Описание технологического процесса хлебопекарного производства.

Введение
1 Технология хлебопекарного производства
1.1 Замес и образование теста
1.2 Разрыхление и брожение теста
1.2.3 Приготовление пшеничного теста опарным способом
1.2.4Разделка готового теста
1.2.5 Выпечка хлеба
1.3 Описание технологической схемы производства хлеба
2 Описание объекта управления
3. Описание точек отбора
4. Описание индивидуального контура
Заключение
Список источников

Рис. 4 - Электрическая схема датчика влажности паровоздушной смеси
Начальное напряжение, соответствующее относительной влажности исследуемой смеси, равной 0%, компенсируется мостом R3, R4, R5 и R6, питающимся напряжением 2 В от выпрямителя ВС-2, Настройка схемы осуществляется сопротивлениями R2 и R6.
В качестве вторичного прибора используется многоточечный электронный потенциометр, измеряющий относительную влажность и температуру. При этом на потенциометре устанавливается двойная шкала: одна – с градуировкой относительной влажности, а другая – с градуировкой температуры.
Регулирующее устройство потенциометра может быть использовано для автоматического управления регулирующим органом подачи пара в зону увлажнения пекарной камеры.
Другие устройства, разработанные для контроля паровлажностного режима в пекарных камерах, характеризуются относительной сложностью конструкций и требуют дальнейших исследований и доработки в целях обеспечения возможности их применения в производственных условиях.
Автоматическое регулирование температуры в пекарных камерах печей является основной и наиболее сложной задачей, связанной с автоматизацией процесса выпечки.
Сложность заключается в том, что до настоящего времени для большинства типов хлебопекарных печей еще нет данных, характеризующих их как объекты регулирования – имеются в виду статические и динамические характеристики, необходимые для выбора и расчета системы автоматического регулирования.
Статические характеристики печи определяют наличие и характер зависимостей между основными параметрами в установившемся режиме выпечки.
Динамические характеристики снимаются в переходном режиме и определяют инерционность объекта, а также наличие и степень самовыравнивания.
С учетом характеристик объекта и регулятора определяется характер переходных процессов при регулировании и их соответствие технологическим требованиям.
По своим динамическим свойствам различные конструкции печей в разной степени подготовлены к автоматическому регулированию температуры. Это обусловлено тем, что каждая печь имеет определенную емкость, инерционность, определяющую запаздывание процесса, и коэффициент самовыравнивания.
Очевидно, наиболее подготовленной к автоматизации является печь с наибольшей емкостью, наименьшей инерционностью и большим коэффициентом самовыравнивания.
Емкость и коэффициент самовыравнивания большинства типов действующих печей значительны по величине и вполне отвечают условиям, необходимым для автоматизации регулирования температуры.
Что касается инерционности, то это свойство печей зависит от их мощности, системы генерации тепла, вида обогрева пекарной камеры, конструкции ограждений (обмуровки) и некоторых других факторов.
Обязательным условием, обеспечивающим возможность автоматического регулирования температуры в пекарной камере, является механизация узла подачи топлива для сжигания в печи.
Наиболее подходящим топливом для этих условий является газообразное и жидкое.
4. Описание индивидуального контура
Хлебопекарная промышленность расходует более 2 млн. т условного топлива в год. Применение хлебопекарных печей с рациональной системой обогрева, оснащенных приборами и средствами автоматизации, позволит значительно сократить расход различных видов энергии. Поэтому в хлебопекарной промышленности взят курс на замену устаревших тупиковых печей на непрерывнодействующые сквозные (тоннельные) печи с сетчатым подом. К числу наиболее распространенных видов таких печей относится печь ПХС-25, предназначенная для широкого ассортимента хлебобулочных изделий с большим диапазоном по развесу. По своей конструктивной схеме и оформлению основных элементов печь ПХС-25 сходна со многими современными печами: имеет сквозную камеру, канальный обогрев с рециркуляцией воздуха, сетчатый под.
В сквозных туннельных печах, получивших в последние годы широкое распространение, вместо кирпично-металлических ограждений использованы каркасно-металлические с теплоизоляционным наполнителем (стекло- и шлаковата). Благодаря незначительной тепловой инерции для разогрева такой печи требуется 1-1,5 ч, поэтому они могут эксплуатироваться в одну-две смены. Конвейер, обычно изготавливаемый из пластинчатых элементов, заменен в этих печах сетчатым подом, который является менее инерционным в тепловом отношении. В туннельных печах часто применяют принцип рециркуляции греющих газов. В каналах газы, получаемые при сжигании топлива, смешиваются с рециркуляционными, которые возвращаются после обогрева пекарной камеры. Температура смеси греющих газов в каналах не превышает 550 °С. Это гарантирует долговечную работу металлических греющих каналов и позволяет основную их часть выполнять из обычной нержавеющей стали. Эти печи легко транспортируются в разобранном состоянии.
На рисунке 1 приведена упрощенная схема конвейерной хлебопекарной печи ПХС-25 с сетчатым подом размером 25 м2. Для ее обогрева используются газ или жидкое топливо, которые сжигаются в двух специальных топочных устройствах. Конвейер из стальной спирально-стержневой сетки шириной 2100 мм в пределах пекарной камеры имеет длину 1200 мм. Ведущий барабан конвейера установлен со стороны выгрузки. Натяжной механизм конвейера грузового типа. Ведомый барабан (он же натяжной) соединен с корректирующим устройством, позволяющим изменять степень натяжения правой и левой сторон сетчатого конвейера. Холостая ветвь сетчатого конвейера поддерживается опорными рамками. Для ограничения боковых смещений сетки установлены боковые ролики. Привод конвейера состоит из электродвигателя, двух ременных передач, вариатора и комбинированного редуктора, разработанного во ВНИИХПе; выходной вал редуктора соединен с валом приводного барабана парой зубчатых колес.
Рис. 1 - Автоматизация печи ПХС-25
Для очистки сетки от загрязнения (крошки, нагара) под нижней ветвью сетки со стороны выгрузки расположен щеточный механизм с индивидуальным приводом и периодическим включением. Ограждения печи блочнокаркасного типа с изоляцией из минеральной (шлаковой) ваты.
Пекарная камера представляет собой туннель шириной 2420 мм, высотой 220 мм и длиной 12 000 мм со стенками из листовой стали. В ней расположены два отдельных контура обогрева, один из которых обслуживает зону посадочной части, а другой (больший по размеру) – зону выгрузочной части печи. Каждый контур имеет топочное устройство и связанную с ним систему обогревательных каналов и перепускных газоходов. Оба топочных устройства расположены над первой половиной печи.
Топочное устройство состоит из камеры сгорания и камеры смешения. Камера сгорания представляет собой цилиндрическую муфель, выполненную из жаростойкой стали, футерованной со стороны факела горения огнеупорной массой. Цилиндр камеры сгорания примерно на половину своей длины, с некоторым зазором, входит в другой – цилиндр смешения, также выполненный из жаростойкой стали. Для охлаждения стенок камер сгорания и смешения рециркулирующий поток дымовых газов направляется через специальное окно и омывает сначала стенки камеры смешения, а потом камеры сгорания; после этого он смешивается с горячими газами в месте выхода их из камеры сгорания и поступает в систему каналов.
При автоматизации процесса выпечки должны предусматриваться управление электроприводами конвейера и вентиляторов печи, запальными устройствами для розжига печи с комплексом автоматических защит, автоматическое регулирование температуры в пекарной камере и разрежения в муфелях печи, автоматическое измерение и запись расхода пара, поступающего в пекарную камеру для увлажнения среды, и температуры среды пекарной камеры, непрерывный учет расхода газа, автоматическая контрольная и аварийная светозвуковая сигнализация при отклонениях параметров процесса выпечки от номинальных значений.
Управление электроприводами печи может осуществляться с помощью кнопочных станций, установленных по месту, и аппаратуры управления, размещенной на щите. Розжиг печи производится с помощью защитно-запальных устройств 14а и 146. Последними осуществляется также автоматическая защита от погасания факела в каждом муфеле. Кроме того, предусматривается автоматическая защита при отклонениях разрежения в муфелях печи, обеспечиваемая дифференциальными тягомерами 6а, 66 и сигнализаторами падения давления 19а, 196; при повышении температуры в муфелях осуществляемая потенциометром 17в типа КСП-4; ПрИ отсутствии циркуляции горячих газов в каналах печи реализуемая с помощью сигнальных устройств 20а, 206, 20в, 20г типа ДРПВ-2.
После розжига температура в печи доводится до заданного значения, и затем на сетчатый под подаются тестовые заготовки. В процессе выпечки осуществляется автоматическое регулирование температуры в пекарной камере. Установлено, что наилучшее качество автоматического регулирования температуры в пекарной камере обеспечивается изодромным регулятором. Для реализации этого закона регулирования используется регулирующий блок 26 типа Р12 в сочетании с дифференциатором 16 типа ДО). В качестве датчиков применяются термоэлектрические преобразователи температуры 1а и 2а типа ТХА-0515.
Схема регулирования температуры может функционировать в автоматическом и ручном режимах. Предусмотренный в схеме блок управления содержит переключатель для выбора режима 2г, кнопку дистанционного управления исполнительным механизмом 2д, надатчик регулятора 2в.
Для автоматического регулирования разрежения в муфелях печи используется изодромный регулятор. В качестве последнего применен регулирующий блок 6в типа Р12, который в сочетании с датчиками разрежения 6а и 6б — дифференциальными тягомерами ДТ-2 реализует выбранный закон регулирования и выдает управляющий сигнал исполнительным механизмам 7а и 7б типа ПР-1М. Последние соединены с заслонками, которые регулируют выпуск избытка горячих газов в атмосферу.
Для измерения и записи температуры в пекарной камере и муфелях печи используется многоточечный электронный потенциометр 5е типа КСП-2. Разрежение в муфелях печи измеряется тягомерами 9а, 9б и 10а, 10б типа ДТ-2. Для измерения давления газа в магистралях и перед горелками схемой предусмотрены приборы 27а и 28а типа МТП-ЮОД-ВУ. Для обеспечения максимальной полноты сгорания газа установлены регуляторы соотношения газ – воздух Па и 116- Учет расхода газа осуществляется счетчиком 26б типа РГ-1000-1. Расход пара, поступающего в пекарную камеру на увлажнение среды, измеряется и записывается с помощью дифманометра 126 типа ДМ-Э1 и вторичного прибора 12в типа КСУ1-021 с интегратором.
Заключение
Хлебопекарная отрасль пищевой промышленности располагает в настоящее время крупными высокомеханизированными предприятиями, отвечающими в основном по своей технической оснащенности и поточности производства требованиям автоматизации.
Хлебопекарное производство играет ведущую роль в пищевой промышленности, так как хлеб является одним из главных компонентов в рационе питания и его часто называют продуктом № 1.
Современные предприятия хлебопекарной и макаронной отраслей – это высокомеханизированные и автоматизированные производства с суточной мощностью 15-100 тонн готовой продукции. Для них характерна выработка нескольких видов продукции из разнообразного по свойствам и составу сырья на комплексно-механизированных и автоматизированных агрегатах и линиях, производимая продукция – штучная. Эти производства комплектуются оборудованием, обеспечивающим реализацию всех технологических операций, начиная с приготовления жидких ингредиентов, полуфабриката (теста) и заканчивая выходом готовой продукции из печи.
На современных хлебозаводе можно выделить три основные стадии производства: подготовительное – мучной склад (БХМ) и отделение для хранения и подготовки дополнительного сырья; основное хлебопекарное производство; склад готовой продукции, хлебохранилище и экспедиция.
Конкретные задачи и состав операций по управлению технологическими процессами хлебопекарных производств в основном определяются особенностями объектов управления.
Выпечка является важнейшим этапом технологического процесса производства хлеба и одним из основных факторов, обусловливающих качество хлебобулочных изделий.
Характер выпечки и качество продукции в значительной мере обусловливаются продолжительностью выпечки и параметрами среды пекарной камеры, к которым относятся влажность среды и температура в основных зонах пекарной камеры.
Для разных сортов хлебобулочных изделий требуется различная продолжительность выпечки и соответствующий температурный и паровлажиостный режим в пекарной камере. Поэтому для строгого соблюдения режима выпечки необходимо иметь возможность регулировать указанные параметры в определенных пределах.
Отечественная хлебопекарная промышленность оснащена большим количеством разнообразных печей, отличающихся своей конструкцией, назначением, системой обогрева, производительностью и другими факторами. Каждому из существующих видов печей соответствуют свои характерные, свойства, обусловливающие возможность регулирования параметров, от которых зависит процесс выпечки.
Хлебопекарная промышленность расходует более 2 млн. т условного топлива в год. Применение хлебопекарных печей с рациональной системой обогрева, оснащенных приборами и средствами автоматизации, позволит значительно сократить расход различных видов энергии. Поэтому в хлебопекарной промышленности взят курс на замену устаревших тупиковых печей на непрерывнодействующие сквозные (тоннельные) печи с сетчатым подом. К числу наиболее распространенных видов таких печей относится печь ПХС-25, предназначенная для широкого ассортимента хлебобулочных изделий с большим диапазоном по развесу.
Высокие темпы развития пищевой промышленности требуют интенсивного внедрения новой техники, передовой технологии и прогрессивных методов организации производства. Проводимые в настоящее время работы по механизации и автоматизации производственных процессов в хлебопекарной промышленности должны способствовать более рациональному использованию материальных и денежных средств, затрачиваемых в процессе производства продукции.
Факторы повышения экономической эффективности автоматизации в пищевой промышленности очень разнообразны. В современных условиях добиться экономической эффективности автоматизации только за счет уменьшения численности обслуживающего персонала в ряде случаев не удается, так как современные заводы, цехи, отделения, участки обслуживаются сравнительно малым количеством людей. Более того, введение автоматических систем может увеличить численность обслуживающего персонала. Поэтому к факторам повышения экономической эффективности можно отнести следующие: повышение качества продукции, снижение расходов сырья и различных видов энергии, сокращение отходов производства, повышение ритмичности производства, повышение производительности труда, увеличение объема выпускаемой продукции, улучшение условий труда обслуживающего персонала за счет исключения работ на вредных, опасных для жизни и здоровья людей участках производства.
Результатом автоматизации производственных процессов должен быть определенный экономический эффект, основными показателями которого являются:
повышение производительности труда;
снижение себестоимости продукции;
удельная величина капитальных затрат;
срок окупаемости капитальных затрат;
улучшение качества продукции.
Кроме основных показателей, для более детальной оценки внедрения мероприятий по автоматизации используется ряд дополнительных показателей. К ним относятся:
выработка продукции на 1 м2 производственной площади;
снижение удельных расходов сырья;
уменьшение удельных расходов топлива, электроэнергии, вспомогательных материалов и т. п.
Наряду с приведенными показателями следует учитывать влияние автоматизации на такие факторы, как улучшение и облегчение условий труда, улучшение санитарной культуры производства и др.
Таким образом, автоматизация способствует интенсификации пищевых производств, дает существенный экономический эффект.
Список источников
Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. СПб, Профессия, 2002, 385 с.
Апет Т.К. Пашук З.Н. Хлеб и булочные изделия (технология приготовления, рецептцра, выпечка): Спр. Пособие;. – Мн.: ООО «Попурри», 1997. – 320 с.
Технология пищевых производств/Л.П. Ковальская, И.С. Шуб, Г.М. Мелькина и др.; Под ред. Л.П. Ковальской. – М.: Колос, 1999. – 752 с.
Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в пищевой промышленности / Л. А, Широков, В. И. Михайлов, Р. 3. Фельдман и др.; под ред. Л. А. Широкова.-М.: Агропромиздат, 1986,-311 с.
Основы автоматизации технологических процессов пищевых производств/ В. Ф. Яценко, В. А. Соколов, Л. Б. Спивакова и др. Под ред. В. А. Соколова.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.- 400 с.
Благовещенская, М. М. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Учеб. для вузов/М. М. Благовещенская, Л. А. Злобин.– М.: Высш. шк., 2005.- 768 с: ил.
Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. СПб, Профессия, 2002, 385 С.
Апет Т.К. Пашук З.Н. Хлеб и булочные изделия (технология приготовления, рецептцра, выпечка): Спр. Пособие;. – Мн.: ООО «Попурри», 1997. – 320 с.
Технология пищевых производств/Л.П. Ковальская, И.С. Шуб, Г.М. Мелькина и др.; Под ред. Л.П. Ковальской. – М.: Колос, 1999. – 752 с.
Апет Т.К. Пашук З.Н. Хлеб и булочные изделия (технология приготовления, рецептцра, выпечка): Спр. Пособие;. – Мн.: ООО «Попурри», 1997. – 320 с
Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в пищевой промышленности / Л. А, Широков, В. И. Михайлов, Р. 3. Фельдман и др.; под ред. Л. А. Широкова.-М.: Агропромиздат, 1986,-311 с
Основы автоматизации технологических процессов пищевых производств/ В. Ф. Яценко, В. А. Соколов, Л. Б. Спивакова и др. Под ред. В. А. Соколова.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.- 400 с.
Благовещенская, М. М. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Учеб. для вузов/М. М. Благовещенская, Л. А. Злобин.– М.: Высш. шк., 2005.- 768 с: ил.
Благовещенская, М. М. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Учеб. для вузов/М. М. Благовещенская, Л. А. Злобин.– М.: Высш. шк., 2005.- 768 с: ил.
Основы автоматизации технологических процессов пищевых производств/ В. Ф. Яценко, В. А. Соколов, Л. Б. Спивакова и др. Под ред. В. А. Соколова.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.- 400 с.
40