Автоматизированная система управления купажного отделения сока

  Технологические процессы, основанные на смешении, широко используются на различных предприятиях, например:

• переработка нефти;
• приготовление строительных смесей;
• химическая промышленность;
• фармацевтика;
• выпуск кормов;
• косметическая промышленность, бытовая химия;
• текстильная промышленность;
• пищевая промышленность.

  При этом на пищевых производствах процесс смешения называется купажированием, которое используется в:

• виноделии;
• молочной промышленности;
• масложировой промышленности;
• производстве соусов, приправ;
• производстве газированных напитков;
• приготовлении чая, кофе

и многих других технологических процессах.

  Для пищевых производств купажное отделение является основным технологическим узлом, в котором происходит непосредственное приготовление выпускаемого продукта. Главная задача купажного отделения на предприятии – смешение различных компонентов для выпуска продукта, который удовлетворяет установленным требования. При промышленном купажировании должны обеспечиваться:

 

- точное дозирование используемых компонентов/ингредиентов,

- непрерывный контроль, управление оборудованием,

- обеспечение режимов CIP-мойки,

- взаимодействие с АСУ смежного оборудования, непосредственно подключенного к купажному отделению.

  Нами разработаны, внедрены АСУ купажных отделений соков и нектаров с различными структурами, уровнем, средствами автоматизации, но с безусловным выполнением требований:

- надежности,

- безопасности,

- точности дозирования,

- производительности.

 

СЫРЬЕ И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СОКОВ И НЕКТАРОВ

   Мы разработали, внедрили АСУ производства соков для технологической схемы восстановления сока из концентрата. То есть материалами для производства сока являются его концентрат плюс специально подготовленная вода. Никаких иных пищевых добавок, стабилизаторов, усилителей вкуса. Необходимо пояснить, что концентрат – это тот же сок, только без части удаленной из него влаги. Условно приготовление концентрата состоит из процессов:

  

- готовят для переработки овощи, фрукты, ягоды,

- отжимают сок,

- удаляют «лишнюю» влагу, 

- асептически разливают,

- закупоривают в бочки.

  Таким образом, исходным сырьем для производства соков методом восстановления являются все те же овощи, фрукты, ягоды, как и в технологии прямого отжима. Использование концентрата существенно снижает затраты на транспортировку сырья из районов, где их выращивают и собирают, так как не приходится перевозить «лишнюю» воду. По описанной технологии восстановления организован выпуск апельсинового, яблочного, томатного, грейпфрутового и многих других соков. Апельсины не выращивают у нас, зато производят апельсиновый сок! Автоматизация производства яблочного сока методом восстановления позволяет выпускать яблочный сок в течение всего года, а не только в период сбора яблок, когда возможен прямой отжим.

  

  Необходимо отметить, что при кажущейся простоте технологии производства восстановленного сока, имеются отдельные технологические нюансы, стабильное выполнение которых может гарантировать только автоматизированная система управления. Некоторые из таких особенностей наших АСУ приведем ниже:

1. Первый режим для приготовления томатного сока. Он также применим для выпуска напитков с высоким содержанием клетчатки, так как исключает осаждение мякоти на дне купажной емкости, гарантирует равномерность характеристик напитка по всему объему купажа.
2. Второй режим для приготовления апельсинового сока. Он минимизирует растворение воздуха в приготовленном напитке.
3. Третий режим – это приготовление напитков с повышенным пенообразованием. Использование этого режима позволяет исключить негативные последствия при розливе напитка, когда пена приводит к аварийной остановке машин розлива.

  Для приготовления нектаров используются дополнительные компоненты помимо воды и концентрата. Одним из таких материалов для выпуска нектаров является сахар, автоматическую подачу которого также обеспечивает АСУ купажного отделения совместно с автоматикой отделения сахарного сиропа.

  Подробнее ознакомиться с АСУ для подачи сахарного сиропа вы можете на странице оборудования для приготовления сахарного сиропа

 

ЦЕХ ПРОИЗВОДСТВА СОКА И НЕКТАРОВ

  Как правило, оборудование купажного отделения расположено в отдельном помещении – цехе производства соков и нектаров. Состав технологического оборудования следующий:

• купажные емкости с мешалками,
• промежуточные емкости хранения концентрата,
• насосы для подачи концентрата,
• насосы откачки готового продукта,
• насосы возврата моющих средств,
• насосы дозирования компонентов,
• узел фильтров,
• узел внесения микрокомпонентов,
• узел клапанов для управления потоками жидкостей,
• клапаны подачи компонентов,
• коммутационная панель при отсутствии узла клапанов,
• технологические трубопроводы,
• оборудование АСУ ТП.

  АСУ купажного отделения должно обеспечивать совместную работу цеха с другими смежными цехами, их оборудованием, а именно:

• цех/склад хранения концентрата в емкостях (при его наличии на заводе),
• насосные стации подачи воды из резервуарного парка,
• цех пастеризации/стерилизации/гомогенизации,
• цех сахарного сиропа,
• оборудование CIP-мойки.

  В зависимости от оснащенности АСУ смежных систем связь между ними и автоматикой купажного отделения может быть организована:

 

• отдельными дискретными, аналоговыми сигналами;
• полевой шиной RS-485 с протоколами Modbus rtu, Profibus;
• сетевыми Ethernet-протоколами Modbus/TCP, Profinet.

Требования к связи со сторонними системами содержит опросный лист.

Остальные технологические участки, такие как:

• транспортные/конвейерные линии,
• упаковочное оборудование,
• палетайзеры,
• обмотчики,
• насосные скважин воды,
• цех подготовки воды,
• цех розлива

тоже оказывают влияние на работу купажного отделения, но непосредственно с ним не связаны. Поэтому АСУ ТП цеха производства соков и нектаров с ними напрямую не взаимодействует, не подключается.

  Выбор объема емкостей для купажа при проектировании цеха зависит от строительных возможностей помещения. Также на выбор влияют объемы партий напитков, которые будут выпускаться на заводе. Так как приготовленный напиток допускает хранение в купажной емкости без пастеризации ограниченное время, то технологическое оборудование линий розлива должно иметь производительность, обеспечивающую розлив напитка за существенно меньший период времени.

  Наша система управления помимо связи с АСУ ТП смежного технологического оборудования также обеспечивает связь с системами управления предприятия по интерфейсу Ethernet. Это позволяет передавать статистические данные о работе цеха.

 

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СОКА В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ РЕЖИМЕ

  Внедренные нами АСУ для процесса производства напитков полностью соответствуют требованиям заказчика, условиям эксплуатации. Поясним ниже.

 

  Во-первых, приборы, которые непосредственно контактируют с приготовленным напитком, имеют гигиеническое исполнение и гарантируют работоспособность во время CIP-мойки, то есть остаются работоспособными после контакта с растворами кислот, щелочей при высоких температурах.

  Во-вторых, контроль дозирования компонентов для приготовления напитков выполняется различными, наиболее подходящими средствами измерения:

• объемными расходомерами,
• датчиками гидростатического давления,
• тензометрическими датчиками.

 Выбор конкретного прибора, обусловленный технологической схемой производства напитков, гарантирует:

• точность дозирования,
• высокую чувствительность измерительных каналов,
• стабильность показаний в межповерочный интервал.

 

  В-третьих, для управления клапанами применяются пневмопривода, пневмосигнал на которые подается через распределители. Наши системы управления комплектуются пневмоостровами таких производителей как: FESTO, SMC, Camozzi.

  В-четвертых, корпуса щитов АСУ ТП по требованию заказчика могут быть выполнены как из нержавеющей стали, так с порошковой окраской. Выбор материала корпуса зависит от внешних условий эксплуатации.

 В-пятых, электродвигатели насосов, мешалок управляются с использованием преобразователей частоты, что позволяет изменять как производительность насосов для согласования с производительностью смежного технологического оборудования, также изменять частоту вращения мешалок, для обеспечения наиболее оптимальных режимов купажирования напитков.

  В-шестых, основным элементом, с которым взаимодействует оператор купажного отделения, выступает панель оператора с диагональю 12 дюймов. Для обеспечения удобства работы оператора АСУ имеет несколько экранов:

• Общая технологическая схема,
• Отдельное управление емкостями,
• Рецепты напитков,
• Режимы мойки,
• Настройка параметров,
• Диагностика оборудования
• Графики величин,
• Журнал сообщений,
• Журнал аварий.

  Продуманный, понятный интерфейс позволяет оператору работать самостоятельно с системой уже после однодневного обучения. Также на щите имеется кнопка аварийной остановки «СТОП», позволяющая оператору перевести систему в безопасное положение в случае отказа технологического оборудования.

  Требования по использованию конкретных марок оборудования в составе системы управления можно указать в опросном листе.

 

СТОИМОСТЬ АВТОМАТИКИ КУПАЖНЫХ ОТДЕЛЕНИЙ СОКА И НЕКТАРА

  В зависимости от расстановки технологического оборудования внутри цеха система автоматизации может быть выполнена в двух вариантах:

  Вариант 1. Единый щит управления. Щит монтируется непосредственно в цехе. Панель оператора устанавливается в этом же щите вместе с остальными щитовыми элементами системы управления, которыми являются:

1. программируемый логический контроллер,
2. вводной рубильник,
3. автоматические выключатели,
4. автоматы защиты двигателей,
5. пускатели,
6. частотные преобразователи,
7. блоки питания,
8. реле,
9. пневмораспределитель,
10. станция подготовки воздуха,
11. звуковая и световая арматура,
12. кнопка аварийной остановки,
13. световая колонная,
14. освещение щита,
15. вентилятор,
16. промышленный коммутатор,
17. нормирующие преобразователи,
18. клеммные сборки.

 

  Вариант 2. Два отдельных щита, когда в цехе недостаточно места для установки общего щита. Непосредственно по месту монтируется настенный щит с панелью оператора, второй щит с остальными элементами располагается вне цеха.

 

  Вне зависимости от исполнения щитов системы автоматизации насос подачи концентрата оснащается выносным пультом, который обеспечивает ручную подачу команд:

• пуск,
• стоп,
• увеличить производительность,
• уменьшить производительность.

 

 Пульт размещается в непосредственной близости от насоса, имеет защиту от влаги.

 

 

  Стоимость системы автоматизации зависит от нескольких факторов:

• варианта исполнения,
• уровня автоматизации, которую определяет технология производства напитков,
• элементной базы.

  Цена автоматизированной системы управления купажного отделения по договоренности может включать стоимость монтажных материалов для подключения датчиков, исполнительных устройств:

• пневмотрубки,
• кабельная продукция,
• проволочные лотки.

  Необходимость выполнения монтажных работ нашими силами оговаривается дополнительно. Стоимость шеф-монтажных, пуско-наладочных работ включена в стоимость поставки системы управления.

  Срок изготовления от четырех месяцев после предоплаты. Срок выполнения монтажных, пуско-наладочных работ зависит от технологической схемы и готовности купажного отделения к проведению работ.

  Вы можете заполнить и направить нам опросный лист для получения ТКП на систему автоматизации купажного отделения.

  Если остались вопросы - обращайтесь.

  Для связи с нами используйте:

• номер телефона +7 988 240-24-06,
• адрес электронной почты info@kubtronix.ru