Моделирование процесса производства кефира

Содержание

Введение

1 Функциональный и технико-экономический анализ объекта управления

1.1 Наименование и область применения

1.2 Основание для разработки

1.3 Цель и назначение разработки

1.4 Основные направления автоматизации процесса закваски

1.5 Параметры, влияющие на прохождение процесса

1.6 Описание технологической схемы производства

1.6.1 Описание техн

ологической схемы производства кефира

1.6.2 Заквасочник

2 Моделирование объекта управления

2.1 Структурная идентификация объекта

2.2 Статическая модель технологического объекта

2.2.1 Материальный баланс

2.2.2 Тепловой баланс

2.3 Динамическая модель технологического объекта

Заключение

Приложение А

Введение

Процесс закваски занимает одно из важных мест в пищевой технологии и встречается почти во всех отраслях молочной промышленности.

Кисломолочные продукты используются в диетическом и детском питании, оказывают положительное влияние на здоровье человека.

Кисломолочные продукты – это группа молочных продуктов, которые вырабатываются из молока или его производных путем сквашивания различными заквасками. Для их производства используются чистые культуры молочнокислых бактерий или дрожжей.

Кисломолочные продукты можно разбить на 2 вида. Продукты молочнокислого брожения, в которых бактерии расщепляют молочный сахар с образованием молочной кислоты, под действием которой казеин молока выпадает в виде хлопьев, что повышает усвояемость молочнокислых продуктов по сравнению с молоком. К продуктам кисломолочного брожения относятся творог, сметана, простокваша и другие. И продукты смешанного брожения, в которых из молочного сахара кроме молочной кислоты образуется также спирт, углекислый газ и летучие кислоты, что также повышает усвояемость молочнокислых продуктов. К продуктам смешанного брожения относятся кефир, ряженка, ацидофилин, айран, кумыс и другие.

Задача автоматизации заключается в разработке методов для обеспечения эффективного управления, снижение затрат, повышение уровня безопасности.

1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ И ФОРМИРОВАНИЕ ЦЕЛИ АВТОМАТИЗАЦИИ

1.1 Наименование и область применения

Наименование курсовой работы - «Моделирование процесса производства кефира». Моделирование происходит на примере заквасочника для возможности прогнозирования результатов процесса закваски и выбора оптимального регулирования.

1.2 Основание для разработки

Моделирование и автоматизация системы необходимы в связи с повышением требований к качественным показателям готового продукта; минимальному удельному расходу тепла, пара, воздуха и электроэнергии; точности процесса; возможности применения максимальной автоматизации и механизации, программного управления процессом закваски.

1.3 Цель и назначение разработки

Моделирование данного микробиологического процесса должно обеспечить соответствие всех параметров процесса требованиям, предъявляемым к подобным системам, используемым в пищевой промышленности, в настоящее время.

1.4 Основные направления автоматизации процесса закваски

Основные направления дальнейшего развития заквасочников на пищевых предприятиях можно охарактеризовать двумя факторами: усовершенствованием существующих конструкций заквасочников и способов закваски с исследованием соответствующих рациональных режимов и разработкой новых, более прогрессивных методов закваски на базе современного уровня науки и техники.

При выборе рациональных конструкций заквасочников и методов закваски необходимо руководствоваться следующими требованиями:

обеспечение высоких качественных показателей готового продукта (набухаемость, вязкость, полезность и пр.);

минимальный удельный расход тепла, пара, воздуха и электроэнергии;

высокие технико-экономические показатели;

удобство монтажа, эксплуатации и ремонта;

возможность применения максимальной автоматизации и механизации, программного управления процессом закваски.

1.5 Параметры, влияющие на прохождение процесса

Во всех случаях необходимо тщательно изучать влияние основных параметров заквасочника.

Параметры:

- потребление пара, кг/ч;

- потребление холодной воды, м³/ч;

- потребление ледяной воды, м³/ч;

- установленная мощность, кВт;

- потребление воздуха, м³/ч;

- занимаемая площадь, м².

При этом, однако, не следует забывать о химическом составе готового продукта.

1.6 Описание технологической схемы производства

1.6.1 Описание технологической схемы производства кефира

Рис. 1.1 - Технологическая схема производства кефира

ПМ пастеризованное нормализованное молоко;

К кефир;

КТ - кран трехходовой;

Е5 - заквасочник;

Е6 - емкость под пастеризованное нормализованное молоко;

К - кран проходной;

Н - насос НМУ;

Ф,к – фасованный кефир;

Производить кефир предусмотрено резервуарным способом. Производство состоит из следующих операций: заквашивание, сквашивание, охлаждение и созревание кефира. Операции заквашивания, сквашивания и созревание кефира являются основными, т.к. определяют вкус и консистенцию продукта. Охлажденное до температуры 20-25°С, уже пастеризованное молоко заливают в резервуар-заквасочник и вносят, предварительно приготовленную закваску - 5-6% массы молока.

После тщательного перемешивания содержимое резервуара оставляют в покое, обеспечивая с помощью водяной рубашки постоянную температуру. Молоко сквашивают до получения плотного сгустка кислотностью 90-100°Т. Продолжительность сквашивания составляет 10-12 часов при температуре не ниже 20°С. Конец сквашивания определяют по его вязкости.

При достижении необходимых параметров сгустка циркуляцию воды в рубашке прекращают, в межстенное пространство подают ледяную воду температурой 1-2°С и включают мешалку для его перемешивания, содержимое резервуара охлаждается. После достижения температуры сгустка 12-16°С подачу охлаждающей воды прекращают и его оставляют в покое на 4-6 часов для созревания и развития дрожжей.

Затем содержимое резервуара доохлаждают до температуры 8-10°С для завершения созревания. Продолжительность охлаждения и созревания составляет 12-24 часов. При этом происходит набухание белков, что повышает вязкость, накопление спирта и углекислоты в результате развития дрожжей, и готовый продукт приобретает специфические вкус и запах.

1.6.2 Заквасочник

Рис. 1.2 - схема заквасочника

1 – стенка внутреннего резервуара;

2 – стенка кожуха;

3 – крестообразная мешалка;

4 – привод мешалки;

5 – люк;

6 – клапан для спуска готового продукта;

7 – штуцер для подачи хладагента;

8 – штуцер переливной трубы;

9 – штуцер моющего устройства;

10 – пробный кран;

11 – изоляция танка;

12 – штуцер датчика верхнего уровня;

 Скачать реферат