СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА НОРМАЛИЗАЦИИ СЛИВОЧНОГО МАСЛА ПО ВЛАЖНОСТИ Российский патент 2007 года по МПК A01J15/00 G05D27/02 

Предлагаемое изобретение относится к области производства сливочного масла, а именно к способам и устройствам для нормализации сливочного масла по влажности, и может быть использовано в управлении производством масла, например, на маслоизготовителях непрерывного действия типа А1-ОЛО/1.

При производстве сливочного масла способом сбивания сливок технологическими операциями, формирующими влажность масла, являются: сбивание сливок в маслоизготовителе, механическая обработка масляного зерна и увлажнение масла путем подачи нормализующего компонента.

Известно, что при сбивании сливок происходит агрегация (слипание) жировых шариков, являющаяся одним из элементарных физических процессов. В результате сбивания получается масляное зерно, влажность которого на этом этапе определяется частотой вращения мешалки сбивателя. Затем масляное зерно поступает в маслообработник, где подвергается механической обработке шнеками. Определяющим нормированным по стандартам параметром готового продукта является содержание влаги.

Известен способ стабилизации влажности путем внесения нормализующего компонента на выходе масла из маслоизготовителя. Однако этот способ применим тогда, когда режим работы маслоизготовителя обеспечивает влажность сливочного масла ниже заданного значения. Кроме этого, этот способ при больших отклонениях влажности нарушает технологически приемлемое распределение влаги в масле [1, 2].

Известен способ стабилизации влажности масла изменением числа оборотов сбивателя. Недостатком его является большое время запаздывания и аппаратурно-технологическая ограниченность в пределах допустимого изменения числа оборотов мешалки сбивателя, что затрудняет его применение при значительных отклонениях влажности, возникающих, например, при пусковом режиме маслоизготовителя или в установившемся режиме работы маслоизготовителя при переходе на другой сливкосозревательный резервуар.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является способ автоматического управления процессом нормализации сливочного масла по влажности [3], предусматривающий регулирование частоты вращения привода мешалки сбивателя и подачи нормализующего компонента в зависимости от рассогласования влажности от заданного значения с целью сокращения времени повышения влажности сливочного масла до заданного значения, что достигается дополнительным регулированием частоты вращения привода мешалки сбивателя в зависимости от рассогласования влажности от заданного значения.

Недостатком указанного способа при превышении влажностью заданного значения является большое время запаздывания, так как стабилизация влажности в этом случае производится только по каналу регулирования частоты вращения мешалки сбивателя, а при больших возмущающих воздействиях, обусловленных пусковым режимом или подключением сливок на сбивание, отличающихся физико-химическими свойствами, например при переключении на другой сливкосозревательный резервуар, практически не обеспечивается стабилизация влажности из-за отмеченных технологически разрешенных пределов изменения частоты вращения мешалки сбивателя.

Изобретение направлено на повышение качественных показателей стабилизации влажности масла (например, сокращение времени стабилизации влажности, снижение амплитуды отклонения влажности в процессе стабилизации, сокращение пускового периода и т.п.) при повышенной величине возмущающих воздействий, обусловленных, например, переходом на другой сливкосозревательный резервуар, пусковым режимом и т.п.

Это достигается тем, что вводится дополнительное регулирующее воздействие по каналу температуры сбивания сливок и применяются различные схемы регулирования процессом нормализации влажности при снижении и увеличении влажности масла.

Предлагаемый способ можно продемонстрировать на устройстве, представленном на чертеже.

Оно содержит теплообменник 1 для сливок, мешалку сбивателя 2, шнековый обработник 3 с насосом-дозатором 4 нормализующего компонента, являющиеся конструктивными элементами маслоизготовителя непрерывного действия. На выходе сливочного масла из маслоизготовителя установлен первичный преобразователь 5 влажности, который через микроконтроллер 6 связан с исполнительным механизмом 7 насоса-дозатора, исполнительным механизмом 8 регулирования частоты вращения привода мешалки сбивателя 9 и исполнительным механизмом 10 регулирования температуры сбивания сливок. Микроконтроллер 6 формирует регулирующее воздействие (количество подаваемого нормализующего компонента, частоту вращения мешалки сбивателя и температуру сбивания сливок) и обеспечивает взаимодействие каналов регулирования влажности в соответствии с величиной и знаком отклонения влажности от заданного значения.

При отклонении влажности масла от заданного значения в меньшую сторону (уменьшение влажности) сигнал с первичного преобразователя 5 поступает в микроконтроллер 6, который формирует управляющий сигнал на увеличение подачи нормализующего компонента. Этот сигнал подается на исполнительный механизм 7 насоса-дозатора 4 нормализующего компонента, увеличивая тем самым его производительность. Одновременно с этим микроконтроллер 6 формирует управляющие сигналы на изменение частоты вращения мешалки сбивателя и изменение температуры сбивания сливок и подает их соответственно на исполнительные механизмы 8 и 10, изменяя тем самым частоту вращения привода мешалки сбивателя 9 и температуру сбивания сливок, что увеличивает влажность масла. При достижении отклонения текущей влажности максимальной величины, микроконтроллер 6 сохраняет уровень управляющего воздействия по каждому каналу регулирования до момента, указанного ниже. Регулирующее воздействие, внесенное по каналу дозирования нормализующего компонента, вызовет восстановление заданного значения влажности, но не обеспечит оптимальное распределение влаги в масле. Регулирующее воздействие по каналу регулирования частоты вращения мешалки сбивателя и каналу регулирования температуры сбивания сливок окажет влияние на влажность масла с запаздыванием, что выразится в появлении сигнала рассогласования влажности с противоположным знаком. При этом микроконтроллер 6 через исполнительный механизм 7 уменьшает подачу насосом-дозатором 4 нормализующего компонента до заданного (номинального) значения, сохраняя, при этом, уровень регулирующего воздействия по каналу изменения частоты вращения мешалки сбивателя и изменения температуры сбивания сливок без изменений и принимая его за новое номинальное значение. Таким образом, процесс нормализации сливочного масла по влажности по каналам изменения частоты вращения мешалки сбивателя и изменения температуры сбивания сливок "вытесняет" канал дозирования нормализующего компонента и приводит режим производства масла к оптимальному.

При отклонении влажности масла от заданного значения в большую сторону (увеличение влажности) сигнал с первичного преобразователя 5 поступает в микроконтроллер 6, который формирует управляющий сигнал на уменьшение подачи нормализующего компонента. Этот сигнал подается на исполнительный механизм 7 насоса-дозатора 4 нормализующего компонента, уменьшая, тем самым, его производительность вплоть до полного прекращения подачи нормализующего компонента (исключения канала дозирования нормализующего компонента). Одновременно с этим микроконтроллер 6 формирует управляющие сигналы на изменение частоты вращения мешалки сбивателя и изменение температуры сбивания сливок и подает их соответственно на исполнительные механизмы 8 и 10, изменяя тем самым частоту вращения привода мешалки сбивателя 9 и температуру сбивания сливок, что уменьшает влажность масла. При достижении отклонения текущей влажности максимального значения, микроконтроллер 6 сохраняет уровень управляющего воздействия по каждому каналу до момента, указанного ниже. Регулирующее воздействие, внесенное по каналу дозирования нормализующего компонента, вызовет восстановление (частичное восстановление) заданного значения влажности. Регулирующее воздействие по каналу регулирования частоты вращения мешалки сбивателя и каналу регулирования температуры сбивания сливок окажет влияние на влажность масла с запаздыванием, что выразится в появлении сигнала рассогласования влажности с противоположным знаком. При этом микроконтроллер 6 через исполнительный механизм 7 увеличивает подачу насосом-дозатором 4 нормализующего компонента до заданного (номинального) значения, сохраняя, при этом, уровень регулирующего воздействия по каналу изменения частоты вращения мешалки сбивателя и изменения температуры сбивания сливок и принимая его за новое номинальное значение. Таким образом, процесс нормализации сливочного масла по влажности по каналам изменения частоты вращения мешалки сбивателя и изменения температуры сбивания сливок "вытесняет" канал дозирования нормализующего компонента и приводит режим производства масла к оптимальному.

Источники информации

1. Грищенко А.Д. Сливочное масло. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 295 с.

2. Производство сливочного масла: Справочник / Андрианов Ю.П., Вышемирский Ф.А., Качераускис Д.В. и др.; Под ред. д-ра техн. наук Ф.А.Вышемирского. - М.: Агропромиздат, 1988. - 303 с.

3. Авторское свидетельство SU 1163815 А, А01J 15/00, опублик. 30.06.85. Бюл. №24 (прототип).

Изобретение относится к молочной промышленности. Регулируют частоту вращения мешалки сбивателя и подачу нормализующего компонента в зависимости от рассогласования влажности масла от заданного значения. Изменяют температуру сбивания сливок в зависимости от изменения влажности масла от заданного значения. При отклонении влажности масла ниже заданного значения температуру сливок изменяют на величину, эквивалентную величине дозирования нормализующего компонента. При отклонении влажности масла выше заданного значения температуру сливок изменяют на величину, эквивалентную отклонению влажности масла от заданного значения. Изобретение позволяет повысить качественные показатели стабилизации влажности масла, например сокращение времени стабилизации влажности, снижение амплитуды отклонения влажности в процессе стабилизации, а также увеличить выход сливочного масла более 180 кг за рабочую смену. 1 ил.

Способ управления процессом нормализации сливочного масла по влажности, предусматривающий регулирование частоты вращения мешалки сбивателя и подачу нормализующего компонента в зависимости от рассогласования влажности масла от заданного значения, отличающийся тем, что дополнительно изменяют температуру сбивания сливок, причем при увеличении влажности масла от заданного значения изменение температуры сбивания сливок осуществляют по отклонению влажности масла от заданного значения, а при уменьшении влажности масла от заданного значения изменение температуры сбивания сливок осуществляют в зависимости от величины подачи нормализующего компонента.