Практична робота 1

ТИПОВІ ОБ’ЄКТИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ПРОЦЕСІВ ХАРЧОВИХ ВИРОБНИЦТВ

План

1.Основні види механічних процесів.

2. Харктеристика теплових процесів.

3. Характеристика масообмінних процесів.

4. Характеристика хімічних процесів.

5. Мікробіологічні процеси.

6. Чим характеризуються технологічні процеси?

7. Основні відомості про дифузійний процес, як об’єкт автоматизації.

8. Питання для самоконтролю.

Харчова промисловість характеризується великою кількістю різних галузей. У свою чергу практично кожна галузь має у своєму розпорядженні різноманітні виробництва з індивідуальними технологічними процесами. Вони розрізняються за апаратурним і конструктивним оформленням, за видами сировини і енергії, яка використовується, способами обробки сировини і напівфабрикатів. Однак з позицій технології процесів і особливо автоматизації в технологічних процесах є багато спільного.

З точки зору технології з усіх процесів, що реалізовуються у харчовій промисловості, можна виділити наступні основні типові технологічні процеси: механічні, гідродинамічні, теплові, масообмінні, дифузійні, хімічні, мікробіологічні, комбіновані.

Основними видами механічних процесів у харчових виробництвах є переміщення, дозування, подрібнення, просіювання, змішування. Процеси дозування можуть бути безперервними і дискретними.

До гідродинамічних процесів відносяться процеси, засновані на загальних закономірностях руху рідин і газів або твердих частинок в певних середовищах: переміщення рідин і газів, розділення газових і рідких неоднорідних сумішей, перемішування рідких, пастоподібних матеріалів.

Теплові процеси, перебіг яких визначається підведенням або відведенням тепла, досить широко застосовуються у виробничих процесах харчової промисловості. До них відносяться процеси нагрівання, охолодження, кондиціонування, випарювання.

Масообмінні процеси характеризуються переносом речовини з області його більш високої концентрації в область з меншою концентрацією. Масообмінні процеси можуть протікати в нерухомих і рухомих середовищах. До масобмінних процесів належать абсорбція і десорбція газів, ректифікація, екстракція, сушка, конденсація.

Хімічні процеси включають процеси окислення, відновлення, нейтралізації, дегідратації, ароматизації, сульфітації, омилення, гідрогенізації.

Домікробіологічних процесів можна віднести процеси приготування різних поживних середовищ, бродіння, стерилізації.

Технологічні процеси харчових виробництв характеризуються великою складністю явищ, що відбуваються в них. Крім того, кожен технологічний процес більшості харчових виробництв включає в себе сукупність різних типових процесів. Так, наприклад, дифузійний процес бурякоцукрового виробництва в якості основних типових процесів включає масообмінні і теплової процеси. Технологічний процес приготування опари, тіста в хлібопекарському, макаронному виробництвах включає в себе типові механічні і мікробіологічні процеси. Технологічний процес виробництва пивного сусла включає в себе теплові, мікробіологічні, гідравлічні типові процеси. Подібний перелік можна продовжувати практично для будь-якої галузі харчової промисловості.

Викладене дозволяє зробити висновок, що при вивченні питань автоматизації технологічних процесів харчових виробництв важко здійснити поділ технологічних процесів на строго типові і розглянути їх разом по групах.

Внаслідок цього представляє інтерес наступний підхід. Розглянемо типові технологічні процеси як об’єкти автоматизації різних локальних об’єктів автоматизації з точки зору, що входять до них. При цьому під локальними об’єктами автоматизації будемо розуміти об’єкти, для яких передбачається розробка локальних систем автоматичного вимірювання, контролю, регулювання, управління.

Практично в кожному технологічному процесі міститься певна сукупність таких локальних об’єктів автоматизації.

Дійсно, наприклад,дифузійний процес як об’єкт автоматизації включає в себе різні локальні об’єкти вимірювання, контролю, регулювання та управління. Зокрема, до локальних об’єктів регулювання належать об’єкти регулювання витрат екстрагованого середовища та екс-трагентів, рівнів, рН середовища, продуктивності. Розглядаючи з аналогічних позицій теплові процеси, можна зробити висновок, що їм також притаманні локальні об’єкти автоматизації, наприклад об’єкти регулювання рівня, температури, витрат. І в мікробіологічних процесах, наприклад в процесі виробництва пивного сусла, є локальні об’єкти регулювання рівня температури, які зустрічалися вже раніше. Подібне розглядається, прийнятно і для інших виробничих процесів харчової промисловості. Отже, типові технологічні процеси мають у своєму складі локальні об’єкти вимірювання, контролю, управління, регулювання. Конкретні види локальних об’єктів і їх кількість визначаються особливостями розглянутого технологічного процесу.

При викладеному підході кількість типових об’єктів автоматизації в процесах харчових виробництв суттєво обмежується. Це дозволяє для кожного типового об’єкта автоматизації розробити одну або кілька типових схем автоматизації. При розробці локальних систем автоматизації важливе значення має облік апаратурної реалізації конкретного типового технологічного процесу тієї або іншої групи. Це пояснюється тим, що різні конструкції апаратурної реалізації істотно впливають на статичні та динамічні характеристики та параметри об’єкта, які були розглянуті в розділі 1. Так, наприклад, при автоматизації процесу сушіння в барабанній сушарці або в сушарці з киплячим шаром динамічні властивості цих об’єктів будуть суттєво відрізнятися. З огляду на це для характеристики технологічного процесу як об’єкта автоматизації необхідно встановлювати, по-перше, до якого типового технологічного процесу він належить і, по-друге, яка його апаратурна реалізація. За наявності цієї інформації повною мірою визначається типовий об’єкт автоматизації.

Відповідно до викладеного доцільно розглядати в цьому розділі окремі локальні об’єкти автоматизації, характерні для типових технологічних процесів, що входять до складу технологічних процесів різних харчових виробництв, і відповідні типові системи їх автоматизації. Оскільки автоматичне вимірювання і контроль вивчалися детально у спеціальному предметі, а питання побудови схем управління, блокування та сигналізації розглядаються в главі 3 цього підручника, розглянемо в цій главі в основному питання побудови локальних автоматичних систем регулювання.

Таким чином, при автоматизації будь-якого технологічного процесу слід перш за все провести його аналіз з метою визначення, до якого типового технологічного процесу він ставиться і на які типові локальні об’єкти автоматизації він може бути умовно розділений. Далі для кожного типового об’єкта автоматизації як основи, можна використовувати відповідну типову схему автоматизації. Необхідна коректування цієї схеми визначається індивідуальними особливостями розглянутого технологічного процесу і його апаратурною реалізації.

Автоматизація різних типових процесів у складі систем автоматизації технологічних процесів харчових виробництв буде детально розглянута в розділі II.

Питання для самоконтролю:

1) Що відноситься до основних видів механічних процесів?

2) Поясніть, що відноситься до теплових процесів.

3) Дайте характеристику масообмінним процам.

4) Поясніть, що включають в себе хімічні процеси.

5) Охарактеризуйте технологічні процеси в харчовій промисловості.