Автоматизация пастеризации молока

К существенным недостаткам существующей пастеризационной установки, значительно усложняющим работу обслуживающего персонала и негативно влияющим на производительность и качество технологического процесса, следует отнести следующее:

• дроссельное регулирование подачи молока и теплоносителей, что приводит к нерациональным расходам электроэнергии;
• отсутствие системы автоматического поддержания заданной температуры молока в предусмотренных технологическим процессом пределах;
• отсутствие перепускного клапана для оперативного переключения технологических контуров в аварийных режимах;
• отсутствие электрифицированных задвижек для регулирования количества воды, пара и молока в зависимости от потребностей технологического процесса;
• отсутствие системы управления верхнего уровня, обеспечивающей автоматический режим работы пастеризационной установки;
• отсутствие системы визуализации и диспетчерского контроля над технологическим процессом.

Модернизация пастеризационной установки направлена на устранение перечисленных недостатков, обеспечения качества технологического процесса, повышения надежности и снижения расходов на обслуживание оборудования.

В результате реализована система автоматического поддержания заданной температуры молока в предусмотренных технологическим процессом пределах.

Пастеризатор-охладитель молока представляет собой пластинчатый теплообменник из трех секций, подогреваемый горячей водой и паром (смотреть рисунок в конце текста). Горячая вода готовится при помощи пара в специальном контуре, к которому относится первая секция теплообменника с электронасосом № 1 для транспортировки воды (0, 75 кВт, 3х380 В). Горячая вода накапливается в емкости для горячей воды. Пар подается из котельной к теплообменнику с помощью соответствующей задвижки. Сырое молоко подается в пастеризатор электронасосом №1, где нагревается до заданной температуры и поступает в танк для пастеризации молока. Готовое пастеризованное молоко подается в охладитель с помощью насоса №2 для последующего охлаждения молока и выдачи его в цех. Мощность электродвигателей насосов составляет 0, 75 кВт. Особенностью процесса является то, что для охлаждения пастеризованного молока вместо холодной воды используется сырое молоко, которое при этом предварительно нагревается. При завершении подачи сырого молока охлаждение пастеризованного молока осуществляется холодной водой.

Система управления построена на базе двух измерителей-регуляторов температуры Owen ТРМ-210 с интерфейсом RS-485, преобразователя частоты Lenze ESMD 0, 75 кВт, электропривода DWYER EVA2 с регулирующим седельным клапаном DWYER GV-324.

Для подключения измерителей-регуляторов к персональному компьютеру использован адаптер интерфейса RS485/USB АС4 компании Owen, питание которого осуществляется от шины USB персонального компьютера.

В качестве датчиков температуры использованы погружные термопреобразователи сопротивления ТСМ компании ТЕРА, рассчитанные на трехпроходную схему соединения с измерительной аппаратурой.

В автоматическом режиме работы осуществляется:

• стабилизация заданной температуры пастеризации путем пропорционального уменьшения/увеличения расхода нагреваемого молока средствами частотно-регулируемого электропривода насоса №1;
• стабилизация заданной температуры выдаваемого насосом №2 пастеризованного молока путем пропорционального увеличения/уменьшения подачи пара во второй контур теплообменника с помощью управляемой задвижки;
• регистрация данных.

Для регистрации и визуализации тепловых процессов на ПК, кроме стандартной программы-конфигуратора Owen, используется дополнительное программное обеспечение, созданное в пакете Labview. Программа-регистратор осуществляет опрос измерителей-регуляторов с заданной частотой и на основе этих данных строит график изменения температуры. С началом процесса регистрации программа автоматически создает файл, где информация хранится в виде массива данных в формате Excel. Кроме того, программа обеспечивает основные функции управления: запуск / остановка регулирования и изменение уставок с рабочего места оператора. Интерфейс данной программы представлен на рисунке.

Автоматизированная система дозирования муки
Представленная система позволяет в автоматическом режиме осуществлять расфасовку продукции из крупнотоннажных хранилищ-танков в тару, пригодную для транспортировки, хранения и продажи оптом или в розницу