Автореферат (1152202), страница 2
Текст из файла (страница 2)
При разработке программыфункционирования имитатора проводились эксперименты, подтвердившиеработоспособность имитатора с выбранным алгоритмическим обеспечением. Вработе был проведен эксперимент, в котором исследовались выборки герметичныхи негерметичных банок с различными видами дефектов.Диссертациясоответствуетпаспортуспециальности05.13.06–Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (впищевой промышленности) (пункты 2,7,11,12,16).Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующиеосновные положения:1. Концепция системы контроля герметичности рыбных консервов.2.
Способы и алгоритмы управления процессом герметизации консервнойтары.3. Управление позиционированием консервов при контроле герметичности.Апробация работыОсновные результаты диссертационной работы на различных этапах еевыполнения докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры автоматизациипроизводственных процессов, ученого совета факультета автоматизациипроизводства и управления ФГБОУ ВО «Калининградский государственныйтехнический университет» и следующих научных конференциях:6- VI Юбилейная международная научная конференция «Инновации в науке иобразовании-2008», Калининград, 2008 г.;- VII Международная научная конференция «Инновации в науке иобразовании-2009», Калининград, 2009 г.;- 29 межвузовская научно-практическая конференция профессорскопреподавательского состава «Проблемы и перспективы совершенствования охраныгосударственной границы и объектов» Калининград 2011;- III Международный Балтийский Морской Форум Калининград 2015;- IV Международный Балтийский Морской Форум Калининград 2016;- научная конференция с международным участием «Развитие пищевой иперерабатывающей промышленности России: кадры и наука», Москва 2017г.Полученныевработерезультатыподдержаныруководствомрыбоконсервных комбинатов ООО «За Родину» и ООО «Роскон».
Актуальностьпроблемы, решению которой посвящена диссертационная работа, подтверждается иполучением гранта на выполнение научно-исследовательской и опытноконструкторской работы в рамках государственного задания в 2016 году«Разработка микропроцессорного комплекса с системой технического зрения дляцелей диагностирования герметичности и качества продукции, произведённойпредприятиями рыбной промышленности».Практическая значимостьРазработаны способ и устройство контроля герметичности консервов вметаллической таре средствами технического зрения (Пат. РФ 2396529), а такжелиния для производства рыбных консервов (Пат. на полезную модель РФ 127589) сустройством загрузки консервных банок различной вместимости на транспортер иих позиционирования в условиях переменной производительности поточногопроизводства (Пат.
на полезную модель РФ 105263 и 153576). ПолученоСвидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2016662244 Рос.Федерация «Программа анализа изображений дефектов консервных банок с цельюконтроля их герметичности».Публикации.По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ. Из них 3 вжурналах, входящих в перечень ВАК, 6 докладов в сборниках международныхнаучно-практических конференций. Получены патент РФ № 2396529 и три патентана полезные модели №127589, №105263 и №153576.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы диссертационной работы,определены цели и задачи исследования, показаны научная новизна исследования ипрактическая значимость полученных результатов.В первой главе приведена структура линии производства рыбных консервов.Консервное производство рыбных продуктов организовано по принципу поточнойлинии.
Изложены подходы по совершенствованию отдельных подсистем линии,включая загрузку продукта, передачу полуфабриката от одной подсистемы кследующей и контроль качества выполнения отдельных операций, а также средствамеханизации и автоматизации отдельных подсистем и линии в целом. При этомособое внимание уделяют вопросам безопасности консервов, в частностигерметичности консервной тары, точности дозирования компонентов консервов,поддержания основных технологических параметров в заданном регламенте.Важной проблемой, решение которой не реализовано к настоящему времени,7является контроль герметичности консервов и отбраковка дефектных банок впроцессе функционирования поточной линии, что и является цельюдиссертационной работы.Технологические операции и измеряемые параметры консервной линииприведены на рисунке 1.Прием сырья(мороженное)ДефростацияСортированиеМасса рыбы,температура вблоке рыбыТемпература рыбы,температура водыВид и размерныйряд сырьяОбжариваниеТемпература масла,уровень масла,процент ужаривания,качество масла,температура воды,уровень водыПроверкагерметичностиконсервовКонтроль утечек изконсервов,отбраковканегерметичных банокОхлаждениеФасование,заливка соусаТемпература воздуха,расход воздухаСоотношениезаливки и рыбыУдалениенегерметичныхконсервовХранениеКонтрольколичестваотбракованныхконсервовРазделывание,мойкаРазмер кусков, массаотходов и потерь,температура и расходводы,ЗакатываниеГерметичность шва,ПорционированиеМасса уложенной рыбыСтерилизацияВремя, температура,давление, коэффициентэффективностистерилизацииТемпературавоздуха, влажностьвоздуха, времяхраненияРисунок 1.
Технологическая схема и измеряемые параметры припроизводстве консервов из обжаренной рыбы в томатном соусеЛиния для производства рыбных консервов (рисунок 2) состоит из:- дефростер 1;- стол для разделки рыбы 2;- устройство для мойки 3;- порционирующий и фасовочный агрегат 4;- бланширователь 5;- маслодозатор 6;- дозатор вкусоароматических пищевых добавок 7;- закаточная машина 8;- автоклав 9;- блок управления линией 12;- лента конвейера 13.Введение в линию системы технического зрения (10) и вакуумного насоса(11) позволяет повысить чувствительность систем контроля герметичности (Пат.
наполезную модель РФ 127589).861234711581291013Рисунок 2. Линия для производства рыбных консервовПри создании схемы автоматизации использовалась операторная модель,элементами которой являются технологические операции. Технологическая схемарыбоконсервной линии в операторной форме показана на рисунке 3.ПриемсырьяКоробаДефростацияВлагаОтходыРазделываниерыбыОбжариваниерыбыПарБлокимороженнойрыбы в коробахСольВодаМукаРасфасовывание в банкиЗакатываниеПроверка герметичностиготовых консервовСтерилизацияτстКгУдаление негерметичныхконсервовНегерметичныебанкиЖест.банкаТоматный соусКрышкиОформлениеГотоваяпродукцияКоробаРисунок 3.
Технологическая схема рыбоконсервной линии воператорной формеОсобенностью приведенной операторной модели является включение назавершающем этапе технологического процесса производства консервовавтоматизированной контрольной операции проверки герметичности и отбраковкидефектных банок. Внедрение непрерывного автоматизированного контролягерметичности повышает безопасность консервов и производительность консервнойлинии.Повышение чувствительности средств контроля герметичности может бытьдостигнуто использованием вакуумных технологий и повышением температурыпродукта. Последнее обусловлено, тем, что вязкость масел с ростом температурысущественно уменьшается (рисунок 4).9Рисунок 4. Зависимость вязкости растительных масел от температурыУменьшение вязкости масла при повышении температуры увеличиваетутечки через неплотности в консервных банках, что упрощает фиксацию подтеков.В работе приведен обзор факторов разгерметизации консервов.К факторам, влияющим на разгерметизацию консервов, относятся:- некачественная настройка закаточной машины и появление продукта назакаточном шве;- нарушение рецептуры консервов, приводящее к изменению давления вбанке при колебании температуры продукта;- неудовлетворительное состояние тары.Разница коэффициентов термического расширения продукта и банкиприводит к изменению давления в ней, выпучиванию донышка и крышки (рисунок5).10Рисунок 5.
Изменение объема банки при стерилизации в зависимостиот внутреннего давленияВо второй главе приведены основные виды дефектов закаточного шва иметоды обнаружения течей консервов. В существующих нормативных документахи технологических инструкциях по производству консервов и пресервов из рыбы инерыбных продуктов используются методы дефектоскопии консервов сприменением ручных операций. Предлагается пересмотреть эту концепцию, уделяяосновное внимание дистанционному контролю с использованием средствтехнического зрения без непосредственного участия человека.
В частности, в работепредложен способ автоматического обнаружения подтеков с использованиемсредств технического зрения.Герметичность банки является основным техническим свойством емкости дляпродукта консервации, которое должно сохраняться на протяжении всегожизненного цикла консервов, включая производство, хранение, транспортировку,потребление продукта. Консервная банка в процессе производства испытываетразличные механические и тепловые воздействия при стерилизации, охлаждении.Прочность банок и соответственно их герметичность обеспечивается элементамидвойного закаточного шва: ширина закаточного шва, глубина посадки крышки,ширина крючков крышки и банки, а также перекрытие закаточного шва.Герметизация металлических консервных банок достигается закатываниемкрышки в корпус в две операции: I - образование шва; II - образование двойногозакаточного шва с последующим его уплотнением (рисунок 6).11Ct2ETEB2B1LTt1Рисунок 6.
Схема двойного закаточного шва: t1 – толщина материала банки; t2– толщина материалы крышки; L – ширина закаточного шва; С – глубина посадкикрышки; B1 – ширина крючка банки; B2 – ширина крючка крышки; T – толщиназакаточного шва; E – ширина перекрытия закаточного шва; ET – теоретическаяширина перекрытия закаточного шва.Выполнен анализ методов обнаружения течей консервов. Применениесовременных средств измерений и компьютерных технологий позволилоавтоматизировать выполнение операций дефектоскопии двойного закаточного шва.Геометрия неплотностей не позволяет характеризовать герметичность размераминеплотностей, поэтому течи определяют потоками веществ, проникающих черезних:Q = (∆PV )/Δτ(1)где V – внутренний объем объекта и технологической оснастки;Δτ – время выдержки объекта;∆P- изменение давления в объекте в течении времени Δτ.Вконсервнойпромышленностииспользуютсяпузырьковыйиманометрический методы для обнаружения и количественной оценки течей.Диагностику герметичности консервных банок можно выполнить используязависимость размеров баночных концов от давления в банке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
