Содержание
Введение
1 Характеристика объекта автоматизации
2 Анализ технологического процесса и выбор контролируемых и регулируемых параметров
3 Выбор технических средств автоматизации
4 Описание схемы автоматизации
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Качество и состав охмеленного пивного сусла – определяющие факторы процесса брожения, важные аспекты формирования крепости получаемого напитка, его цвета, вкуса, пищевой ценности, а также таких технологических характеристик как фильтруемость, коллоидная и биологическая стойкость пива. Несоответствие режимных параметров нормативным значениям на данном этапе влечет за собой увеличение длительности последующих стадий, вызывает перерасход материалов и энергии, потому и возникает необходимость организации контроля и создания систем предотвращения сбоев, а также внедрения средств немедленного и отсроченного реагирования.
Низкая производительность ручного труда и невозможность комплексного отслеживания человеком значений технологических параметров при получении охмеленного сусла без использования дополнительных средств, а также сложность осуществления оперативного управления процессом, устранимы путем внедрения систем автоматизации. Применение средств автоматизированного контроля и управления – от датчиков и преобразователей до микропроцессорных контроллеров и ЭВМ – позволит создать мощную систему обеспечения качества промежуточной и готовой продукции, обеспечить соблюдение требований безопасности.
Общая задача автоматизации производства охмеленного сусла, решаемая в рамках данной работы, – создание гибкой системы контроля и управления технологическими параметрами для получения наилучшего выхода полупродукта с оптимальным для дальнейших стадий набором свойств, рациональное распределение материальных и энергетических потоков.
В курсовой работе рассматриваемый этап производства пива характеризуется как объект автоматизации, на основании анализа техпроцесса оцениваются базисные параметры, подлежащие контролю и регулированию. Проводится выбор конкретных средств автоматизации, составляется ее функциональная схема.
Характеристика объекта автоматизации
автоматизация производство сусло управление технологический
Технологический процесс получения охмеленного пивного сусла включает в себя фильтрование затора, кипячение отфильтрованного сусла с хмелем, отделение хмелевой дробины и охлаждение охмеленного пивного сусла.
Фильтрационный чан – цилиндрический сосуд из нержавеющей стали с конической крышкой и плоским двойным дном, снабженный мешалкой-рыхлителем и теплоизоляцией, – предназначен для разделения затора на осветленное сусло и дробину, а также промывки дробины теплой водой с целью организации диффузии остаточного экстракта из отработанного солода. Фильтрчан сблокирован с расширительным баком, через который происходит откачка светлого сусла и промывных вод в варочный котел, а также возврат мутного сусла в чан для осветления.
Осахаренный затор, нагретый до 78 оС, подается из заторного котла в фильтрационный чан снизу (для вытеснения воздуха) течение 10 минут. Перекаченный на фильтрование затор остается в покое для осаждения дробины слоем высотой 30 – 45 см (фильтрационная пауза) на двойном днище; для разравнивания дробины включается рыхлитель. Затем происходит трехкратная прокачка мутного сусла из нижних слоев через расширительный бак и возврат в фильтрчан (работа «на себя»). Далее открывается клапан и включается центробежный насос – осуществляется фильтрация затора с получением первого сусла. Откачка идет снизу аппарата через расширительный бак.
Далее следует трехкратное фильтрование с промывными водами до концентрации сухих веществ в последней промывной воде 2,5% масс. Ножи рыхлителя прорезают дробину при комбинированном вращательном и поступательном (опускание рыхлителя на высоту до 10 – 15 см над уровнем фильтрующей решетки) движении механизма. После стекания последней промывной воды посредством грузового клапана осуществляется выгрузка дробины вторым насосом.
Нарушение процесса фильтрования может быть связано с высоким содержанием декстринов (повышенная вязкость сусла) как следствия несоответствия нормативам времени выдержки и температур ферментативных пауз при осахаривании в заторном котле, кроме того, начальная температура фильтрования может превысить 780С по указанным выше причинам. Плохая фильтруемость может быть также следствием повышенного фильтрационного сопротивления дробины как следствия недостаточно интенсивного и несвоевременного рыхления.
Пивное сусло, собранное в сусловарочном аппарате, подогревается, находясь в трубках кожухотрубчатого перколятора после полного заполнения котла до температуры 1000С. Нагретое до 1000С сусло начинает закипать, после чего вносится первая порция хмеля – 90% расчетной массы. Конденсат греющего пара выводится из аппарата. Слои сусла с наименьшей температурой отводятся из нижней части аппарата центробежным насосом и через разбрызгиватель возвращаются в котел по стенкам, обеспечивая равномерный нагрев и кипячение на протяжении всей варки. Кипячение с первым хмелем длится 50 минут. Затем вносится вторая порция хмеля – 10% суммарной массы, с которой сусло кипятится еще 20 мин. Выпаривание сусла длится 5 минут, после чего полупродукт выдерживается еще 10 минут (пауза для коагуляции). Далее идет перекачка сусла центробежным насосом на осветление
Во время кипячения протекает экстракция суслом хмелевых веществ, коагуляция белково-дубильных комплексов, образованных при взаимодействии азотистых соединений сусла с полифенолами хмеля, ароматизация эфирными маслами, осуществляется изомеризация горьких кислот из лупулиновых зерен, меланоидинообразование, стерилизация сусла, испарение (концентрирование), инактивация ферментов.
Несоответствие параметров пара и времени пребывания в котле 70 – 90 мин требуемым вызывает отклонение режима процесса от оптимального.
Осветление и частичное охлаждение охмеленного сусла происходят в гидроциклонном аппарате (вирпуле). Аппарат служит для осветления и частичного охлаждения охмеленного сусла. Гидроциклонный аппарат имеет плоское днище, коническую крышку, вытяжную трубу для испаряющегося сусла, патрубок ввода, в нижней части располагаются патрубки выпуска осветленного сусла и осадка. За счет действия центростремительной силы, возникающей при подаче продукта под углом 300 к касательной вдоль боковой поверхности аппарата, двухфазная система разделяется, в результате чего в центре вирпула образуется осадочный конус. Образование его происходит при пятнадцатиминутном выдерживании сусла в вирпуле. Из вирпула сусло центробежным насосом перекачивается на окончательное охлаждение.
Недостаточная выдержка сусла в гидроциклонном аппарате может привести к неполному очищению сусла от хмелевой дробины. Осаждаясь на дрожжах, она может отрицательно повлиять на жизнедеятельность дрожжей и тем самым на ход сбраживания сусла, а также на коллоидную стойкость готового пива. Размер взвесей составляет в среднем 30 – 80 мкм.
Охлаждение осветленного сусла до температуры начала брожения идет в двухступенчатом пластинчатом охладителе:
- в первой секции – холодной водой от 95 до 300С;
- во второй секции – гликолем от 30 до 110С.
Целью охлаждения сусла являются понижение температуры до температуры главного брожения.