Общая характеристика работы - Совершенствование процесса аппаратурно-технологической стабилизации влажности при производстве сливочного масла способом непрерывного сбивания

Актуальность работы.

В технологических процессах производства сливочного масла основным параметром, определяющим качество готового продукта и степень использования исходного сырья при оптимальном уровне производительности оборудования и энергозатрат, является содержание влаги в готовом продукте. Высокая производительность современных линий по производству масла в сочетании с ростом производства сливочного масла в России, вырабатываемого способом непрерывного сбивания сливок (более 80 тыс. т в год) обуславливают необходимость повышения качества стабилизации влажности масла в технологическом потоке.

Существующие способы стабилизации влажности предусматривают внесение стабилизирующих воздействий в операторном или автоматизированном режимах, как правило, по каналам изменения частоты вращения мешалки сбивателя и подачи нормализующего компонента.

Однако применение таких систем, имеющих технологические и аппаратурные ограничения по диапазону управляющих воздействий, характеризуется повышенным временем запаздывания и амплитудой отклонений параметра влажности готового продукта в процессе стабилизации, что приводит к выпуску готового продукта с ненормированным содержанием влаги. Это особенно проявляется в переходном режиме работы маслоизготовителя, связанном с подключением очередного сливкосозревательного резервуара со сливками, отличающимися физико-химическими параметрами, которые могут обусловить отклонение влажности готового продукта до ±4% от номинального значения. Отмеченные условия возникновения переходного режима в работе маслоизготовителя обусловлены, как правило, нестабильностью технологических параметров исходного сырья из-за снижения в настоящее время количества крупных производителей сырья. В этом режиме работы маслоизготовителя существующие системы могут завершить процесс стабилизации влажности готового продукта за период времени до 3-5 минут при значительной амплитуде ее отклонения и при этом могут потребоваться режимы работы каналов стабилизации вне технологически рекомендованных пределов. За это время маслоизготовитель при производительности 1000 кг/час производит до 80 кг масла с ненормированным содержанием влаги, а поскольку он является аппаратом, в котором завершается процесс формирования влажности, отсутствует возможность исправления брака.

Отмеченное выше обусловило необходимость разработки решений, связанных с оперативной и качественной стабилизацией влажности сливочного масла в процессе его производства, что и определяет актуальность настоящей работы.

Целью настоящей работы является совершенствование процесса аппаратурно-технологической стабилизации влажности в переходных режимах работы маслоизготовителя, обеспечивающей оперативное внесение стабилизирующих воздействий, направленных на сокращение времени стабилизации влажности и снижение величины отклонения влажности. При этом в условиях возникновения повышенных возмущающих воздействий обеспечивается работа каналов внесения стабилизирующих воздействий в технологически разрешенных пределах.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

    - анализ аппаратурно-технологических факторов процесса производства сливочного масла с точки зрения вида, характера потенциальной управляемости и уровня влияния на формирование влажности готового продукта; - формирование многоканальной системы стабилизации влажности сливочного масла с внесением управляющих воздействий по величине отклонения влажности масла от номинального значения, обеспечивающей повышение качественных показателей процесса стабилизации; - разработка математической модели процесса формирования влажности готового продукта, ориентированной на предвычисление ожидаемого значения влажности масла и вычисление величины управляющих воздействий с дифференцированным выбором сочетаний каналов управления с учетом технологически разрешенных пределов; - разработка структуры и алгоритма управления системы стабилизации влажности сливочного масла, обеспечивающих функционирование многоканальной системы управления, включающей стабилизацию влажности по предвычисляемым и текущим ее отклонениям в условиях работы каналов стабилизации в аппаратурно и технологически разрешенных пределах.

Научная новизна работы заключается в следующем:

Определены основные аппаратурно-технологические факторы, формирующие влажность сливочного масла с учетом оценки возможности их потенциальной управляемости и уровня влияния на стадиях созревания сливок и маслоизготовления.

Предложен способ стабилизации влажности масла с подключением дополнительного канала управления температурой сливок, поступающих на сбивание, обеспечивающего повышение суммарного уровня стабилизирующего воздействия и снижающего, тем самым, время стабилизации и величину отклонения влажности в переходном режиме.

Предложена процедура предвычисления ожидаемого отклонения влажности масла, обусловленного внешними неуправляемыми возмущающими воздействиями, при подключении очередного сливкосозревательного резервуара.

Разработана математическая модель процесса формирования влажности, обеспечивающая предвычисление ожидаемого отклонения влажности масла с учетом воздействия управляемых и неуправляемых факторов на стадиях созревания сливок и маслоизготовления.

Предложена многоканальная структура и разработан алгоритм управления, обеспечивающие стабилизацию влажности в операторном (автоматизированном) режиме по соответственно текущему или предвычисляемому значению влажности в условиях работы каналов управления в технологически разрешенных пределах.

Похожие статьи




Общая характеристика работы - Совершенствование процесса аппаратурно-технологической стабилизации влажности при производстве сливочного масла способом непрерывного сбивания

Предыдущая | Следующая