Расчет и проектирование средств измерений в производстве сливочного масла

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Тихоокеанский государственный экономический университет Кафедра инженерных дисциплин и ресурсосберегающих технологий КУРСОВАЯ РАБОТА Тема Расчет и проектирование номенклатуры средств измерений в производстве сливочного масла Владивосток 2009 г.

Содержание Введение.

1 Анализ аппаратурно-технологической схемы производства сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок.

2 Алгоритм проведения метрологического обеспечения производства, порядок выбора СИ.

3 Расчетная часть: обработка данных прямых измерений с многократными наблюдениями.

4 Разработка карты метрологического обеспечения производства Заключение Список использованных источников.

Введение

Сливочное масло — очень ценный высококалорийный пищевой продукт, вырабатываемый из коровьего молока, состоящий преимущественно из молочного жира, обладающий специфическими свойственными ему вкусом, запахом, пластичной консистенцией (при температуре +10+14°С) и привлекательной светло — желтой окраской. Помимо глицеридов различных жирных кислот в масле обнаружено более 50 разнообразных химических компонентов. Прекрасный вкус, аромат, сбалансированное количество летучих жирных кислот, большое содержание жирорастворимых витаминов, минеральных веществ, высокая усвояемость питательных веществ делает масло незаменимым продуктом. Процесс маслообразования — технологический автоматизированный процесс с использованием различных средств измерений. Автоматизация — один из решающих факторов повышения качества выпускаемой продукции и улучшения условий труда. В данной работе будет рассмотрен технологический процесс производства сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок. Также будут рассмотрены вопросы: какое оборудование используется для изготовления сливочного масла, и какие средства измерений позволяют осуществлять контроль за данным технологическим процессом на определенных этапах производства.

1 Анализ аппаратурно-технологической схемы производства сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок.

Приемка молока.

Фильтрация, взвешивание молока.

Подогрев молока.

Сепарирование.

Сливки Обезжиренное молоко (сливается).

Пастеризация сливок.

Дезодорация сливок.

Сепарирование, пахта (сливается).

Нормализация высокожирных сливок.

Преобразование высокожирных сливок в масло.

Фасование, упаковывание, термостатирование Для производства сливочного масла применяется молоко коровье, заготовляемое по ГОСТ 13 264–70 и соответствующее ветеринарно-санитарным правилам. Поступающее молоко фильтруют, проверяют электронным анализатором качества (жир, СОМО, плотность — согласно стандарту, заготовляемое молоко должно иметь плотность не менее 1,027 г/см³); определяют кислотность, которая должна быть не более 18 Т; массовую долю белка. Соответствующее требованиям ГОСТа молоко взвешивают на молочных весах, затем оно поступает в приемную ванну 1, в которой происходит подогрев молока до +35+40°С (требуется для уменьшения вязкости продукта перед сепарированием), из нее в пластинчатый теплообменник 2, где происходит равномерное распределение температуры по всему объему. В сепараторах-сливкоотделителях 3 поступившее молоко сепарируют при температуре +40°С, получая обезжиренное молоко (сливается) и сливки с МДЖ 32−37%, являющиеся исходным сырьем для производства сливочного масла. Сливки представляют собой эмульсию молочного жира (дисперсная фаза) в плазме молока (дисперсионная среда), стабилизированную белками молока и фосфолипидами. Сливки поступают в трубчатый пастеризатор 4, где пастеризуются при температуре +85+95°С. До подачи в пастеризатор сливки тщательно фильтруют. Пастеризация сливок предназначена для полного уничтожения патогенных микроорганизмов и максимально — всей остальной микрофлоры, инактивации ферментов, ускоряющих порчу продукта.

В дезодорационной установке 5 происходит обработка сливок при температуре +65+67°С и давлении 0,04 — 0,05 МПа. Насосом 6 сливки подаются под давлением около 0,4 МПа для концентрирования жировой фазы в сепаратор для высокожирных сливок 7 (температура сепарирования здесь составляет +75+85°С); получившиеся высокожирные сливки направляют в ванну 8 для термостатирования при температуре +63+67°С.

Термостатирование — выдерживание сливок для приобретения более насыщенного вкуса и запаха — обычно осуществляется в ванных нормализации типа ВН — 600.

При продавливании ротационным насосом 9 под давлением 0,40,02 МПа, высокожирные сливки охлаждаются до +20°С в результате контакта с охлаждаемой стенкой маслообразователя 10; в нем сливки перемешиваются мешалкой, давление здесь составляет 0,380,02 МПа. Маслообразователи могут быть цилиндрического (Т1-ОМ-2Т) и пластинчатого (Р3-ОУА-1000) типа. Из маслообразователя масло вытекает в виде свободно падающей струи, с содержанием влаги 273%, температурой +16+18°С и хорошо распределяется в ящиках, стоящих на столе 11, сконвертированных и выстланных пергаментом или другим разрешенным упаковочным материалом. Через несколько минут в состоянии покоя продукт затвердевает. Взвешивание готового масла происходит на весах — масло сливочное фасуют монолитами, брикетами, в жесткие стаканчики (коробочки) и металлические банки массой 2003,2 г, 2503,5 г, 1002 г, 3503,5 г и т. д. Для стабилизации структуры его термостатируют в маслокамере на заводе.

Аппаратурная схема производства сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок.

1 — приемная ванна; 2 — пластинчатый теплообменник; 3 — сепаратор-сливкоотделитель; 4 — трубчатый пастеризатор; 5 — дезодорационная установка; 6 — насос для сливок; 7 — сепаратор для высокожирных сливок; 8 — ванна для высокожирных сливок; 9 — ротационный насос; 10 — маслообразователь; 11 — стол.

2 Алгоритм проведения метрологического обеспечения производства, порядок выбора СИ Метрологическое обеспечение подготовки производства представляет собой комплекс научных организационно-технических мероприятий, обеспечивающих с требуемой точностью показатели качества продукции, показатели состояния оборудования и параметры технологических процессов. Метрологическое обеспечение является составной частью системы технологической подготовки процесса производства и направлено на использование технологического процесса и автоматизации производства. Технологический процесс включает в себя метрологическую экспертизу, которая выполняется в соответствии с ГОСТ 8.054−73 «Метрологическое обеспечение подготовки производства. Общие положения». Метрологическая экспертиза решает следующие задачи:

· Определяется оптимальная номенклатура параметров и показателей качества, измеряемых при их контроле;

· Проверяется использование стандартизованных методик выполнения измерений всех показателей;

· Проверяется соответствие показателей точности действующим стандартом;

· Проверяется правильность выбора методик выбора измерения;

· Проверяется правильность метрологической терминологии, наименований и обозначений физических величин и их единиц.

Основная задача метрологической службы предприятия — проведение организационно — технических мероприятий, способствующих повышению эффективности производства и качества выпускаемой продукции путем внедрения современных средств измерений, обеспечение постоянной готовности их к работе, соблюдения метрологической дисциплины.

Качество продукции определяется как совокупность свойств продукции, обусловливающих её пригодность к удовлетворению определенных потребностей в соответствии с её назначением. Можно выделить основные задачи метрологического обеспечения качества продукции:

· проведение анализа состояния измерений на предприятиях по совершенствованию метрологического обеспечения производства;

· проведение работ по созданию и внедрению современных методик выполнения измерений средств измерений и поверочной аппаратуры;

· внедрение государственных и отраслевых стандартов, разработка и внедрение нормативно-технических документов, регламентирующих нормы точности измерений, методики выполнения измерения, разработки новых видов продукции.

Алгоритм проведения метрологического обеспечения подготовки производства.

Порядок выбора средств измерений.

Спецификация средств измерений.

3 Расчетная часть: обработка данных прямых измерений с многократными наблюдениями Расчет погрешности массы брикета масла сливочного массой 200 г.

Получена группа наблюдений, записанных в таблицу 1.

Таблица 1.

Результаты наблюдения расположим в порядке возрастания от до и запишем в таблицу 2.

Таблица 2.

По данным таблицы 2.

Вычислим среднее арифметическое результатов наблюдений Вычислим размаха ряда К расчету берем.

Вычислим среднее квадратическое отклонение измерений:

= =.

Далее целесообразно проверить наличие грубых погрешностей в группе наблюдений. При нормальном законе распределения ни одна случайная погрешность с вероятностью практически равной единице не может выйти за пределы. Если присутствуют наблюдения, содержащие грубые погрешности, исключаем их из группы.

=.

В нашем случае ни одна случайная погрешность не выходит за пределы.

Вычислим коэффициент вариации, который характеризует степень отклонения результатов измерений от их средних значений. Его используют тогда, когда необходимо сравнить степень изменчивости нескольких выборок, имеющих различные средние арифметические:

Если <20%, то выборку считают однородной, в нашем случае выборка однородная и характеризует высокий уровень стабильности.

Вычислим среднее квадратическое отклонение среднего результата измерений.

0,135.

Эта зависимость показывает влияние количества проведенных опытов (наблюдений, измерений) на величину стандартного отклонения среднего результата. Приближенно о характере распределения случайной величины можно судить, построив гистограмму по данным таблицы 3.

Таблица 3.

Гистограмма 1.

Построенная гистограмма имеет нормальный закон распределения (закон Гаусса).

Вычислим доверительные границы случайной величины результата измерения при заданной доверительной вероятности p=0,95.

=.

где — коэффициент (критерий) Стьюдента. =2,043*0,135=0,28. Установим доверительный интервал — это интервал, в котором находится с заданной вероятностью истинное значение: <<. Доверительный интервал покрывает неизвестный параметр с заданной надежностью. В соответствии с ГОСТ 8.011−72, доверительный интервал является одной из основных характеристик точности измерений.

В записях величина погрешности должна иметь 2 значимые цифры, а величина среднего результата должна оканчиваться разрядом, которым начинается погрешность. В нашем случае, =0,28, при p=0,95.

Следовательно, мы имеем 95% вероятность обнаружить истинное значение в пределах 199,72−0,28<<199,72+0,28.

Вычислим относительную погрешность, которая дает представление о точности опытных данных Построим таблицу 4, в которую занесем полученные числовые значения.

Таблица 4.

На основании обработки данных можно сделать следующие выводы:

Среднее значение результатов наблюдений составляет 199,72 г; мера вариации (рассеяния) составляет 1,03; коэффициент вариации (рассеяния) равен 0,52%, это указывает на однородность выборки с высоким уровнем стабильности; доверительный интервал показывает, что истинное значение находится с заданной вероятностью в интервале 199,72; относительная погрешность составляет 0,14% и дает нам представление о точности данных.

4 Разработка карты метрологического обеспечения производства На основании анализа метрологического обеспечения технологического процесса разрабатывается документация, которая называется «карта метрологического обеспечения технологических процессов и контроля качества готовой продукции. В метрологической карте содержатся требования, установленные в нормативно-технической документации. С помощью метрологических карт на предприятии можно правильно, с небольшими затратами времени и легко подобрать необходимые СИ, которые обеспечат оптимальный технологический процесс производства. Также метрологическая карта позволяет осуществлять контроль за качеством и количеством продукции.

Карта метрологического обеспечения производства сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок.

Заключение

В современном обществе жесткая конкуренция рыночной экономики требует наличие на рынке продуктов высокого качества. Вместе с этим, для производителя очень важно, чтобы производство его продукции было с наименьшими финансовыми затратами и с наибольшей экономической выгодой. Технологические процессы в пищевой промышленности, как и в других отраслях народного хозяйства, должны контролироваться на каждой стадии производства. Российская специфика заключается в том, что данный контроль есть не всегда и не везде, что приводит к различным сбоям в производстве и отражается на качестве и объеме выпускаемой продукции. Для того чтобы этого не допустить, необходимо привлекать к работе специалистов, которые имеют высокую квалификацию и большой практический опыт. Каждая стадия, элемент, операция технологического процесса меняются в зависимости от внедрения новых технологий, постоянное развитие которых позволяет использовать все новые виды оборудования и средства измерений. А управлять и регулировать этими процессами смогут только люди грамотные и знающие свое дело. Если специалисты возьмут процессы производства под свой контроль, экономическая нестабильность нашей страны в сфере производства придет в равновесие, а жизненный уровень общества резко повысится.

сливочный масло метрологический контроль.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

.

1. Андрианов, Ю. П. Производство сливочного масла/Ю.П.Андрианов, Ф. А. Вышемирский, Д. В. Качераускис и д.р. — М.: Агропромиздат, 1988. — 303 с.

2. Барабанщиков, Н. В. Молочное дело/ Н. В. Барабанщиков. — М.:Колос, 1983. 414 с.

3. Горбатова, К. К. Биохимия молока и молочных продуктов/К.К. Горбатова. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. — 335 с.

4. Грищенко, А. Д. Сливочное масло/А.Д. Грищенко. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. — 280 с.

5. Гуляев-Зайцев, С.С. Физико-химические основы производства масла из высокожирных сливок/С.С. Гуляев-Зайцев. — М.: Пищевая промышленность, 1974. — 135 с.

6. Диланяев, Р. Б. Молоко и молочное дело/Р.Б. Диланяев. — М.: Колос, 1973. 255 с.

7. Дунченко, Н. И. Экспертиза молока и молочной продукции, качество и безопасность/Н.И. Дунченко, А. Г. Храмцев, И. А. Макеева, И. А. Смирнова. — Н.: Сибирское университетское издательство, 2007. — 320 с.

8. Исакович, И. Г. Весы и весовые дозаторы/И.Г. Исакович. — М.: Издательство стандартов, 1992. — 267 с.

9. Котова, О. Г. Повышение качества сливочного масла/О.Г. Котова. -М.: Пищевая промышленность, 1979. — 355 с.

10. Крылова, Г. Д. Основы стандартизации, сертификации и метрологии: учебник для ВУЗов, 2-е изд., перераб. доп./Г.Д. Крылова. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 1999. — 711 с.

11. Липатов, Н. Н. Сепарирование в молочной промышленности/Н.Н. Липатов. — М.: Пищевая промышленность, 1971. — 390 с.

12. Мамсуров, А. Х. Автоматика и автоматизация производственных процессов в общественном питании/А.Х. Мамсуров, Л. В. Киптелая. — М.: Экономика, 1986. — 216 с.

13. Петров, И. К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности/И.К. Петров. — М.: Агропромиздат, 1985. — 315 с.

14. Слесаренко, И. Б. Методы и средства измерений, испытаний и контроля: Учебно-методическое пособие к выполнению курсового проекта/И.Б. Слесаренко. — Владивосток: Издательство ДВГАЭУ, 2003. — 48 с.

15. Яблонский, О. П. Основы стандартизации, метрологии, сертификации/О.П. Яблонский, В. А. Иванова. — н/Д.: Феникс, 2004. — 448 с.