Технология производства томатной пасты

Первый аппарат (рис. 1.2.1.) работает по принципу падающей пленки продукта. Продукт насосом 9 подается в верхнюю камеру испарителя 1 и там при помощи решетки равномерно распределяется над всей трубной плитой. Затем в виде тонкой пленки продукт стекает вниз по внутренней поверхности трубок и вследствие испарения влаги концентрируется. Сконцентрированный

продукт выходит из нижней части  испарителя и вместе со вторичными парами попадает в сепаратор 2; здесь продукт отделяется от паров и насосом 3 перекачивается во второй аппарат или насосом 8 снова подается на выпаривание в испаритель первого аппарата.

Вторичные пары из сепаратора первого  аппарата частично направляются в испарители второго 4 и третьего 5 аппаратов; другая часть этих паров увлекается и  сжимается острым паром давлением 0,5-0,6 Мн/м² (5-6 кГ/см²) в пароструйном тепловом насосе 6 первого аппарата; затем эти пары используются в испарителе того же аппарата. Во втором аппарате продукт движется так же, как и в первом (сверху вниз в виде падающей пленки); в испарителе 5 третьего аппарата продукт перемещается снизу вверх насосом 7.

Режим работы выпарной установки приведен в табл. 1.2.

Томатная пульпа концентрируется  до 30% сухих веществ в.*. количестве 1,11 - 1,25 кг/сек (4000-4500 кг/ч). Для конденсации  вторичных паров после второго  и третьего аппаратов используется полубарометрический конденсатор; для удаления воздуха из конденсатора и создания в нем разрежения применены пароструйные эжекторные вакуум-насосы.

1.3 Формулирование условий, при которых возможно и целесообразно реализовывать технологический процесс

В вакуум выпарной установки является крайне не желательным выход основных технологических параметров за зоны допуска. Так к подгоранию продукта может привести превышение регламентов  по температуре, падение уровня и  не поддержание достаточной глубины  вакуума во всех корпусах установки, что является крайне не желательным. А выходная концентрация является прямым показателем качества готовой продукции.

1.4 Анализ объекта с позиции автоматизации

Для получения томат-пасты с 30%-ным содержанием сухих веществ применяются многокорпусные выпарные установки (двух- и трехступенчатые). АСУ такой установкой рассмотрим на примере прогрессивной высокопроизводительной трехкорпусной установки, функциональная схема которой изображена на рис. 1.4.1.

Рис. 1.4.1. Функциональная схема АСУ 3-корпусной установки

АФ трехкорпусной выпарной установки (рис. 1.4.1.) сводится к следующему. С линии первичной обработки томатов сок, предварительно подогретый до 80 °С, подается в испаритель I первого корпуса. В подогреватель II этого корпуса поступает острый пар 2, нагревающий сок до температуры 90…95° С. В первом корпусе сок уваривается до концентрации 8…9% и направляется под давлением в концентратор III второго корпуса. В подогреватель IV этого корпуса поступает соковый пар из первого корпуса, обеспечивая процесс выпаривания при температуре 40…45° С. Циркуляция уваривания массы обеспечивается насосом H1. Из второго корпуса полуконцентрат подается насосом Н2 в подогреватель VI третьего корпуса. Здесь уваривание продукта происходит при температуре 40… 45 °С, поддерживаемой теплом сокового пара второго корпуса. При достижений продуктом концентрации 30% насос Н4 откачивает готовую томат-пасту из концентратора V на расфасовку. В том случае, если концентрация томат-пасты будет меньше заданной, она возвращается в концентратор V для дальнейшего, уваривания. Соковый пар из второго и третьего корпусов поступает в конденсатор VII.

В системе предусмотрены: стабилизация уровня во всех концентраторах (3, 7, 14) изменением подачи продукта в них (4, 8, 15); стабилизация концентрации на выходе из третьего корпуса (18); управление температурой нагрева  сока в первом корпусе (1) с выходом  на управление расходом пара (2), подаваемого  в подогреватель первого корпуса; сигнализация о давлении в концентраторах (6, 12, 13) и сигнализация о нижнем уровне в концентраторе I (3) с выходом  на аварийную АБ по подаче пара (2г) выборочная информация о температурах поступающего сока (22), сока во втором и третьем корпусах (20, 21), конденсата в конденсаторе (22); информация о температуре сока в конденсаторе I (1), уровнях сока в корпусах, давлении острого пара (6); информация о концентрации готового продукта (18).

2. Расчет нормирующего  преобразователя

преобразователь томат паста технологический

Измерение разрежения во втором корпусе. Датчик мембранный вакуометр с реостатным выходом 0…200 (Ом).Диапазон измерения датчика(ПП) и (НП) -50…50кПаи выходной сигнал (НП) 0…10В.

Разработка структурной схемы  устройства.

Преобразователи сопротивления удаленного датчика в напряжение постоянного  тока может использоваться, например, при измерении давления. Так как  датчик является удаленным и подключается с помощью довольно длинных линий  связи, возникает необходимость  исключения погрешности от изменения  их сопротивления (например при изменении температуры окружающей среды). Также необходимо исключить влияние наводок и помех, возникающих в соединительных проводах. Для решения этих задач существует несколько вариантов подключения удаленного датчика. Рассмотрим две наиболее распространенные схемы подключения удаленного датчика:

2.1 Трехпроводная (мостовая  схема)

Рис. 2.1.1. Мостовая схема преобразования сопротивления в напряжение

 

В мостовой схеме преобразуется  неравновесия мостовой резистивной  цепи в напряжение. Для уменьшения погрешности от изменения сопротивления  соединительных проводов они включены в противоположные плечи измерительного моста. Поэтому, если учесть то, что  сопротивление проводов изменяется примерно одинаково, влияние линий  связи практически полностью  компенсируется.

Недостатками такой схемы является нелинейность преобразования, отсутствие компенсации наводок, необходимость  стабилизированного напряжения питания  моста. Преимуществом схемы является наличие всего трех соединительных линий.

2.2 Четырехпроводная схема (с источником опорного тока)

Рис. 2.2.1. Четырехпроводная схема преобразования сопротивления в напряжение (с опорным источником тока)

При использовании такой схемы  через две линии связи на измеряемое сопротивление подаётся стабилизированный  ток, в результате на нем возникает  падение напряжения, зависящее от сопротивления датчика. Так как  источник тока стабилизирован, то ток, протекающий через датчик не зависит от сопротивления линий R_Л1 и R_Л2. Через соединительные линии R_Л3 и R_Л4 падение напряжение поступает на операционный усилитель в дифференцирующем включении. Сопротивление линий R_Л3 и R_Л4 не влияет на точность измерения, так как входное сопротивление усилителя значительно больше сопротивления линий. В результате изменение выходного напряжения пропорционально изменению сопротивлению датчика.

Преимуществами схемы заключаются  в линейности преобразования, практически  полная независимость выходного  сигнала от изменения сопротивления  соединительных проводов, подавление наводок на соединительные провода R_Л3 и R_Л4, так как операционный усилитель в дифференциальном включении не усиливает синфазный сигналы, которыми являются большинство наводок и помех (так как линии связи проходят в одинаковых условиях).

Таким образом, второй вариант имеет  преимущества перед первым (линейность преобразования, подавление наводок). Поэтому в проектируемом преобразователе  будет использоваться именно такая  схема преобразования сопротивления  в напряжение.

2.3 Структурная схема проектируемого  устройства

Рис. 2.3.1. Структурная схема

 

Описание структурной схемы:

Датчик подключается к источнику  постоянного тока (I₀ = 4 мА). В зависимости от сопротивления изменяется падение напряжения на датчике:

Датчик подключен к дифференциальному  усилителю, который усиливает напряжение до значений 0…10В (K_UДУ = 12.5).

2.4 Разработка принципиальной электрической схемы

Рис. 2.4.1.1. Электрическая схема источника постоянного тока

Как видно на схеме, в источник постоянного  тока входит источник опорного напряжения +10 В, представляющий собой делитель напряжения, состоящий из резистора R1 и стабилитрона. Выбираем стабилитрон с параметрами:

Параметр	Значение
Uстном	10 В
Uстmin	9,0 В, %*
Uстmax	11 В, %*
Iстmax	13 мА
Iстmin	0,5 мА
Pmax	125 мВт
Iст	4 мА
rстmax	40 Ом

Рассчитываем значение сопротивления  резистора R₁:

Стабилизированное напряжение подается на вход усилителя с выходом по току. При этом напряжение на нагрузке будет равно:

Для того чтобы напряжение на нагрузке изменялось прямо пропорционально  сопротивлению нагрузки (что и  обеспечивает постоянство тока нагрузки), нужно чтобы выполнялось условие:

Тогда, после простых преобразований получим:

Выбираем резистор с номинальным  сопротивлением 8 кОм, резистор с номинальным  сопротивление 100 кОм. Тогда Резистор будет иметь сопротивление 200 Ом, резистор - 7.8 кОм, резистор кОм.

2.5 Расчет дифференциального усилителя

Рис. 2.5.1. Электрическая схема дифференциального усилителя

Дифференциальный усилитель усиливает  напряжение до значений

0….10 (K_UДУ = 12.5). Таким образом:

Примем . Тогда . При дифференциальном включении операционного усилителя выполняются следующие равенства:

Рис. 2.5.2. Статическая характеристика Uвых(Rвх)

Заключение

В данной работе был рассмотрен участок  технологического процесса приготовления  концентрированной 30% томат пасты, и  в качестве объекта автоматизации  был выбран технологический агрегат - двухкорпусная прямоточная ВВУ  «Сифаль». Представлено общее описание технологического процесса и составлена блок-схема технологического процесса. Проанализирован опыт автоматизации участка процесса и предложены пути повышения эффективности управления. В качестве одного из способов рассматривалось построение системы оптимального управления. Также представлена аппаратная реализация взаимодействия схемы автоматизации на базе микропроцессорного контроллера с объектом автоматизации.

Список литературы

1. Основы промышленной электроники.  Под ред. Герасимова В.Г.М., Высшая, школа, 1978.

2. Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности. М., Пищевая промышленность, 1973.

3. Романов В.А. Автоматизация типовых производственных процессов. М.-Л., Энергия, 1964.

4. Скобло Д.И., Глыбин И.П. Автоматический контроль и регулирование процессов пищевых производств. Киев, Теска, 1974.

5. Сурган Г.А. Основы автоматизации технологических процессов консервного производства. М., Пищевая промышленность, 1973.

6. Утанский В.С. Автоматизация холодильных машин и установок, М., Пищевая промышленность, 1973.

7. Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы. Б.Л. Флауменбаум, Е.Г. Кротов, А.Ф. Забегал

 

Введение………………………………………………………………………….	3
1 Характеристика томатов………………………………………………………	4
2 Технология  производства томатного сока………...…………………………	9
3 Характеристика томатного сока  и его целебные свойства………………..	13
4 Контроль качества готовой продукции……………………………………..	18
Заключение ………………………………………………………………………	21
Список используемой литературы……………………………………………...	23

 
 

Подготовка сырья.

В сырьевых зонах крупных  предприятий широко распространены пункты первичной переработки томатов, где получают дробленую томатную массу (пульпу), которую в цистернах  доставляют на завод. При этом лучше  используется транспорт, упрощаются погрузочно-разгрузочные работы, сокращаются потребности  в таре. Вместе с тем дробленая  томатная масса не обладает естественным иммунитетом, свойственным сырью, и  легко поддается порче. Поэтому  разрыв между заготовкой пульпы—  полуфабриката и ее переработкой на заводе не должен превышать 2 ч.

Для обеспечения ритмичной  работы томатных цехов в течение  суток на заводе или пункте первичной  переработки создаются запасы пульпы, которую обрабатывают следующим  образом: подогревают до 75 ±5°C, протирают  и финишируют (диаметры отверстий  в ситах протирочных машин  соответственно 1,2 и 0,4 мм), затем подогревают  до 93 ±3 °C с целью подавить жизнедеятельность  микроорганизмов и охлаждают  до 23 ±3°C. Хранить пульпу в теплоизолированных емкостях вместимостью 25...100 м3 можно в течение 10 часов.

Технологические процессы мойки, сортировки по степени зрелости и  качеству, дробление относят к  первичной переработке томатов, которая может осуществляться по двум схемам. Первая схема предполагает выгрузку томатов из ящиков, ящичных  поддонов и других средств доставки в емкости с водой, соединенные  системой гидротранспортеров, в которых осуществляются смыв, размягчение и удаление почвенных примесей. Гидротранспортер представляет собой бетонированный желоб, расположенный в полу с уклоном 10... 12 м на 1 м, в котором потоком воды томаты перемешаются со скоростью 0,7...1 м/с. Расход воды составляет 4...5 л/кг сырья. Для улавливания механических примесей в днище ванны и руслах гидротранспортеров устанавливаются ловушки. Томаты из гидрожелоба наклонным элеватором подают в моечные машины вентиляторного типа. Расход воды для эффективной мойки должен составлять не менее 2 л/кг сырья, а давление воды в душах 200...300 кПа. Сортировка сырья по степени зрелости и качеству проводится вручную на роликовом конвейере. По первой схеме успешно осуществляется переработка томатов ручного сбора. Что касается сырья машинной уборки, поступающего в больших объемах, с повышенным содержанием земляных и растительных примесей и недозрелой части (более 15%), то его обрабатывают по второй схеме. Томаты разгружают с помощью гидромониторов . Мойку их осуществляют в системе гидротранспортеров четырех контуров, что значительно снижает повреждаемость томатов по сравнению с традиционными моечными машинами. Сырье из приемной емкости по решеткам попадает в гидрожелоб второго контура, а вода поступает в гидрожелоб первого контура и в емкость для очистки, а затем опять подается на гидромониторы. Томаты из гидрожелоба элеватором подаются на флотационный сортирователь третьего контура, основанный на разной скорости всплывания в потоке воды зрелых и зеленых томатов. Окончательную сортировку по степени зрелости на три фракции (красные, бурые и зеленые) сырье проходит на фотоэлектронном сортирователе и роликовых конвейерах четвертого контура. Красные томаты поступают на дальнейшие технологические операции, а недозрелая часть томатов может быть использована для выработки солений, маринадов и салатов.