Диссертация (1152206), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В объем молотого кофе входятвнутренние поры частиц и промежуточное пространство между нимизаполненное газом.Угол естественного откосаУгол естественного откоса говорит нам о расходе молотого кофе,который тесно связан с фрикционного материала.Как угол приближается к нулю, расход очень хороший; если больше чем45 градусов, то плохо будет двигаться материал в бункере. Это говорит о томчто, чем меньше угол естественного откоса, тем легче истечение молотого кофеиз бункера. Практика показывает, что при заполнении бункера на уголестественного откоса также влияют высота падения, скорость заполнения ипроизводительность заполнения.
Угол естественного откоса молотого кофеприблизительно равен минимальному углу внутреннего трения этого продукта.Коэффициентвнешнеготрения молотогокофеобограждающиеконструкции соответствует тангенсу угла, отражаемого прямой с осью абсциссв состоянии покоя молотого кофе.Трение молотого кофе (внутреннее и внешнее)Различают два вида трения, а именно: внешнее трение, которое27представляет собой трение зерна о стены бункера, и внутреннее трение —трение зерен друг о друга. Продукты, обладающие плохой сыпучестью,характеризуются более высоким коэффициентом внутреннего трения и болеесильным сцеплением, чем продукты с хорошей сыпучестью.
Молотый кофеобладает плохой сыпучестью (трудно-сыпучий материал).Точные величины коэффициентов трения о стены и внутреннего трениямолотогокофебылиполученыэкспериментальнымпутемвспециализированных лабораториях кафедры автоматизации технологическихпроцессов автором.Гранулометрический составХарактеризуется количественным распределением частиц составляющихсыпучие материалы по крупности.Гранулометрический состав молотого кофе может быть выражен в видедискретной зависимости содержания частиц от их размеров частиц.
Дляопределениядискретнойзависимостиинтервалразмероввсехчастицанализируемого молотого кофе подразделяют на классы (фракции) игранулометрический состав представляют в виде процентного содержаниячастиц каждой из фракций (фракционный состав). Величина фракциипоказывает содержание в частицах молотого кофе в интервале размеров,ограничивающих фракцию.ВлажностьЗнание содержания влаги на различных стадиях производства кофеявляется одним из ключей к контролю качества и стоимости.
Посколькукофейные зерна продаются по весу, содержание воды в этом продукте являетсяособенно важным элементом в стоимости.Повышеннаявлажностьсырогокофе(более14%)приводиткплесневению и порче. Оптимальной влажностью сырого кофе считают 10–12%.Влажность кофе может быть распределена неравномерно по объему илиповерхности. Влажность может изменяться либо добавлением влаги, либопутем сушки.
Она влияет на текучесть, плотность молотого кофе [119].28Проведенные нами и описанные в п.1.1 исследования позволили выбратьфакторы, определяющие эффективность процесса дозирования молотого кофе иего типовые операции на таблице 1.2.Таблица 1.2.№НаименованиеОпределяющие факторы, зависящие от:Наличие операций вп/птиповойработысвойств молотогосхемахоперациитехнологическогокофепроизводствамолотого кофе/оборудованияпоказателиматериала послеоперации1ПодачиПроизводительноМасса, влажность,+сть,вязкость,масса,кинематические и гранулометрическийконструктивныесостав, плотность,параметрыпрочностныеоборудования/ско свойства и т.д.рость2ХранениеКинематическиеУровень, влажность,+игранулометрическийУровень,конструктивныесостав, плотность,коэффициентпараметрыкоэффициентистечения,бункераистечения,гранулометрическигранулометрическийй состав, влажность,состав прочностныесвойства и т.д.3ДозированиеПроизводительноМасса, влажность,+сть,вязкость,Объем массы,кинематические и гранулометрическийгранулометрическиконструктивные, состав,й составпараметрыконсистенция,29стаканчиковогоплотность,дозатора/скоростпрочностныеь, интенсивность,свойства и т.д.класс точности4УпаковкаПроизводительноМасса, прочностные+сть,свойства и т.д.Объем массыкинематические имолотого кофе вконструктивныеупаковке,параметрыоборудования/скорость,интенсивность,класс точностиПолученная таблица является основой разработки функционально структурной схемы (ФСС) влияния факторов на процесс ДМК, гдеописываются промежуточные операции, и позволяет выявить факторы,влияющие на состояние МК на рисунке 1.5.В процессе подачи МК (1) на показатели эффективности питателяоказывают влияние такие режимные параметры, как скорость приводапытающего оборудования (1 ), масса МК ( ).Когда материал находится в бункере дозатора при хранении МК (2)появляются новые факторы, которые влияют на процесс истечения МК и накачество продукта при процессе дозирования и эффективности упаковки.Рассматриваются такие параметры как ускорение свободного падения (),размер частиц ().
Радиус выпускного отверстия бункера (), влажность () иплотность молотого кофе (), а также коэффициент истечения (Cd) икоэффициент трения (′ ) являются основными свойствам при истечениимолотого кофе из бункера объемного дозатора в процессе дозирования [95, 96,99].30Рисунок 1.5. Функционально-структурная схема влияния факторовпромежуточных операций при процессе ДМКПри процессе ДМК (3), рассматриваются также скорость истечения МКиз бункера, погрешность дозатора (), заданная масса (объем) МК (зад ).1.4.
Анализ информативности параметров качества зерен кофе(сырья), готовых зерен кофе и размолотого кофе. Выбор из нихконтролируемых и регулируемыхНа состояние перерабатываемого сырья (зерен кофе) оказывают влияниемножество самых различных факторов как физико-химическим показателям:влажности (при выпуске — не более 4%, в течение срока хранения — не более7%); массовой доли золы, в том числе нерастворимой в соляной кислоте;массовой доли экстрактивных веществ (20—30%, а для молотого с цикорием —30—40%), кофеина (не менее 0,7% в натуральном кофе и 0,6% в кофе с31добавлениями цикория); крупности помола, наличию металлопримесей (до 5 мгна 1 кг) и других посторонних примесей [98].Содержание токсических элементов, афлатоксина B1 и пестицидов внатуральном жареном кофе не должно превышать допустимые уровни,установленные органами Госсанэпиднадзора (ГОСС).Основные параметры качества натурального растворимого кофе являютсяфизико-химическим показателям, которые определяют: массовую долю влаги,кофеина, золы, рН, полную растворимость, массовую долю металлопримесей ипосторонние примеси.
При этом влажность растворимого натурального кофепри выпуске должна быть не более 4%, в течение гарантийного срока хранениядопускается увеличение до 6%; содержание кофеина — не менее 2,3%; общейзолы — не менее 6%; рН напитка — не менее 4,7; растворимость в воде —полная в горячей за 0,5 мин, при 20°С — за 3 мин); количествометаллопримесей — не более 3 мг/кг; а посторонние примеси не допускаются.Содержание токсических элементов, афлатоксина В1 и пестицидов не должнопревышать допустимые уровни, установленные органами ГОСС.Для определения контролируемых и регулируемых параметров в нашемпримере рассматривается именно процесс дозирования.Процесс дозирования и упаковки кофе являются заключительнымистадиями производства, и отклонения времени нахождения продукта на этихучастках может привести к сортированию влаги и нежелательных примесей изатмосферыпроизводственногоздания.Поэтомудлястабилизацииорганолептических показателей продукта необходима минимизация временидозирования и упаковки, требующая рассмотрения при управлении процессомдозирования времени нахождения кофе в бункере дозатора.Для обеспечения стабильности протекания процессов ДМК, оптимизациирежимов работы технологического линий производства МК необходимадостоверная, своевременная и в то же время не избыточная информация именнооб основных параметрах, оказывающих наибольшее влияние при процессе32ДМК.Такимобразом,важнейшейзадачейявляетсяопределенияконтролируемых технологических параметров при процессе дозирования [148].Как было показано в п.1.3, технологический аппарат производства (ТАП)при процессе подачи, хранения, дозирования и упаковки МК, контролируютсяпо качеству на всех операций.
Изучив принцип работы технологической линиипроизводстваМК,технологическихбыласоставленапараметров,таблицахарактеризующих1.3контролируемыхсостояниепроцессапроизводства МК, измеряемых автоматически существующей на предприятииАСУТП.Таблица 1.3.Операции процессаНаименованиеНаименованиеЕдиницапроизводства МКобъектаконтролируемогоИзмеренияавтоматизациитехнологического параметраПодачиПривод питателяУгловая скорость, 1ХранениеБункерПромежуточный координатРад/секм(Уровень), hВлажность МК, W%Коэффициент истечения, Cdкг/м3Плотность МК, ρДозированиеОбъемный дозаторРад/секУгловая скорость, ω2м3 /сРасход МК, q 2УпаковкиТехнологическийПроизводительность, QУпак/минфасовоупаковочныйаппаратВданнойдиссертационнойработерекомендуетсядляконтролявлажности молотого обжаренного кофе, использовать дозаторы только взакрытых помещенияхпри температуре 15.65°C ± 2.15°C и относительнаявлажность 79.87% ± 1.05% [185].331.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
