124031 (592887), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Выбору средств автоматизации предшествует анализ технологического процесса с установлением его специализации, непрерывности, устойчивости, допустимых колебаний регулируемых параметров, времени переходного процесса. При этом подбираются оптимальные режимы переходных процессов, позволяющие применить системы автоматического регулирования.
К мероприятиям по разработке новых прогрессивных технологических процессов относится и автоматизация, на ее основе проектируется высокопроизводительное технологическое оборудование, осуществляющее рабочие и вспомогательные процессы без непосредственного участия человека.
Производство пива связано с периодическими и непрерывными процессами. Наличие периодических процессов ограничивает производительность оборудования, затрудняет их управление. Разработка и внедрение непрерывных процессов производства является актуальной задачей.
Одним из основных решений в обеспечении указанных условий является включение в процесс производства пива автоматической системы управления и контроля технологического процесса (АСУТП), что позволяет с оптимальной производительностью, высокой точностью и стабильностью соблюдать технологию приготовления пива на всех этапах, начиная с приёмки солода и заканчивая отпуском готовой продукции на линии розлива, а так же вести учет расхода солода, дрожжей и других расходных материалов.
На пивоваренных предприятиях применяется автоматизация регулирования по следующим параметрам: температура, уровень, количество и плотность жидких продуктов. Для автоматизации контроля и регулирования варки, варочные агрегаты оснащаются пультами управления, на которых сосредоточен комплекс приборов.
Наряду с исполнительными механизмами предусмотрена проверочная блокировочная система.
При использовании бродильных аппаратов и аппаратов для дображивания, устанавливаемые в охлаждаемых помещениях, автоматизации подлежат следующие технологические операции: регулирование и контроль температуры в помещении, в котором установлены аппараты брожения и дображивания. В помещении где размещаются аппараты главного брожения, оптимальные условия технологического процесса обеспечивает холодильная машина CAE 4450\SHS-18; в помещении для аппаратов дображивания – холодильная машина CAJ 9480\SHS-18.
В заторно-варочном отделении пивоваренного завода производится пивное сусло, а в бродильном – спиртовое брожение сахаров сусла и превращение его в пиво. Процесс производства пивного сусла состоит из следующих основных операций: смешивание солода с водой, нагрев массы до 50-52°С и выдержка 30 мин (белковая пауза), нагрев массы до 60-62°С и выдержка 20 мин (мальтозная пауза), нагрев до 70-72°С и выдержка 30 мин (осахаривание), нагрев массы до 76 °С и выдержка 10 мин, разделение на твердую и жидкую фракции (фильтрация), кипячение жидкой фракции с хмелем (охмеление), осаждение взвешенных частиц. Отстоявшееся охмеленное сусло охлаждают в охладителе охмеленного сусла до температуры 12°С и перекачивают насосом в аппарат брожения.
Система автоматизации позволяет автоматически контролировать и программно регулировать температуру массы в заторных, варочных котлах и вспомогательных емкостях. Процесс тепловой обработки массы паром состоит из ряда последовательных операций типа «Подъем температуры до заданного значения», «Выдержка времени при фиксировании значения температуры» и др. В табл. 4.1 представлена спецификация основного оборудования для производства пива.
Таблица 4.1 - Спецификация основного оборудования для производства пива
| Поз. | Параметры среды, измеряемые параметры | Наименование и техническая характеристика | Марка | Количество | Примечание |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1.1 1.2 1.3 | Температура в аппарате, tmax=105 °C | Преобразователь сопротивления медный, диапазон измеряемых температур от -50 °С до +200 °С | ТСМ-50М «Овен» | 3 | На щите |
| 2.1 | Сусло, вода, моющее средство | Насос центробежный для различных сред, диапазон рабочих температур от -50 °С до +250 °С | П8-ОНЦ 6,3\20 | 1 | На щите |
| 3.1 | Вода | Водонагреватель, диапазон рабочих температур от -10 °С до +110 °С | Ariston | 1 | По месту |
| 4.1 | Пиво, вода моющее средство | Насос поверхностный для различных сред, диапазон рабочих температур от -10 °С до +50 °С | МХНМ-203Е | 1 | По месту |
| 5.1 | Охлаждение отделения брожения | Холодильная машина, 0,7 кВт, 220 В, 50 Гц | CAE 4450\SHS-18 | 1 | На щите |
| 6.1 | Охлаждение отделения дображивания | Холодильная машина, 1 кВт, 220 В, 50 Гц | CAJ 9480\SHS-18 | 1 | На щите |
В приложении 4 представлена технологическая схема автоматизации мини пивоваренного завода, которая обеспечивает поэтапный контроль за ходом процесса с обязательным соблюдением продолжительности выдержек при заданной температуре, исключает возможность подогрева в период выдержки и в интервале между отварками, слежение за температурой во время брожения.
Холодная вода из установки водоподготовки 1 подается в водонагреватель 2, где подогревается до необходимой температуры. Из водонагревателя 2 горячая вода подается в заторный аппарат 3. Сюда же из зернодробилки 4, подается несоложенное сырье и часть солода для проведения отварки. Одновременно с этим в другой заторный аппарат 5 подается холодная вода из системы водоподготовки 1 и солод из зернодробилки 4.
В заторных аппаратах температура контролируется с помощью датчиков температуры (ТЕ 1.1 и ТЕ 1.2). Диапазон измеряемых температур от -50°C до +200°C. Термоэлектрические преобразователи температуры предназначены для измерения температур пищевых продуктов и работают в комплекте с милливольтметрами и потенциометрами. Основная погрешность измерения: не ниже 0,05%. В термометрах сопротивления используется свойство металлических проводников изменять свое сопротивление в определенной зависимости от температуры. Зная эту зависимость и измерив при помощи какого-либо прибора величину сопротивления проводника, можно определить его температуру. Материалы, которые используются для изготовления чувствительных элементов термометров сопротивления, должны обладать, возможно, большим и стабильным температурным коэффициентом сопротивления, химической устойчивостью при нагревании. Этим требованием удовлетворяет платина и медь, реже никель и железо. Термометры сопротивления медные типа ТСМ-50М обладают большой инерционностью, измерение температур в пределах от -50 °С до +200 °С. Управление мешалками в заторных аппаратах 3 и 5 производится кнопками управления, связанными с электродвигателями 6 и 7 соответственно.
После проведения отварки, заторная масса из заторного аппарата 3 центробежным насосом 8 (НСА 2.1) подается в заторный аппарат 5, где выдерживаются необходимые паузы. Далее из заторного аппарата 5 насосом 8 заторная масса перекачивается в фильтрационный аппарат 9. В фильтрационном аппарате затор разделяется на сусло и дробину. Дробина удаляется, а сусло поступает в сусловарочный аппарат 10.
В сусловарочном аппарате температура контролируется с помощью датчика температуры (ТЕ 1.3).
Из сусловарочного аппарата 10 насосом 8 сусло подается в гидроциклонный аппарат 11 и далее насосом 8 (НСА 2.1) в пластинчатый теплообменник 12, где охлаждается до 10 °С. Датчиком температуры является стеклянный ртутный термометр, которым периодически измеряют температуру сусла на линии выхода из теплообменника. Из теплообменника сусло поступает в аппарат брожения 13 центробежным насосом 8 (НСА 2.1).
Из аппарата брожения 13 молодое пиво перекачивается в аппарат дображивания 15 поверхностным насосом 14 (НСА 4.1).
Разработка полной автоматизации процесса на пивоваренном предприятии малой мощности нецелесообразна, поскольку большинство процессов проще вести при ручном регулировании клапанов и задвижек, включении и выключении температуры и т.д. из-за особенностей ведения процесса приготовления пива на таких предприятиях. К тому же установка полностью автоматизированной линии приготовления напитка невыгодна с экономической точки зрения, поскольку это техническое решение неминуемо приведет к удорожанию готового продукта.
5. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
5.1 Опасные и вредные производственные факторы
Основными опасными и вредными производственными факторами на мини-пивоваренном предприятии ООО «Старая телега» являются:
повышенное значение напряжения в электрической цепи (технологическое оборудование на предприятии работает на напряжении 380 В);
повышенная (t=100 °С) или пониженная температура (t=10 °С) поверхностей оборудования (заторные аппараты, сусловарочные аппараты);
повышенная температура (t=30-32 °С) воздуха рабочей зоны (варочное отделение);
повышенное содержание диоксида углерода (более 20 мг/м3) в бродильном отделении;
повышенный уровень шума и вибрации на рабочем месте;
повышенный уровень пыли (отделение дробления солода).
5.2 Характеристика веществ по токсичности
По степени воздействия вредные вещества в пивоваренной промышленности относятся к следующим классам опасности, представленные в табл. 5.1.
Таблица 5.1 - Определение класса опасности вредных веществ
| Наименование вредных веществ | ПДК мг/м3 | Класс опасности |
| Диоксид углерода | 9000 | 4 |
| Пыль зерновая | 4 | 2 |
| Щелочь | 0,5 | 2 |
Диоксид углерода бесцветный, обладающий слегка кисловатым вкусом и запахом, газ. Диоксид углерода не горит и не поддерживает горение. Относительная масса по сравнению с воздухом – 1,529.
Диоксид углерода обладает наркотическим удушающим действием. Атмосферный воздух содержит 0,04% диоксида углерода. При содержании диоксида углерода в воздухе в количестве свыше 4% происходит раздражение дыхательных путей, шум в ушах, головокружение, головная боль.
По степени воздействия диоксид углерода относится к четвертому классу опасности. Это малоопасные вредные вещества, концентрация вредных веществ в воздухе более 10 мг/м3. Согласно Гигиеническим нормативам ГН 2.2.5.2100-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» и Дополнению N 2 к ГН 2.2.5.1313-03, ПДК углерода диоксида (двуокиси углерода, углекислого газа) составляет: максимальная разовая - 27000 мг/м3, среднесменная - 9000 мг/м3.
Пыль, образующаяся при измельчении зернопродуктов, представляет пожаро- и взрывоопасность; витающая в воздухе – взрывоопасна, осевшая на строительные конструкции и оборудование – пожароопасна. Частицы зерновой, мучной пыли во взвешенном состоянии обладают большой суммарной поверхностью соприкосновения с кислородом воздуха. Это повышает химическую активность пыли и ускоряет горение.
Взрыву предшествуют воспламенение и горение аэрозоля, которые отличаются от взрыва меньшей скоростью распространения. Например, если при горении скорость распространения пламени колеблется в пределах от 5 до 10 м/с, то при взрыве она достигает 500 м/с. Нижний предел взрывоопасной концентрации для зерновой пыли от 40 до 90 г/м3. Воспламеняется и горит не только пыль, находящаяся во взвешенном состоянии, но и пыль осевшая – аэрогель. Аэрогель горит медленнее, чем аэрозоль, и только с поверхности осевшего слоя. Тем не менее при внезапных ударах или встряхивании поверхностей, покрытых осевшей пылью, может произойти взрыв вследствие перехода аэрогеля в аэрозоль со взрывоопасной концентрацией. Вот почему очень опасна не только взвешенная в воздухе пыль, но и пыль, осевшая даже тонким слоем на оборудовании, стенах, потолке и строительных конструкциях зданий. Внутри оборудования и рабочих помещений взрывы пылевоздушных смесей начинаются с первичных «хлопков» и вспышек. Затем в результате ударной волны встряхивается и воспламеняется пыль (аэрозоль), находящаяся в помещении, что влечет за собой повторный взрыв. По степени воздействия относится ко второму классу опасности. Это опасные вещества, предельно-допустимая концентрация зерновой пыли составляет 4 мг/м3.
Для мойки и дезинфекции оборудования используют щелочные растворы. Концентрация щелочных растворов (1,5–2%) определяется автоматически с помощью электронного измерения электропроводности. Предельно-допустимая концентрация вредных веществ в щелочи составляет 0,5 мг/м3. По степени воздействия относится ко второму классу опасности. Это опасные вещества, концентрация вредных веществ составляет 0,1-1 мг/м3. Воздействие на организм человека: раздражение дыхательных путей, органов зрения, головокружение, головная боль.
5.3 Безопасное ведение технологического процесса
Солод и зернопродукты, используемые для производства пива, измельчают на зернодробилке. В помещении где установлена зернодробилка необходимо соблюдать следующие требования:
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
