Автоматизация линии по производству январских полуфабрикатов (котлет)

cсхема.dwg

технология котлет.doc

В управлінні технологічними процесами широко застосовуються автоматичні системи регулювання. Призначення автоматичних систем регулювання полягає в підтримуванні заданих значень фізичних параметрів які характеризують протікання технологічного процесу.
Технологічні процеси харчових виробництв відповідно до їх загальних фізико – хімічних та біологічних закономірностей можна подати у вигляді таких типових процесів: механічні гідромеханічні теплові масообміні хімічні та мікробіологічні. Така кваліфікаційна ознака покладена в основу розробку типових схем автоматизації.
Більшість харчових виробництв складається із декількох різних типових процесів. Це дозволяє розглядати кожний такий процес як об’єкт локальної автоматизації для якого розробляються типові локальні системи автоматичного вимірювання контролю регулювання та управління.
Під час розробки локальних схем автоматизації слід також враховувати й особливості конструкції технологічного обладнання застосовується для здійснення даного процесу. Різні конструкції апаратів вагомо впливають на статичні та динамічні характеристики об’єкта що може призвести до різних рішень його автоматизації.
До найбільш поширених типових схем автоматизації відносяться схеми контролю та регулювання температури тиску рівня та витрати.
Січені напівфабрикати — це вироби певної геометричної форми виготовлені на основі м'ясного фаршу з сіллю спеціями і добавками піддані охолоджуванню іабо заморожуванню.
Січені напівфабрикати класифікують:
-за видом: котлети біфштекси шніцелі ромштекси фарші гамбургери фрикадельки біфштекси ромштекси биточки крокети;
-за термічним станом: охолоджені заморожені;
-за вмістом м 'ясної сировини: м'ясні м'ясо-рослинні.
Асортимент посічених напівфабрикатів:
-котлети (домашні московські київські крестянські Краснодарські м'ясо-капустяні м'ясо-картопляні м'ясо-рослинні нюрбинські якутські забайкальські бурятські пікантні низькокалорійні дитячі курячі дитячі курячі шкільні);
-биточки (низькокалорійні дитячі курячі дитячі);
-шніцель (московський особливий);
-біфштекс (міський яловичий молодіжний);
-м'ясний фарш (яловичий свинячий домашній баранячий особливий субпродуктів для біфштексів);
-фрикадельки (київські останкінські м'ясо-рослинні ленінградські дитячі);
-кюфтя по-московські.
ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГ ВИГОТОВЛЕННЯ СЧЕНИХ НАПВФАБРИКАТВ (КОТЛЕТ)
Для виготовлення посічених напівфабрикатів використовують м'ясо у остиглому охолодженому та розмороженому стані. Використовують м'ясо котлетне (яловиче свиняче бараняче кінське) жиловане м'ясо яловичини та II сортів свинину жирну напівжирну односортну яловичий та свинячий жир-сирець ковбасний несолоний шпик куряче м'ясо обвалене з кожею м'ясо механічного обвалювання субпродукти (м'ясо яловичих та свинячих голів легені свинячі і яловичі жиловану м'ясну обрізь).
Нем'ясні компоненти - молоко хліб пшеничний з борошна не нижче сорту картопля (свіжа сушена) яйця і яйцепродукти білкові препарати тваринного (плазма і сироватка крові молочні білки) і рослинного походження (соєвий концентрат) цибулю часник панірувальні сухарі спеції.
Найбільша питома вага жирової сировини використовуваної при виробництві напівфабрикатів припадає на частку шпика — підшкірного жиру з шкурою і без неї. Встановлюють мінімальні обмеження його товщини і маси які повинні бути не менше 15 см і 06 кг Поверхня шпика повинна бути чистою без залишків щетини (при виробленні шпика в шкурі або з частково знятою шкурою) синців без плям і забруднень. На розрізі шпик повинен бути білого кольору або з рожевим відтінком без пожовтіння потемніння і інших відтінків [5].
Яйця і яйцепродукты також використовують для виготовлення січених напівфабрикатів. Найбільш поширені меланж (суміш яєчного білка і жовтка в природному співвідношенні) і яєчний порошок (висушений меланж). Яйця і яйцепродукты повинні бути доброякісними без сторонніх запаху і смаку. Перед використанням яйця звільняють від шкаралупи виливаючи вміст в ємкості з матеріалів дозволених органами охорони здоров'я для контакту з харчовими продуктами. Меланж перед використанням розморожують яєчний порошок відновлюють шляхом перемішування з водою кімнатної температури в співвідношенні 1:3.
При виготовленні січених напівфабрикатів використовують пшеничний хліб не нижче за 1-й сорт. Хліб оцінюють по органолептичних ознаках (зовнішній вигляд стан м'якиша смак і запах) і физико-хімічних показниках (вологість кислотність пористість). Форма хліба повинна бути правильною кірка без тріщин надривів щільно прилегла до м'якиша. Забарвлення повинне бути від золотисто-жовтої до темно-коричневої залежно від сорту виробів. М'якиш добре пропечений еластичний некрошливый нелипкий рівномірно пористий без порожнеч. Смак і запах хліба повинні бути характерними для кожного сорту. Не допускаються присмак гіркоти зайва кислотність запах цвілі і інші сторонні присмаки і запахи. При розжовуванні хліба не повинен відчуватися хрускіт на зубах. Вологість хліба нормується стандартами по верхніх межах від 31 до 51 %. Чим вище сорт муки тим менше норма вологості хліба [6].
До цибульних овочів використовуваних при виробництві напівфабрикатів відносяться ріпчаста цибуля і часник. Лук і часник зберігають при температурі від 0 до 2 °С і відносній вологості повітря 70 75 % у провітрюваному приміщенні. Тривалість зберігання 8 10 міс. Середня висота укладання лука і часнику на стелажах розсипом 30 40 см. У ріпчастій цибулі міститься 0012 006 % ефірного масла яке додає йому запах і гострий смак а також вітаміни В1 В6 РР фолієва і пантотенова кислоти. Лук використовують в свіжому і сушеному вигляді.
Особливості технології
В умовах малого підприємства виробництво січених (котлет) напівфабрикатів складається з наступних технологічних стадій: підготовка інгредієнтів спецій і наповнювачів підготовка м'ясної сировини та його подрібнення приготування фаршу формування паніровка заморожування упаковка і зберігання. Технологічна схема виробництва котлет представлена на рис.1.1
Підготовка інгредієнтів спецій і наповнювачів. Текстурований соєвий білок (концентрат абокрупа) заздалегідь замочують у воді температурою 4 8 °С протягом 40 80 хв(сп.ввідношення білка і води 1:2 для борошна 1:3 для концентрату). Отриманийпдратований білок подрібнюють на куттері 2 3 хв або на вовчку з діаметромотворів рат 2 З мм.
Молочно-картопляний порошок сушену подрібнену картоплю картопляні пластівці крупу гранули заздалегідь замочують у воді температурою 50 60° С (співвідношення картопляної сировини і води 1:4) потім перемішують і витримують 2 З хв.
Цибулю ріпчасту свіжу очищають і промивають водою. Цибулю сушену часточками замочують на 2 год у воді температурою 15 17° С. В цибулю додають 65% вод від норми останні 35% додають у фарш. На 225 г сушеної цибулі 775 г води [6].
Хліб нарізаний шматками замочують у воді і подрібнюють на вовчку з діаметром отворів грат 3 мм. Подрібнений хліб перемішують в мішалці з меланжем або яєчним порошком або сироваткою крові 5 10 хв до утворення однорідної маси.
Рис. 1.1 Технологічна схема виробництва котлет
Меланж заздалегідь розморожують у ваннах з водою при температуріводи не вище 45° С. Яєчний порошок перемішують з водою в співвідношенні274 г яєчного порошку і 726 г води.
Панірувальне борошно просівають і пропускають крізь магнітоуловлювачі.
Сіль використовують в сухому вигляді з попереднім просіюванням або в розчині з водою після фільтрування.
М'ясо шпик жир-сирець цибулю і часник подрібнюють на вовчку з діаметром отворів рат 2 З мм для напівфабрикатів і 2 З або 4 5 мм для фаршу. Для котлет селянських м'ясну сировину заздалегідь подрібнюють на вовчку з діаметром рат 12 16 мм. Для шніцеля посіченого московського свинину жирну подрібнюють на вочку з діаметром отворів рат 8 мм.
Підготовка м'ясної сировини. Цей процес включає розділку обвалку і жиловку. М'ясо охолоджене і розморожене зачищають від забруднень кров'яних згустків і відтиснень клейм і направляють на обвалку і жиловку для відділення від кісток і жил. Розділку напівтуш проводять в підвішеному стані або на обробному столі. Розділене м'ясо жилуют і нарізують залежно від групового асортименту на шматки масою до 1 кг
Потім м'ясну сировину подрібнюють на кутерах з діаметром отворів грат 2 3 мм. При подрібненні сировини для січених полуфабрикатів рекомендуется'режущий комплект м'ясорубки збирати в наступному порядку: приймальний ніж двосторонній ніж крупна сітка з вихідними отворами діаметром 15 20 мм другий двосторонній ніж сітка з отворами діаметром 2 3 мм. Про якість подрібнення м'яса можна судити по характеру його закінчення з горловини м'ясорубки. При хорошій якості подрібнення фарш виходить зі всіх отворів грат і тече рівномірними цівками а "при поганому — витікає зигзагоподібними цівками і головним чином по краю грат. При неправильній роботі машини її горловина нагрівається.
Приготування фаршу. При складанні фаршу січених напівфабрикатів подрібнені м'ясна сировина білкові препарати овочеві і круп'яні компоненти пшеничний хліб воду сіль і спеції зважують або дозують за допомогою дозаторів. Потім зважена сировина і спеції завантажують у фаршемішалки періодичної дії і проводять перемішування протягом 4 6 хв до утворення однорідної маси.
Формування і паніровка. Приготований фарш формують на спеціальних машинах що формують. Вироби укладають на лотки рівномірно посипані тонким шаром панірувальної муки з подальшою паніровкою їх поверхні. Для контролю періодично протягом зміни відбирають по 10напівфабрикатів узятих з кожного ряду на лотку. Допускається відхилення від маси 1напівфабрикату ± 5 % а від маси 10± 4 %. Рубані напівфабрикати з виробничими дефектами (деформовані з відхиленнями від маси) з непростроченими термінами реалізації і без ознак псування використовують при виготовленні напівфабрикатів відповідного асортименту в кількості не більше 3 % маси приготованого фаршу з дозволу ветеринарно-санітарного нагляду. В цьому випадку при виготовленні фаршу напівфабрикатів слід враховувати кількість хліба і паніровки яка міститься в напівфабрикатах що направляються на переробку.
Заморожування упаковка і зберігання. Січені напівфабрикати типу котлет призначені для реалізації в замороженому вигляді після формування розміщують в один ряд на рамах етажерках або сітчастих контейнерах і направляють в морозильну камеру або скороморозильний апарат.
Маса напівфабрикатів 50 75 і 100 г. Напівфабрикати (котлети шніцель біфштекси) заморожують на рамах або етажерках в морозильних камерах при температурі не вище -20 °С зі швидкістю руху повітря 01 02 мс впродовж не менше 3 год (при -30 35 °С не менше 1 год) до температури усередині напівфабрикату не вище -10 °С.
Пакування. Напівфабрикати випускають ваговими і розфасованими.
Охолоджені напівфабрикати укладають на лотки-вкладиши або підложки.
Заморожені напівфабрикати перед заморожуванням або після укладають у пакети з поліетиленової плівки на підложки загортають у серветки з целофану пергаменту підпергаменту.
Маса нетто пакувальної одиниці - від 200 до 1000 г [2].
ОПИС ОБЛАДНАННЯ ЛН ВИРОБНИЦТВА СЧЕНИХ НАПВФАБРИКАТВ (КОТЛЕТ)
Фаршемішалка ПКС-019 (рис. 2.1) призначена для перемішування м'ясного фаршу і інших подрібнених харчових продуктів з компонентами.
Рис. 2.1. Фаршемішалка ПКС-019
Технічні характеристики:
Коефіцієнт заповнення не більше
Частота обертання мішалки обхв
Встановлена потужність кВт
Габаритні розміри мм
- всі дотичні з продуктами деталі виконані з харчової неіржавіючої сталі
- має вимішуючий пристрій лопатевого типу що забезпечує рівномірне і ефективне перемішування
- кришка фаршемішалки конструктивно закріплена на каркасі виконана з оргстекла і оснащена пристроєм блокування
- має фіксуючий пристрій для утримання діжі в робочому положенні
- вивантаження продукту здійснюється за рахунок перекидання діжі над приймальною ємкістю що входить в комплект постачання
- комплектується мотор-редуктором
- випускається модифікація виготовлена повністю з неіржавіючої сталі (модель ПКС-019(Н))
Насос шнековий (рис. 2.2.)призначений для переміщення в`язких систем на визначену відстань по трубопроводах.
Рис. 2.2. Насос шнековий
Продуктивність м3час
Потужність двигуна кВт
Число оборотів двигуна обхв
Крок витків шнека мм
Габаритні розміри не більш мм
Вовчок AutoGrind (рис. 2.3). Система AutoGrind дає прекрасну комбінацію продуктивності і якості. Швидкісна робота з охолодженим або замороженим м'ясом (навіть з м'ясними блоками замороженими до –22°C) вовчок AutoGrind саме подрібнює блоки продукції а не розламує їх.
Рис. 2.3. Вовчок AutoGrind
Вихід і якість залишаються високими оскільки майже не утворюється дрібних залишків. А оскільки температура піднімається всього 1–2°C та якість залишається чудовою: продукт не розвалюється і не розмазується зберігаючи свою структуру. Розроблений для сучасних виробничих умов подаючий шнек AutoGring дозволяє здійснювати неперервну подачу. Швидкість двох шнеків може регулюватися незалежно один від одного за допомогою окремих приводів. При цьому подаючий шнек який заздалегідь розламує блоки обертається повільніше а оброблювальний шнек встановлюється на велику швидкість. Час перемикання машини від роботи із замороженим м'ясом і свіжому рівно нулю оскільки для обох типів м'яса можуть використовуватися однакові настройки машини. Підтримуючий пристрій ріжучого набору скорочує тертя між ножами і гратами. Легко доступна конструкція без зазорів або порожнин (де могли б розмножаться бактерії) зчленувань і стиків (де може накопичуватися вода) забезпечує оптимальну гігієну легке очищення і техобслуговування машини AutoGrind. Завдяки реверсу переробляючого шнека блоки ріжучого інструменту можна легко замінювати навіть коли машина завантажена продуктом.
обробка заморожених блоків при температурі до –22°C. Мінімальна кількість залишків.
автоматичне видалення хрящів сухожиль і кісток.
обробка свіжого м'яса і заморожених блоків без зміни ножової системи машини.
унікальна двошнекова конструкція з незалежною настройкою швидкості. варіант для подрібнення сира.
швидке технічне обслуговування і легке очищення.
оптимальна гігієна.
Принцип дії: заморожені блоки подаються в завантажувальний бункер AutoGrind де подаючий шнек що поволі обертається дробить їх. Заздалегідь подрібнений заморожений матеріал передається на переробляючий шнек потім поступає в ріжучу систему і там подрібнюється до необхідної грануляції. Так само шматки свіжого м'яса подаються в завантажувальний бункер і підхоплюються подаючим шнеком. Потім м'ясо передається на переробляючий шнек AutoGrind і на ріжучий блок забезпечуючи оптимальне роздрібнення.
Потужність приводу робочого шнека двошвидкісний кВт
Швидкість робочого шнека обхв
Потужність приводу подаючого шнека двошвидкісний кВт
Швидкість подаючого шнека обхв
Параметрів живлення
Вовчок JR-160 (рис. 2. 4.) для м'яса раціонально і компактно сконструйована надійна проста в експлуатації зручна в технічному обслуговуванні обладнана власним завантажувальним пристроєм що значно прискорює процес завантаження продукції і полегшує роботу оператора.
Всі елементи головки вовчок фіксуються спеціальною гайкою яка закручується уручну що дозволяє без підручних засобів швидко і легко розібрати вузол подрібнення м'яса.
Рис. 2. 4. Вовчок JR-160
Значно прискорюється і спрощується процес миття і технічного обслуговування дзиги.
Встановлений на вовчок шнек вироблений за спеціальною технологією має високу зносостійкість гладку поверхню легко миється значно підвищується надійність вовчок продовжуються його експлуатаційні терміни. Модель вовчок JR-160 обладнана двома шнеками. Всі елементи приводу промислової вовчок розміщені в корпусі і закриті захисними кришками мінімізується вірогідність нанесення травми персоналу підвищується рівень безпеки експлуатації вовчок.
Швидкість обертання шнеків обхв
Електроживлення В (Гц)
Споживана потужність кВт
КОТЛЕТОФОРМУЮЧИЙ АПАРАТ
Автомат котлетний АК-2М-40 (рис. 2. 5.)призначений для дозування і формування котлет з м'ясного фаршу.
Принцип роботи: фарш із завантажувального циліндра нагнітається шестилопатевим гвинтом у формувальні отвори столу після чого відформовані котлети поршнями виштовхуються на поверхню столу
Рис. 2. 5. Автомат котлетний АК-2М-40
де їх підхоплює конвеєрний диск і скидає убік. Відформовані котлети укладаються на посипані сухарями лотки або упаковуються для подальшого продажу [1].
Продуктивність шт.год
Місткість завантажувального циліндра л
РОЗРОБКА СИСТЕМИ АВТОМАТИЗАЦ
Технологічний процес що протікає в об'єкті автоматизації.
Виробництво котлет складається з декількох стадій. Початковою стадією є подрібнення жилованого м'яса та допоміжної сировини які подрібнюється на вовчках. Автоматизацією процесу полягає в тому що вже подрібнене м'ясо і допоміжна сировина потрапляють в відповідні насоси які перекачують отримані маси по трубопроводу під тиском в дозатор. У дозаторі відбувається зважування м'яса і допоміжної сировини і далі все слідує в фаршезмішувач де вже залита вода що поступає з накопичувальної ємкості.У змішувачі відбувається процес перемішування після чого отриманний фарш насосом подається в бункер для фарша котлетоформуючого апарату і після формування котлет і направляються на заморожування.
Завдання на розробку системи автоматизації ділянки лінії по виробництву котлет представлено в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1 - Завдання на розробку системи автоматизації
Параметр місце добору сигналу
Припу-стиме значення параме-тра
Характер контролю або керування
Насоси для подачі фаршу допоміжної сировини
Ваги для виміру фаршу
Підтримання у заданому діапазоні
Вплив на подачу м’яса
Ручне дистанційне програмне
Продовження табл. 3.1
Апарат формування котлет
Опис системи автоматизації
Ділянка лінія приготування котлет складається з такого технологічного обладнання: вовчка для жилованого м’яса фаршевого насоса м`ясного фаршу IV вовчка для допоміжної сировини V фаршевого насоса допоміжної сировини V бункера для зважування м’яса VII ємності X для дозування води змішувача VI фаршевого насоса рецептурної суміши X котлетного автомату XI. а також підйомника .
Система автоматичного дозування фаршу та допоміжної сировини складається з тензометричного пристрою 12–1 на якому підвішується ваговий бункер приладу 12–2 що контролює масу м’яса в бункері та задатчика маси м’яса 12–3.
У ємності X встановлюються п’ять первинних вимірювальних перетворювачів рівня 15–1а 15–1б 15–1в 15–1г 15–1д що визначають об’єм води 20 40 60 80 та 100 л відповідно які з’єднуються з приладом для вимірювання рівня що обладнується контактним пристроєм 15–3. Перед початком роботи оператор на пульті управління встановлює потрібну за рецептурою масу м’яса 12–3. Система автоматизації дозволяє дозувати сировину в межах від 40 до 300 кг. Схемою передбачається автоматичний або ручний режими роботи обладнання. Режим роботи встановлюється перемикачем 1 – 1.
З натисканням кнопки 2 – 1 вмикається підйомник який загружає основну сировину в бункер вовчка . При натисненні кнопок 3–1 та 6–1 вмикається електродвигун вовчка та фаршевого насоса IV що вимикається коли в бункер надійде задана маса м’яса. З регулятора 12–2 електричний сигнал подається на перетворювачі 12–4 де він перетворюється на пневматичний і далі на виконавчі механізми 12–5 та 12–7 відкриття стулок бункеру. Після вивантаження м’яса з приладу 12–2 крізь перетворювач 12–6 надходить сигнал на виконавчі механізми 12–5 та 12–7 які зачиняють стулки бункера таким же чином дозується допоміжної сировина.
Разом з початком автоматичного циклу дозування м’яса починається заповнення ємності X водою.
Необхідні за рецептурою об’єми води після дозування м’яса та допоміжної сировини за рецептурою надходять у змішувач. При цьому схема працює таким чином: сигнал з приладу 12 – 2 крізь прилад 15 – 3 подається на виконавчий механізм 15 – 4 що відкривається.
Після подачі усіх компонентів до змішувача вмикається його вал з лопатами що змішує усі рецептурні компоненти протягом заданого часу (програмний пристрій 20-1).
Після змішування готовий фарш потрапляє у відповідну ємність фаршового насосу X який вмикається кнопкою 19 – 1 і перекачує фарш до котлетного апарату де проходить процес формування. Котлетний апарат вимикається кнопкою 18 – 1. Після штампування котлети надходять до морозильної камери.
Замовлена специфікація на прилади та автоматизації ділянки лінії виробництва котлет наведена в таблиці 3.2.
Таблиця 3.2- Специфікація на прилади та засоби автоматизації
Параметр середовище і місце добору сигналу.
Граничне значення парам.
Найменування і характеристика
Кнопка режиму роботи
Кнопачна стація управління
Продовження табл.3.2
Тензометрич-ний прилад
Електричний виконавчий механизм
Електро-пневмоперетворювачи
Електронний сигналізатор рівня. Датчик ємнісний стержневий. Похибка спрацьовува-ння ±10 мм
Ключ управління призначений для управління.
В процесі виконання курсового проекту з дисципліни «Автоматизація виробничих процесів» який є також обов`язковою частиною дипломного проекту:
закріпив та поглибив знання в галузі автоматизації виробничих процесів;
набув практичних навичок застосування цих знань у роботі з проектними матеріалами;
розглянув технологію виготовлення січених напівфабрикатів;
розробив систему автоматизації технологічної лінії виробництва січених напівфабрикатів (котлет);
описав систему автоматизації;
зобразив лінію автоматизації виробництва січених напівфабрикатів (котлет) та засобів автоматизації;
підібрав обладнання відповідно до технологічної лінії;
СПИСОК ВИКОРИСТАНО ЛТЕРАТУРИ
В. В. Рвачов М. В. Гуртовий. Технологічне обладнання харчових виробництв.
Кліменко М. М. Пасічний В. М. Масліков М. М. Технологічне проектування м`ясо-жирових виробництв За ред. Професора Кліменко М. М. Навчальний посібник. – Вінниця: Нова Книга 2005-384 с.
Кіптела Л.В. Автоматизація виробничих процесів: Навч. посібник Харк. Держ. академія технол. та орг. харчування. – Харків 2002. – 133 с.: іл..
Проектирование предприятий мясной отросли с основами САПР Л. В. АН-П79 Типова Н. М. Г. П. Казюлин и др. – М.: Колос 2003-320 с.: ил. – (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).
Справочник по разделки мяса производству полуфабрикатов и быстрозамороженных готовых мясных блюд. Б. Е. Гутник Н. Ф. Генералов
Н. К. Шигаева и др. 1984 с.
Технология мяса и мясопродуктов. А. А. Соколов Д. В. Павлов А. С. Большаков. 1970.
Мамсуров А. Х. Киптела Л. В. Автоматика та автоматизация производственных процессов мясной и молочной промышленности. – М.: Агропромиздат 1987. – 240 с.
Тушинський В. . Бабіченко А. К. Беляк П. . Технічні засоби автоматизації. – К.: СДО 1995. – 104 с.