Автоматизация работы резервуара для сквашивания молока

Министерство  образования и науки   Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления»

Кафедра «Автоматика и электрооборудование промышленных предприятий »

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая  на тему:

«Автоматизация  работы резервуара для сквашивания  молока»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил : Цыретарова Ц-Д

229 группа

Проверил : Зубрицкий Э.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Улан-Удэ

2012

Содержание

Введение  …………………………………………………………………………………3

I. Описание  принципиальной схемы кипятильника типа КНЭ 50 …………………..4

II. Описание элементов схемы…………………………………………………………..5

2.1 Катушки……………………………………………………………………………5

2.2 Предохранители…………………………………………………………………..8

2.3 Трансформаторы  …………………………………………………………………11

2.3.1 Автотрансформаторы…………………………………………………..15

2.3.2 Трансформаторы  тока…………………………………………………..15

2.3.3 Трансформаторы  напряжения………………………………………….16

2.3.4 Импульсивный  трансформатор………………………………………...16

2.3.5 Разделительный  трансфрматор…………………………………………16

2.3.6 Пик-трансформатор……………………………………………………..17

2.4 Диоды………………………………………………………………………………17

2.5 Магнитные  пускатели…………………………………………………………….19

      IV. Описание резервуара для скашивания молока………………………………………33

      Заключение ………………………………………………………………………………..35

      Список использованной  литературы…………………………………………………….36

 

 

 

Введение

 

Кисломолочные продукты — это молочные продукты, вырабатываемые сквашиванием молока или сливок чистыми культурами молочнокислых бактерий с добавлением или без добавления дрожжей и уксуснокислых бактерий. Кисломолочные продукты относятся к продуктам биотехнологии.

Кисломолочные продукты объединены в  три основные группы: кисломолочные  напитки;сметана; творог и творожные изделия. Эти продукты играют особую роль в питании, так как кроме высокой пищевой ценности имеют большое лечебно-профилактическое значение.

Кисломолочные напитки по характеру брожения подразделяют на две группы: напитки, получаемые путем только молочнокислого брожения (простокваши, ацидофильное молоко, йогурт и др.), и напитки, вырабатываемые в результате смешанного молочнокислого и спиртового брожения (кефир, кумыс, ацидофильно-дрожжевое молоко и др.).

Кисломолочные напитки в диетическом  отношении еще более ценны, чем  молоко, так как обладают высокими лечебно-профилактическими свойствами и еще большей усвояемостью.

Высокая усвояемость кисломолочных  напитков (по сравнению с молоком) является следствием их воздействия  на секреторно-эваку-ационную деятельность желудка и кишечника, в результате чего железы пищеварительного тракта интенсивнее выделяютферменты, которые ускоряют переваривание пищи.

Диетические и лечебные свойства кисломолочных  напитков во многом объясняются благоприятным  воздействием на организм человека молочнокислых  бактерий и веществ, образующихся в  результате их жизнедеятельности при  сквашивании молока (молочной кислоты, углекислого газа, спирта, витаминов, антибиотиков и др.).

Усвояемость кисломолочных напитков повышается за счет частичной пептонизации в нихбелков, т. е. распада их на более простые соединения. Кроме того, в продуктах, полученных в результате смешанного молочнокислого и спиртового брожения, белковый сгусток пронизывают мельчайшие пузырьки углекислого газа, благодаря чему он более доступен воздействию ферментов пищеварительного •тракта.

Кисломолочные напитки обладают приятным, слегка освежающим и острым вкусом, возбуждают аппетит и тем самым  улучшают общее состояние организма. Кисломолочные напитки, полученные спиртовым брожением, обогащенные  незначительным количеством спирта и углекислотой, улучшают работу дыхательных и сосудодвигательных центров, слегка возбуждают центральную нервную систему. Все это повышает приток кислорода в легкие, активизирует окислительно-восстановительные процессы в организме.

Установлено, что в результате молочнокислого и спиртового брожения содержание большинства  основных витаминов в кисломолочных напитках возрастает. Поэтому при регулярном употреблении их в пищу укрепляется нервная система.

Лечебные свойства кисломолочных  напитков основаны на бактерицидном  действии молочнокислых микроорганизмов  и дрожжей по отношению к возбудителям некоторых желудочно-кишечных заболеваний, туберкулеза и других болезней, а  также на благотворном влиянии на организм веществ, входящих в состав этих продуктов. Бактерицидные свойства кисломолочных напитков связаны  с антибиотической активностью  развивающихся в них бактерий и дрожжей, которые в результате жизнедеятельности вырабатывают следующие  антибиотики: низин, лактолин, диплококцин, стрептоцин и др. Эти антибиотики оказывают на некоторые микроорганизмы бактерицидное (убивают) и бактериостатическое (подавляют жизнедеятельность) действие.

 

1. Описание  принципиальной схемы автоматизации резервуара для сквашивания молока

Технологический процесс производства кисломолочных  продуктов состоит из четырех  самостоятельных операции: приготовление  производственной закваски, подготовление молока к сквашиванию, сквашивание молока и фасования продукта.

Подготовленным  для автоматизации является процесс, основанный на резервуарном способе  производства кисломолочных напитков. Молоко после охлаждения в пастеризационно- охладительной установке до 23± 2° С поступает в резервуары для кисломолочных напитков, куда одновременно из заквасочного отделения насосом подается производственная закваска. Заквашенное молоко в резервуаре непрерывно перемешивается мешалкой в течении заданного времени. После отключения мешалки продукт сквашивается до рН 4,5±0,05, охлаждается подаваемой в рубашку резервуара холодной водой и перемешивается мешалкой по заданной программе. По достижении  температуры 15±1° С продукт готов для фасования, мешалку выключают подачу охлаждающей воды. кисломолочные напитки фасуют на механизированных линиях как в стеклянную тару, так и в бумажные пакеты.

На рисунке  показана схема автоматизации резервуара для сквашивания молока. Для заполнения резервуара молоком оператор с помощью ключа SA1через промежуточный электропневмоклапан 1-1 переходит в трехходовой пневмодвигатель 1-2 в режим заполнения резервуара.

Уровень продукта в резервуаре контролируется кондуктометрическим  сигнализатором уровня (2-4) с тремя  датчиками: нижнего 2-1, среднего2-2, и  верхнего 2-3 уровней. По достижении продуктом  датчика среднего уровня сигнализатор включает электродвигатель мешалки и реле времени 4-1, которое, в свою очередь, включает на определенное время электродвигатель насоса- дозатора закваски.

Системой  автоматизации предусмотрена блокировка включения мешалки при открытой крышке люка резервуара от микропереключателя 3-1.

После заполнения резервуара от датчика верхнего уровня сигнализатора уровня отключается  мешалка и включается программное  устройство(5-1). Программное устройство включает систему контроля кислотности  продукта в резервуаре, состоящую  погружного датчика (6-1), высокоомного электронного преобразователя (6-2) и автоматического самопишущего потенциомерта 1300 с контактным устройством 6-3. Одновременно по заданной программе командное устройство включает и отключает мешалку.

По достижении заданного рН продукта контактное устройство потенциомерта включает через промежуточного пневмоэлектроклапан 7-1 пневмоклапан подачи холодной воды в рубашку резервуара 7-2 и систему контроля температуры, состоящую из термометра сопротивления 8-1 и логометра с контактным устройством 8-2.

После достижения заданной температуры контактное устройство логометра отключает командный  прибор, включает мешалку, закрывает  клапан подачи холодной воды переводят  клапан 1-2 на выпуск продукта из резервуара и включает звонок НА1, сигнализирующий об окончании процесса сквашивания.

После снижения уровня ниже датчика среднего уровня отключается электродвигатель мешалки, а после опорожнения резервуара клапан 1-2 переводится в положение  на заполнение- резервуар подготовлен к последующей мойке.

На время  мойки блокируются все системы  автоматизации сквашивания, сама система  мойки в данном разделе не рассматривается.

 

II. Описание элементов схемы

2.1 Катушки

Для создания катушек индуктивности используется эффект взаимодействия магнитного поля и переменного тока. Коэффициент  пропорциональности между переменным напряжением и током с учетом частоты ω имеет смысл реактивного сопротивления jωL, где L – коэффициент пропорциональности. Для увеличения индуктивности провод, по которому протекает ток, наматывают в виде катушки. При этом добавляется взаимная индуктивность между витками и индуктивное сопротивление, т. е. значение L увеличивается. Индуктивность является основным параметром катушки.

Катушки используются в РЭА как дроссели для перераспределения  переменного тока по цепям и создания индуктивной связи между цепями. При их использовании вместе с  конденсаторами образуются колебательные  контуры, входящие в состав фильтров и генераторов высокочастотных  колебаний. Следует подчеркнуть, что  под катушками индуктивности  будем понимать те индуктивные элементы, которые работают в диапазоне  радиочастот примерно  от 100 кГц  и выше.

Для классификации  радиочастотных индуктивных элементов  можно использовать разные признаки: наличие или отсутствие сердечника, характер намотки – однослойная (с шагом или без шага) или  многослойная (рядовая, универсальная, внавал), рабочую частоту, количество обмоток, наличие или отсутствие каркаса, наличие или отсутствие экрана  и т.д.

Катушка индуктивности  – катушка из провода с изолированными витками; обладает значительной индуктивностью при относительно малой емкости  и малом активном сопротивлении. Предназначена для накопления магнитной  энергии, разделения или ограничения  электрических сигналов различной  частоты и т. д. Индуктивность  катушки индуктивности определяется линейными размерами катушки, числом витков обмотки и магнитной проницаемостью окружающей среды и проводников; изменяется от десятых долей мкГн до десятков Гн. Другие основные параметры катушки индуктивности: добротность Q(отношение индуктивного сопротивления к активному), собственная емкость, механическая прочность, габаритные размеры, масса.

В зависимости  от конструкции катушки индуктивности  делятся на каркасные и бескаркасные, одно- и многослойные, экранированные и неэкранированные, с магнитными сердечниками (с ферритовыми сердечниками) и без них (рис. 4). Важное достоинство катушек индуктивности с сердечниками – возможность подстройки (изменение индуктивности катушки индуктивности в определенных пределах путем изменения параметров сердечника). Катушки индуктивности применяются в качестве одного из основных элементов электрических фильтров и колебательных контуров, накопителя электрической энергии и др.

Рисунок 4а  – Цилиндрическая однослойная катушка  индуктивности

Рисунок 4б  – Тороидальная многослойная катушка индуктивности с сечеием – квадрат

Рисунок 4в  – Катушка индуктивности с  цилиндрическим сердечником (броневая)

 

Рисунок 4г  – Катушка индуктивности с  П-образным сердечником

Рисунок 4д  – Образцовая индуктивность на керамическом тороиде

Рисунок 4е  – Вариометр – катушка с  регулируемой индуктивностью и поступательным перемещением сердечника

1 - обмотка;

2 - каркас;

3 - сердечник;

Рисунок 4ж  – Вариометр с вращающимся  сердечником

1 – ротор;

2 – статор;

 

2.2 Предохранитель

Плавкий предохранитель — это коммутационный электрический элемент, предназначенный  для отключения защищаемой цепи путем  расплавления защитного элемента. Изготовляют  плавкие элементы из свинца, сплавов свинца с оловом, цинка, меди. Предназначены для защиты электрооборудования и сетей от токов короткого замыкания и недопустимых длительных перегрузок.

Режимы работы предохранителя

Работа предохранителя протекает  в двух резко различающихся режимах: в нормальных условиях; в условиях перегрузок и коротких замыканий.

Первый этап — работа в штатном режиме сети. В нормальных условиях нагрев плавкого элемента имеет характер установившегося процесса, при котором все выделяемое в нем количество теплоты отдается в окружающую среду. При этом, кроме элемента, нагреваются до установившейся темпера туры и все другие детали предохранителя. Эта температура не должна превышать допустимых значений.

Силу тока, на которую рассчитан  плавкий элемент для длительной рабо  ты, называют номинальной силой тока плавкого элемента (1_Ном)- Она может быть отлична от номинальной силы тока самого предохранителя. Обычно в один и тот же предохранитель можно вставлять плавкие элементы на раз личные номинальные значения силы тока.

Номинальная сила тока предохранителя, указанная на нем, равна наибольшему значению тока плавкого элемента, предназначенного для данной конструкции предохранителя. При номинальной силе тока избыточное количество теплоты вследствие теплопроводности материала элемента успевает распространиться к более широким частям, и весь элемент практически нагревается до одной температуры.