Дослідження та вдосконалення системи автоматичного керування температурним режимом пастеризатора молока

Abstract

Актуальність теми. Молоко і різноманітні молочні продукти (кисломолочні продукти, сири, вершкове масло, молочні консерви та ін.) відзначаються високою засвоюваністю і калорійністю. Вони містять більшість необхідних для зростання, розвитку та життя людини поживних речовин (жири, білки, вуглеводи, вітаміни та мінеральні солі), і належать до дієтичних і повноцінних продуктів харчування. Завдяки вмісту названих поживних речовин у легкодоступній для засвоєння формі молоко є незамінною їжею для новонароджених, а також необхідним продуктом харчування для людини будь-якого віку. Сучасна промислова переробка молока являє собою складний комплекс фізико-хімічних, біохімічних, мікробіологічних, теплофізичних, специфічних трудомістких технологічних процесів, які тісно взаємопов’язані між собою. Виробництво питного молока і кисломолочних продуктів характеризується повною переробкою усіх компонентів молока, а виготовлення вершків і вершкового масла, сметани, сирів ґрунтується на використанні окремих молочних складових. Виробництво молочних консервів базується на збереженні необхідних сухих речовин молока після видалення вологи з нього. Молоко, що надходить на молокозаводи (на рівні близько 6,5 млрд. л до лютого 2022 р.), перероблюється на вершкове масло, казеїн і сухе молоко – 63%; тверді та плавлені сири – 19%; кисломолочні продукти – 11%; цільне молоко –4%, морозиво – 3%. Ринок готової молокопродукції у зв’язку з різними нормами витрат на сировину має інший дольовий розподіл (рис. В1) [18]. Пастеризація є одним з найбільш поширених методів консервації і обробки харчових продуктів. Вона являє собою обробку нагріванням протягом певного часу температурою, що менша за 100оС (65…85оС, інколи 93…95оС). Така процедура або руйнує, або дезактивує мікроорганізми і ферменти, які сприяють псуванню продуктів і ризику низки захворювань, що передаються із їжею. Об’єктом дослідження є процес переробки молока у пастеризаційно-охолоджувальній установці із пластинчастими теплообмінниками. Предметом дослідження взаємозв’язки і закономірності температурних режимів пастеризації і охолодження молока у пастеризаційно-охолоджувальних установках та їх вплив на якість кінцевого продукту. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є вдосконалення системи автоматичного керування температурним режимом пастеризації молока в пастеризаційно-охолоджувальній установці, яка забезпечить підвищення якості продукції та ефективності роботи обладнання установки. Задачі магістерської кваліфікаційної роботи: - виконання параметричного аналізу технологічного процесу пастеризації молока у пастеризаційно-охолоджувальній установці як об’єкті регулювання; - розробка функціональної схеми автоматизації пастеризаційно-охолоджувальної установки; - розробка математичної моделі температурного режиму молока в пастеризаційно-охолоджувальній установці ОП2-У5 та визначення передатної функції установки для каналу регулювання температури пастеризації; - обґрунтування вибору алгоритму регулювання та технічних засобів для реалізації САК; - дослідження показників якості роботи САК; - розробка електричних схем системи керування та створення операторського інтерфейсу системи контролю та керування пастеризаційно- охолоджувальною установкою для молока; - техніко-економічне обґрунтування прийнятих інженерних рішень.