустка.

Охлаждение до  t  закваски  t = 40 ±  2°С

Внесение  закваски 1 – 3%  лаб  на стерильное  мол, 3 - 5%  произв. на паст. мол. 

В состав  закваску входит: термофильный молочнокислый  стрептококк и молочнокислая болгарская палочка в соотношении к стрептококку 1:4-1:5.

Сквашивание и перемешивание сгустка  т = 2,5 ± 6 ч, кислотность должна составлять 75 – 80°. Окончание сквашивания определяется по вязкости и кислотности сгустка. Сгусток перемешивают 5 - 15 мин каждые 40 мин. По достижении сгустком однородной консистенции мешалку выключают на 30 – 40 мин.

Охлаждение до t=9-14°С

Фасовка. Перед началом фасовки продукт перемешивают в течение 3-5 мин. Разлив производится в стеклянную тару, бумажные пакеты или пакеты из пленки.

Хранение. Срок хранения не более 36 ч при t не выше 6°С, в т ч не более 18ч на предприятии-изготовителе.

 

 

 

 

 

 

 

Описание  процесса сквашивания и заквашивания

Пастеризованное, нормализованное и предварительно охлажденное молоко до температуры  сквашивания 40±2⁰С подается в резервуар для сквашивания при открытии клапана К1 (позиция 2). Во время подачи регулируется уровень жидкости в резервуаре по датчику LE (позиция 1). Если уровень достиг заданного, то клапан К1 закрывается.

После заполнения резервуара молоком, открывается клапан К2 (позиция 3) и начинается подача закваски. После того как датчик уровня FE (позиция 4) установил заданный уровень, клапан К2 закрывается.

Далее с пульта подается сигнал на включение привода  мешалки М (позиция 8) для равномерного перемешивания молока и заквасочного материала. Перемешивание осуществляется постоянно.

В процессе сквашивания  контролируются следующие параметры:

1. Температура смеси при помощи датчика ТЕ (позиция 5). Во время перемешивания температура смеси может подниматься, следовательно, если температура поднимется выше 42⁰С, то с пульта подается сигнал на открытие клапана К3 (позиция 6) на подачу ледяной воды в рубашку резервуара. После того как температура достигла заданного значения, клапан закрывается.
2. Кислотность смеси не регулируется, но если кислотность на выходе меньше 75-80⁰Т, то программа выдает ошибку. Кислотность контролируется с помощью датчика QE^рН (позиция 7).

Продолжительность сквашивания примерно 4±1ч. И после  истечения периода открывают  клапан К4 ручного действия (позиция 9) и в смесь вносятся наполнители  в зависимости от вида йогурта. Продолжительность перемешивания йогуртовой смеси с наполнителями 30мин. По истечении этого времени выключают мешалку М (позиция 8),  открывают клапан К5 (позиция 10) и йогуртовая смесь из резервуара сквашивания отправляется на дальнейшую обработку.

Таблица 1 –  Общее количество датчиков

№	Наименование  датчика	Тип сигнала	Обозначение	Кол-во, шт
1-1	Датчик уровня	Аналоговый	LE	1
2-1	Термометр	Аналоговый	ТЕ	1
3-1	Анализатор  кислотности	Аналоговый	QEpH	1
4-1	Расходомер	Аналоговый	FE	1
Общее количество датчиков				4