CC BY
74
детерминации Я2, позволяет использовать полученные зависимости в дальнейших исследованиях.
Описанные результаты применимы для расчетов процесса конвективной сушки исследованных продуктов. Для этого необходимо задать начальную влажность полуфабриката и равновесную влажность обеспечивающую длительное хранение продукта. Остальные параметры процесса конвективной сушки описаны абонированным уравнением, параметры которого приведены в таблице. В результате расчетов определяют время сушки полуфабриката, что позволяет рассчитывать параметры сушилки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Василевская С.П., Николаев А.Н., Полищук В.Ю.
Синтез технологии утилизации отходов бродильных производств. -Казань: ЗАО «Новое знание», 2007. - 170 с.
2. Пат. 2292731 РФ, МПК7 А23К 1/06, А23К 1/14, А23Р 1/12. Способ утилизации высоковлажных пищевых отходов / С.П. Василевская, В.Ю. Полищук, В.П. Попов, В.П. Ханин; Оренбург. гос. ун-т // БИМП. - 2007.- № 4.
3. Гинзбург А.С., Савина И .М. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов: Справочник. - М.: Легкая и пи -щевая пром-сть, 1982. - 280 с.
Кафедра машин и аппаратов химических и пищевых производств
Поступила 12.04.07 г.
658.012.011.56: 663.479.1
ФОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ КВАСА
В.О. МОРОЗОВ, В.В. ОСОКИН
Кубанский государственный технологический университет
Квас - продукт молочнокислого брожения с участием ржаного или ячменного солода Молочная кислота, витамины, аминокислоты и микроэлементы, содержащиеся в квасе, обеспечивают его целебные свойства: способность улучшать обмен веществ, нормализовать деятельность сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, препятствовать размножению вредных и болезнетворных микробов, повышать аппетит, снимать усталость. Квас обладает бактерицидными свойствами, в нем гибнут тифозные и паратифозные микроорганизмы. Квас, содержащий солодовый экстракт, вводили даже в рацион питания спортсменов, отмечая положительный эффект, в частности при больших нагрузках на мышцы. Помимо микроэлементов в квасе содержится более 10 аминокислот, 8 из которых незаменимы.
В последние годы наметилось увеличение доли потребления хлебного кваса в сравнении с другими прохладительными напитками. Выработку кваса производят на предприятиях, оборудованных, в основном, средствами локальной автоматики, обеспечивающими только стабилизацию режимных технологических параметров. Для повышения эффективности производства кваса следует интенсифицировать его на основе системного подхода к автоматизации, предусматривающего решение взаимосвязанных задач на всех этапах технологического процесса.
В соответствии с ГОСТ 34.601-90 [1] создание автоматизированной системы управления (АСУ) включает восемь стадий. Первая предпроектная стадия -«Формирование требований к системе» - предусматривает изучение объекта и оформление заявки на разработку АСУТП.
Проведенное нами исследование объекта - технологического процесса производства хлебного кваса -
позволило выявить ряд особенностей, которые необходимо учитывать при создании АСУ.
Промышленное производство кваса может быть реализовано двумя способами: непосредственно из зерновых культур и из готового квасного сусла. Первый способ предусматривает приготовление из исходного сырья квасного сусла и последующее изготовление самого хлебного напитка. Второй заключается в разведении концентрата квасного сусла, сбраживания полученной смеси и купажа [2]. Этот способ, в частности, используется на крупнейшем в Краснодарском крае предприятии ООО «Национальный продукт».
Установленная на предприятии технологическая линия включает следующее оборудование: систему подготовки воды, варочный котел, бродильно-купаж-ные аппараты, емкости и насосы. На данном оборудовании сначала производится затор, представляющий собой смесь заданного количества сусла, сиропа, воды и дрожжей. Затем осуществляется купаж - добавление в готовый затор сиропа или сусла и сиропа. Брожение проводят при 26-30°С до снижения массовой доли сухих веществ в сусле до 1 г на 100 г сброженного сусла. При этом кислотность сусла должна характеризоваться следующим пороговым значением объема гидроксида натрия, расходуемого на титрование 100 см3 сусла: не менее 2 см3 раствора с концентрацией 1 моль/дм3. Окончание процесса брожения определяют по снижению содержания сухих веществ и нарастания кислотности кваса. На процесс брожения можно влиять добавлением дрожжей, сиропа и сусла [3].
Анализ технологических особенностей производства кваса показывает, что при управлении технологическим процессом необходимы проведение правильного дозирования компонентов, стабилизация параметров технологического процесса и точное определение момента готовности кваса.
Дозирование компонентов может осуществляться объемным и весовым способами. Объемное дозирование компонентов обеспечивает меньшую точность по
сравнению с весовым, что связано с большими по размеру основными погрешностями дозаторов и возможными дополнительными погрешностями от изменения плотности отдельных компонентов, температуры, влажности окружающего воздуха. При использовании весового дозирования точность зависит от погрешностей весовых устройств. Применяемые на предприятии весовые устройства при дозировании сусла и сиропа обладают погрешностью ±0,5%. Вода, имеющая стабильную плотность, практически не зависящую от изменения температуры в пределах 10-70° С, дозируется при помощи объемного расходомера, позволяющего значительно сократить время задания воды по сравнению с весовым дозированием. Погрешность при дозировании воды составляет ±0,5%. Задание живой культуры дрожжей и их предварительное приготовление производится технологами исключительно вручную, данный процесс автоматизации не требует.
Наиболее неблагоприятное воздействие на качество кваса оказывают погрешности в дозировании сусла, сиропа и воды, а также нарушение процентного соотношения компонентов при дозировании: повышение доли сусла в смеси увеличивает плотность, кислотность, цвет затора; увеличение доли сиропа в смеси повышает плотность затора; уменьшение доли воды в смеси увеличивает содержание сухих веществ в заторе.
Таким образом, одно из важных требований к системе управления производством кваса - наличие автоматического контроля соотношения дозируемых компонентов и возможности оперативного воздействия на режимные параметры технологического процесса для обеспечения инвариантности системы управления по отношению к данным возмущающим воздействиям.
Задача стабилизации режимных параметров технологического процесса должна решаться применительно к температуре затора, его кислотности, содержанию сухих веществ, избыточному давлению в емкостях, создаваемому в результате брожения. При этом следует учитывать возмущающие воздействия - непостоянную плотность сиропа и сусла, содержание сухих веществ непосредственно после брожения - и необходимость реализации процедуры оптимального управления технологическим процессом в функции показателя качества готового кваса.
Анализ источников [3, 4], а также непосредственно самого технологического процесса показывает, что критерием оптимальности может выступать комплексный показатель качества кваса, достижение которым заданного значения характеризует момент готовности продукции. Получение и применение такого способа определения готовности кваса позволит существенно улучшить качество продукта путем внедрения автоматического управления технологическим процессом.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 34.601-90. Информационная технология. Автома -тизированные системы. Стадии создания. - М.: Изд-во стандартов, 1991.
2. Ермолаева Г .А., Колчева Р.А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков. - М., 2000. -С. 126-128.
3. Ермолаева Г.А. Производство напитков. Производство кваса // Пиво и напитки. - 2002. - № 1. - С. 36-37.
4. Ермолаева Г.А. Производство напитков. Сырье для производства кваса и квасных напитков // Там же. - 2001. - № 3. -
С. 24-25.
Кафедра автоматизации производственных процессов
Поступила 31.08.06 г.
ПАТЕНТЫ
Патент на изобретение № 2292384. Способ отжима масла из масличного материала / Е.П. Кошевой, С.С. Калиниченко, Н.Н. Латин, В.Ю. Чундышко. Заявка № 2005121348 от 07.07.05; Опубл. 27.01.2007.
Изобретение относится к масложировой промышленности и предназначено для увеличения глубины отжима на шнековом прессе. Способ отжима масла из масличного материала в непрерывнодействующем шнековом прессе предусматривает подачу под давлением дополнительного агента в отжимаемый материал. В качестве дополнительного агента используют двуокись углерода в сверхкритическом состоянии. Изобретение позволяет повысить степень отжима исходного продукта, снизить содержание жидкой фазы и увеличить выход прессового масла.
Патент на изобретение № 2292399. Способ подготовки питательной воды для экстракции сахарозы из свекловичной стружки / Р.С. Решетова, О.Ю. Кон-дратова. Заявка № 2005112016 от 21.04.05; Опубл 27.01.2007.
Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ предусматривает подщелачивание аммиачной воды гидроксидом кальция до рН 10,5-11,0, де-аммонизацию. Смешивают деаммонизированную воду с жомопрессовой и барометрической водой. В нее перед смешиванием добавляют 0,05-0,3% к общей массе воды сульфат кальция. Затем смесь нагревают до температуры 80-85°С и сатурируют до рН 5,5-6,4. Изобретение обеспечивает повышение степени очистки питательной воды от несахаров.
