Дипломная работа: Проект модернизации линии по производству хлебобулочных изделий

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Курганский государственный университет

Кафедра "Автоматизация производственных процессов"

Выпускная квалификационная работа по теме:

Проект модернизации линии по производству хлебобулочных изделий

Разработал студент гр. ИТЗ-50416

Цуркан А.В.

Руководитель: Доцент кафедры АПП, к.т.п.

Сбродов Н.Б.

Консультант: Таранов А.С.

Курган 2021

План

Введение

1. Обоснование модернизации линии по производству хлебобулочных изделий

1.1 Общая характеристика и состав оборудования линии по производству хлебобулочных изделий

1.2 Анализ направлений модернизации

1.3 Функционально-стоимостной анализ базового варианта

1.4 Разработка технического задания

2. Проектирование, конструирование и моделирование технических средств

2.1 Системный анализ модернизируемой линии по производству хлебобулочных изделий

2.2 Разработка структурной схемы автоматизированной системы управления

2.3 Разработка функциональной схемы модернизации линии по производству хлебобулочных изделий

2.4 Выбор оборудования и основных технических средств системы управления

2.5 Разработка подсистемы управления микроклиматом производственных и складских помещений

2.6 Разработка электрической принципиальной схемы автоматизированной системы управления линией

3. Информационное, алгоритмическое и программное обеспечение линии

3.1 Определение состава входных и выходных сигналов

Введение

На сегодняшний день жизни каждого человека трудно представить без автоматизации. Она является одним из основных и наиболее прогрессивных направлений технологического развития современности, поскольку эффективно применяется с целью достижения роста показателей ресурсосбережения, улучшения экологии окружающей среды, качества и надежности продукции. хлебобулочный модернизация автоматизированный

Эффект от внедрения автоматизации являются: снижение трудоемкости производства и трудозатрат, увеличение сменности производства, стабильная скорость работы, улучшение качества выполняемых контрольных и управленческих операций, решения задачи автоматизации основного технологического оборудования, анализа, контроля и управления технологическими процессами на основе математических методов и использования ЭВМ, автоматизация проектирования автоматизированных процессов, возможность выполнение работ во вредных условиях, уменьшение количества работников на предприятиях и на отдельных рабочих местах. Только с осуществлением автоматизации и использовании роботизированных технологических комплексов можно достичь высокого уровня производительности труда, качества продукции и получения максимально возможной прибыли при минимальных затратах.

Качество хлебобулочных изделий непосредственно связано с качеством используемого сырья (муки). Проба качества муки производится у каждой партии в лабораториях поставщика с предоставлением соответствующих документов, подтверждающих качество товара. Перед массовым изготовлением хлебобулочных изделий производится пробная партия продукции, для оценки качества сырья.

Существующие методы модернизации производства хлебобулочных изделий применяют информационно-измерительные датчики на текущем производственном процессе. После определенного запаздывания оператор собирает необходимые данные, в это же время продукция успевает пройти часть производственного цикла, а также происходит контроль качества производимой продукции и изымание из партии, бракованной продукция. В связи с этим, задача по разработке проекта модернизации линии по производству хлебобулочных изделий остается одной из приоритетных целей предприятия.

Несомненно, внедрив средства автоматизации в производственный цикл изготовления продукции не только снизит затраты брака, но также позволит сократить расходы на персонал и снизить время производства готовой продукции.

Целью работы является изменения структуры производства, за счет ведения средств автоматизации в производственные процессы при изготовлении хлебобулочных изделий, позволяющего экономить сырье, энергоресурсы и снизить требования к квалификации персонала.

1. Обоснование модернизации линии по производству хлебобулочных изделий

Автоматизации линии производства хлебобулочных изделий позволило выйти производству на новый уровень, позволило внедрить механизированные процессы производства, которые позволили сложность производства. Модернизация линии производства позволит снизить затраты и увеличить объём производства хлебобулочных изделий.

Выбранный метод модернизации должен соответствовать нормам технологического процесса наиболее простыми способами: синхронность работы датчиков, быстрой транспортировкой сырья с последующей подготовкой для дальнейшего цикла изготовления продукции. Главной задачей в первую очередь механизировать процессы с наибольшей трудозатратой, соблюдая при этом нормы производства и стандартизации готовой продукции, а также снижения брака и прочих факторов, ухудшающих качество изделия или полуфабриката. На производстве с непрерывным потоком изделий следует убедиться в скорости и непрерывности технологического процесса, а также выявление рисков и выхода из строя оборудования. При выполнении вышеперечисленных методов автоматизации позволит размер помещения для производства в целом, повысить скорость обработки сырья, что в свою очередь увеличит объёмы готовой продукции.

Мука по прибытию на предприятие хранится в специальных бункерах. Далее мука с помощью сжатого воздуха отправляется на специальные весы. Отмерив нужный объём муки, просеивается и проходит процедуру очистки на центробежных ситах. Очищенное сырье по конвейеру транспортируется в тестомесильную машину. Следом в резервуар с мукой добавляются компоненты в зависимости от типа хлебобулочного изделия согласно рецептуре.

Затем замешанное тесто подается в резервуар по трубе для дальнейшего выбраживания. Выброженное тесто повторно поступает тестомесильный агрегат, где добавляется необходимое количество муки и жидкие компоненты.

Готовое тесто разделяют с помощью тестоделительной машины. Формовщик следует отрегулировать для достижения желаемой формы с минимальным давлением и нагрузкой на тесто, чтобы избежать повреждения ячеистой структуры, полученной во время замеса, и ферментация.

Во время выпечки хлебобулочных изделий необходимо превратить сырое тесто в хлеб, задать структуру продукта, образование корки и мякиша, стадию глушения и продление срока хранения. Процессы, которые требуют контроля, включают в себя температуру, время (в печах непрерывного действия регулируются скоростью подачи). Другие важные процессы относятся к тепловому потоку (горелки), влажности (заслонки) и скорость или потока воздуха.

Время выпекания: регулируется температурой печи, скоростью подачи, начальной и конечной температурой изделия, режимом нагрева, потерями при выпекании, загрузкой продукта и рецептурой.

Готовая продукция в контейнерах направляются в сеть розничной торговли для дальнейшей реализации.

Актуальность темы данного проекта заключается в том, что на предприятии необходимо модернизировать и автоматизировать линию по хлебобулочным изделиям. Некоторые операции выполняются работниками вручную, что значительно затягивает процесс изготовления продукции и тормозит развитие предприятия.

В данном дипломном проекте предлагается модернизация линии по производству хлебобулочных изделий. В качестве объекта разработки были вараны системы автоматического регулирования процесса приготовления теста, приборов и средств автоматизации, а также расчет настройки микроконтроллеров. При этом планируется получить положительный экономический эффект от внедрения проекта и повысить конкурентоспособность предприятия на рынке.

1.1 Общая характеристика и состав оборудования линии по производству хлебобулочных изделий

1. Ротационная печь.

Ротационная печь сегодня является одной из важнейших частей хлебопекарного производства. Сначала готовое для выпечки хлеба тесто нарезается и помещается в противень. Затем противни помещаются в тележку на колесиках и ставятся в духовку. Благодаря колесикам очень легко ставить противни в духовку и вынимать их из печи после приготовления. Температура приготовления в духовке, количество пара в духовке и время приготовления регулируются, дверца духовки закрывается, чтобы начать процесс приготовления. Во время выпечки тележка для противней вращается с постоянной скоростью. Таким образом, каждый продукт готовится на равных.

Количество хлеба, производимого в ротационной печи, может быть в несколько раз больше, чем в обычных печах. Количество хлеба, производимого на единице площади, увеличивается с размещением лотков сверху. Мощность производства хлеба каждой марки и каждой модели может быть разной. Средняя ротационная печь может произвести от 2000 до 3000 единиц хлеба за 8 часов. В некоторых моделях это число достигает 5000. Закупочная цена духовки и мощность производства хлеба прямо пропорциональны. По этой причине при выборе духовки лучше всего выбрать наиболее подходящую с учетом ожидаемого производства хлеба. Опять же, необходимо также учитывать площадь, которую будет покрывать печь в рабочей среде.

Распределение тепла и пара в печи с вращающейся печью должно быть очень хорошо выполнено. Опять же, большое внимание уделяется материалу и конструкции, которые используются для обеспечения равномерного распределения температуры. Производители печей продолжают свои исследования и разработки в области распределения тепла и пара.

Температура внутренней кабины печи с вращающейся тележкой может достигать 1000 градусов по Цельсию. По этой причине материал, из которого изготовлена кабина, не должен растворяться при высокой температуре. Опять же, с точки зрения качества приготовления, шкаф нужно смочить паром. По этой причине используемые материалы должны быть одновременно нержавеющими. В основном используется жаропрочная коррозионностойкая сталь. Кроме того, колеса вагонетки-подноса внутри кабины должны быть изготовлены из огнестойких материалов.

После завершения процесса приготовления не допускать распространения пара и тепла в духовке на рабочую зону. Многие духовки оснащены аспираторами, фильтрующими горячий воздух и пар.

Есть много компаний, производящих ротационные печи, и многие модели этих компаний доступны на рынке. Когда предприятие выбирает для себя наиболее подходящий бренд и модель, оно должно учитывать несколько параметров. Количество хлеба, которое должно быть произведено на единицу, надежность бренда, интенсивная сеть обслуживания, закупочная стоимость, потребление энергии являются наиболее важными факторами этих параметров. Технические характеристики ротационных печей приведены в таблице 1, внешний вид на рисунок 1.

Таблица 1 - Технические характеристики ротационных печей

Рисунок 1 - Внешний вид ротационной печи

2. Тестоделительная машина.