Автоматические порционные тензометрические дозаторы

Первый порционный тензометрический дозатор жидких компонентов с одновременным автоматическим регулированием температуры их смеси, разработанный в «ЦНИИКА», внедрен в 1998 г. на хлебозаводе №22. В настоящее время более 20 таких дозаторов успешно эксплуатируют на ряде хлебозаводов: Московском №18, Опытном ГосНИИХП, «ПЕКО», «Калининградхлеб» Московской области.

На рисунке 1 приведена схема дозатора, на фото рядом – его общий вид. Через гребенку латунной трубопроводной арматуры в бачок наливают по массе последовательно до семи жидких компонентов. На линии каждого компонента установлены шаровой кран 1, фильтр 2 и электромагнитный клапан 3, на выходе потока из гребенки – малоинерционный платиновый термометр сопротивления 4, с помощью которого измеряют температуру всех дозируемых компонентов. Из бачка 5, закрепленного на тензодатчике 6, набранные дозы компонентов сливают в дежу через сливной электромагнитный клапан 7. Управляет работой клапана программируемый контроллер-дозатор 8.

Весовой метод дозирования прост и надежен, так как он не зависит от свойств жидкости (однородности, вязкости, плотности), изменения которых обычно приводят к искажениям измерений расхода с помощью крыльчатки, сужающего устройства и др.

Точность дозирования разработанного прибора достигается благодаря адаптивному алгоритму, учитывающему погрешность дозирования порции каждого компонента в текущем цикле и вносящему соответствующую корректирующую поправку в последующем цикле дозирования.

Регулирование температуры смеси компонентов реализуется расчетным путем по уравнениям теплового баланса. Сначала автоматически вычисляется тепло, вносимое с порцией жира, раствора сахара, соли, дрожжей, и определяется средняя температура их смеси, а затем подается либо холодная, либо горячая вода для достижения нужной температуры всей смеси. Дозируется заданное общее количество воды, а объем горячей и холодной автоматически вычисляется по уравнениям теплового баланса.

Работа дозатора не нарушается, если заданная масса какого-либо компонента или суммарная масса компонентов окажется больше, чем вместимость бачка. В этом случае после достижения предельного верхнего уровня в бачке произойдет слив смеси в дежу, а затем новое его наполнение и новый слив до тех пор, пока не будут дозированы заданные количества всех компонентов. Поэтому максимальная масса любого компонента для дозатора неограниченна. При этом не нарушается и регулирование температуры смеси компонентов. Это достигается благодаря тому, что в памяти контроллера сохраняются не только массы вылитых компонентов, но и все относящиеся к ним составляющие теплового баланса.

Таким образом, размер бачка никак не привязан к величинам порций компонентов. На разных предприятиях используют бачки вместимостью от 25 до 100 л. Рекомендуемый объем 30-40 л.

Что должен делать оператор хлебозавода при работе с дозатором?

После того как установлены заданные массы всех компонентов и температура их смеси, оператору достаточно нажать кнопку «Пуск», и процедура дозирования будет выполнена автоматически. В память дозатора можно ввести до шести различных рецептур при дозировании шести компонентов. Память сохраняется при выключении дозатора. В другом варианте программы при дозировании семи компонентов в память можно ввести до пяти рецептур, такая программа разработана для ЗАО «ПЕКО». Для перехода от одной рецептуры к другой оператору достаточно нажать кнопку с цифрой нужной рецептуры, а затем кнопку «Пуск». Оператор может посмотреть, как фактически было выполнено дозирование. Для этого надо нажать кнопку «Просмотр результатов».

Программа дозатора автоматически диагностирует нарушения в ходе технологического процесса. Если во время дозирования прекратится подача какого-либо компонента, то на табло прибора появится соответствующая надпись: «Нет налива Х» (Х – номер компонента); при этом электромагнитный клапан отключится, чтобы избежать перегрева его катушки. Если температура холодной воды окажется недостаточно низкой, чтобы охладить смесь компонентов до заданной температуры, появится надпись: «Охлади воду». В противоположном случае появится надпись: «Нагрей воду».

Для специалистов КИП и А программой предусмотрен вывод на табло сообщений, позволяющих работать с прибором, не держа перед собой инструкцию. Несанкционированный вход в режим наладки прибора защищен паролем. В ЗАО «ПЕКО» используют программу с защитой от несанкционированного входа в режим изменения рецептур. Пароль сообщают технологу, имеющему право изменять рецептуру. На других предприятиях такое право дано оператору тестомесильного отделения и вход в режим изменения рецептуры происходит без пароля.

 

Технические характеристики

Количество компонентов	до 7
Максимальный вес компонента	не ограничен
Дискретность показаний массы	10г.
Число рецептур	до 6
Точность дозирования	+/-0.1%
Точность регулирования температуры	+/- 1 град.С
Продолжительность дозирования (при суммарной массе компонентов 30-60 кг)	2-4мин

 

Многокомпонентный жидкостной дозатор поставляют в герметичном настенном навесном щитке размером 400х400х220 мм, а вместе с дозатором муки – в щитке размером500х400х220 мм. Внутри щитка установлены блок питания электромагнитных клапанов и промежуточные реле РП-21, на лицевой панели – дозатор МКД-2, органы управления, светодиоды (рис.3).

Отдельно предлагают электромагнитные клапаны, которые выбирает заказчик из ряда Ду 15, 20, 25, 32, 40, 50. На наливных линиях рекомендуем использовать клапаны Ду 20 или Ду 25, а на сливных линиях – Ду 40 или Ду 50. Напряжение электропитания клапанов может быть 24 В, 36 В постоянного тока, 220 В переменного тока, мощность - 60 Вт. Прокладки клапанов выполнены из пищевой жиро- и химически стойкой резины, на седле корпуса клапана имеется резиновая манжетная насадка, улучшающая работу клапана.

Тензометрические порционные дозаторы муки, разработанные в «ЦНИИКА», эксплуатируют на хлебозаводах с 1998 г. При их создании ставили цель – сделать несложной реконструкцию существующих на предприятиях механических мукомеров, а при расширении производства – использовать изготовленные собственными силами простые конструкции емкостей. Так, на хлебозаводе №22 и Опытном хлебозаводе ГосНИИХП тяга существующей рычажной системы подвеса бункера соединена с тензодатчиком, а на хлебозаводе «Пролетарец» изготовленный в его механической мастерской бункер подвешен на тензодатчике типа параллелограмма (рис.4). Бункер можно загружать любым способом с помощью гибкого и обычного шнеков, пневмотранспортом. При этом хорошая точность дозирования (0,1 – 0,2%) достигается без применения дополнительного досыпочного устройства. Секрет успеха - в алгоритме дозирования: сначала шнек работает в непрерывном режиме, а затем останавливается и двумя – тремя импульсными включениями досыпает муку до заданной массы. Выпускают дозатор двух вариантов: для одно- и двухкомпонентного дозирования. В дозаторе имеется внутренний счетчик суммарного расхода муки. Показания счетчика не стираются при отключении прибора. Суммирование расхода муки автоматически осуществляется как при автоматической работе дозатора, так и при ручном включении – отключении шнекового питателя.