Спосіб регулювання виробництва молочних продуктів

Реферат: Спосіб регулювання виробництва молочних продуктів включає вимірювання температури сушильного агента на вході сушарки, вимірювання температури продукту перед розпилюванням, вимірювання розрідження в конусі сушарки, регулювання температури сушильного агента на вході в сушильну установку, регулювання температури сушильного агента на виході з сушарки, де додатково вимірюється витрата згущеного молока. Динамічну в'язкість та густину згущеного молока визначають для запланованої завданням виробництва структури керування, що гарантує отримання кінцевого вологовмісту продукту. Додатково визначають залежність між температурою згущеного молока та сушильного агента, витратою продукту, швидкістю обертання диску розпилювання сушарки. Крім того, структура керування додатково встановлює залежність між витратою палива в топці котла та температурою сушильного агента. UA 120597 U (12) UA 120597 U UA 120597 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способу автоматичного регулювання, зокрема до регулювання режимами виробництвом сухих та згущених молочних продуктів, може знайти застосування в консервній, молочній та інших промислових технологіях для сушіння рідких продуктів. Відомі різноманітні способи автоматизованого управління агрегатами молочного виробництва, які відрізняються кількістю регульованих параметрів та методами керування. Як аналог вибрана корисна модель [Спосіб автоматичного управління процесом сушіння молока в розпилювальній сушарці: патент 41546 Україна: МПК (2009) А23С 1/00 / Скаковський Ю.М., Федоренко М.О.; власник патенту Одеська Національна Академія Харчових Технологій, № 200815167; заявл. 29.12.2008; опубл. 25.05.2009., Бюл. № 10, 2009 p.], де відомий спосіб автоматичного управління процесом сушіння згущеного молока в розпилювальній сушарці, який передбачає вимірювання температури сушильного агента на вході та виході в сушарку, температури продукту перед розпилюванням, розрідження в топці та конусі сушарки, шляхом регулювання температури сушильного агента на вході в сушарку, зміни витрат палива на горіння в топці, регулювання температури сушильного агента на виході сушарки шляхом зміни витрат продукту на розпилювання, розрідження в топці шляхом зміни продуктивності димососа, регулювання розрідження в конусі сушарки шляхом зміни продуктивності витяжного вентилятора. Недоліком наведеної як аналог системи керування є те, що оцінка витрати є неефективною оскільки вже передбачено стабільний план виробничого процесу, який не змінюється під час виробництва. Використання пари не є актуальним для сучасної конструкції колонних сушарок, а частота обертів насосоподачі нелінійно впливає на швидкість подачі згущеного молока та вимагає застосування складної функції, де оцінка температури сушильного агента на виході є неефективною, оскільки для підтримання розпилу в камері використовуються додаткові потоки повітря, що спонукають до тангенціального прискорення часток та суттєво змінюють оцінку стану розпилу за вихідною температурою агента. Як найближчий аналог вибрана корисна модель [Спосіб автоматичного управління процесом сушіння згущеного молока: корисна модель 41905 Україна: МПК (2009) F26B 25/22 Ярковий О.Е., Хобін В.А.; власник патенту Одеська Національна Академія Харчових Технологій, - № 200901250; заявл. 16.02.2009; опубл. 10.06.2009, Бюл. № 11, 2009 p.], де відомий такий спосіб автоматизованого управління процесом сушіння згущеного молока в розпилювальній сушарці, в якому зміна витрат палива на горіння в топці відбувається шляхом регулювання температури сушильного агента на вході в сушарку. Регулювання розрідження в топці здійснюється шляхом зміни продуктивності димососу, а регулювання розрідження в конусі сушарки шляхом зміни продуктивності витяжного вентилятора. Ускладнює керування також і регулювання температури сушильного агента на вході в сушарку, шляхом зміни витрат палива на горіння в топці, оскільки не вказано типу топки і палива, регулювання подачі якого може бути складним процесом і вимагати додаткових умов для реалізації керування. В основу корисної моделі поставлено задачу зменшення динамічної похибки регулювання та мінімізації витрат енергетичних ресурсів. Поставлена задача вирішується встановленням залежності між температурою молока та сушильного агента, витратою молока, швидкістю обертання диска розпилення сушарки, також встановлюється залежність між витратою палива в топці котла та температурою сушильного агента, а динамічна в'язкість та густина молока встановлюється через плановану завданням виробництва структуру керування. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає в наступному. Всі вимірювання, що слабко корельовані з характеристиками продукту, приймаються за розподілені по часу t у складі не вимірюваних величин системи (t). Зміна моделі представлення здійснюється підміною множини коефіцієнтів моделі А, через які реалізовано одночасне вимірювання температури сушильного агента на вході сушарки, вимірювання температури продукту перед розпилюванням, вимірювання розрідження в конусі сушарки, що відповідають за спостережну частину структури керування та множину коефіцієнтів С, що реалізується для регулювання температури сушильного агента на вході в сушильну установку та витрати згущеного молока, що відповідають за змінні, за якими реалізується керування:  x  Ax  ( t ) ,   y  Cx  x - зміна, що оцінює спостережні величини об'єкта регулювання, у - реалізація відгуку моделі об'єкта. Режим заміни структури керування здійснюється згідно з планом виробництва, де розмірність множини коефіцієнтів структури зберігає своє початкове значення. Заміни в структурі здійснюються для випадку відсутності потреби у спостережній координаті, шляхом 1 UA 120597 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 встановлення нульових елементів у множині коефіцієнтів структури А або нульових елементів у множині С, для випадку, коли присутній розмах контрольованих показників процесу є достатнім без врахування динамічних особливостей процесу, тобто для прийнятих залежностей між температурою молока та сушильного агента, витратою молока, швидкістю обертання диска розпилювання сушарки. Так, для опису стаціонарної поведінки вимірюваного показника в обраній структурі керування кожна мода множини коефіцієнтів стану буде приймати одиничні значення. Відповідно до цільової координати x t arg , встановлюється вектор координат стану x , за умови прийнятої стратегією керування, коли модель структури керування процесом MA1, C1 має обмеження динаміки для моделі, то для будь-якої множини A 1 , існують такі коефіцієнти a k, j цієї множини, що при зміні множини спостереження A 1 обмежується нормою множини коефіцієнтів структури, що відповідає за виконання обмежень на зв'язки між параметрами для множини А. Для характеристики процесу сушіння, що протягом здійснення процесу є сталими, система є умовно замкненою, через вимоги до підтримання сталих характеристик середовища. Потужність відгуку технологічних змінних об'єкта, що необхідна для зміни структури керування процесом оцінюється як верхня межа помилки керування, при застосованій множині коефіцієнтів керування С. Оскільки модель розробляється під задачу, то ресурс керування, що оцінюється ресурсом вектора керування для вектора витрат, встановлює розмірність множини реалізацій керувальної дії для С та для множини коефіцієнтів спостережності А, чим обмежується залежність між витратою палива в топці котла та температурою сушильного агента. Спосіб регулювання виробництва молочних продуктів, представлений на кресленні, і включає вимірювання температури сушильного агента на вході сушарки 1, вимірювання температури продукту перед розпилюванням 2, вимірювання розрідження в конусі сушарки 3, регулювання температури сушильного агента на вході в сушильну установку 4, де додатково вимірюються витрати згущеного молока 5. Спосіб регулювання виробництва молочних продуктів передбачає, що динамічна в'язкість та густина молока встановлюється за планованою завданням виробництва структурою керування. При цьому структура керування додатково встановлює залежність між температурою молока та сушильного агента, витратами молока, швидкістю обертання диска розпилення сушарки 6 мс. Окрім цього структура керування додатково встановлює залежність між витратою палива в топці котла 8 та температурою сушильного агента 1. На кресленні представлена структурна схема регулювання виробництва молочних продуктів: t1 - температура сушильного агента на вході сушарки t2 - температура продукту перед розпилюванням Ркон. суш. - розрідження в конусі сушарки Vоберт. - швидкість обертання диска розпилення сушарки Gзг. молока - витрата згущеного молока Gпалива - витрата палива в топці котла W прод. - вологовміст продукту. У запропонованому способі корисний ефект отримується за рахунок реалізації структури керування багатовимірним об'єктом, що дозволяє приймати як основні контури керування такі, що відповідають за характеристики продукту, або є вибраним за пріоритетними показниками процесу. Реалізація структури гарантує отримання кінцевого вологовмісту продукту 7 в запланованому діапазоні зміни параметрів процесу. Прикладом реалізації способу є врахування зміни жирності молочної фракції через опосередковані величини динамічної в'язкості та густини, що призводить до переоцінки структури керування для забезпечення адекватного представлення поведінки режимних параметрів. Так будь-яка зміна навантаження промислової сушильної установки буде передбачена на апріорі вибрану структуру керування для відповідних меж зміни пов'язаних характеристик процесу. Технічний результат полягає у формуванні багатовимірного керування, що підвищує динамічну точність через попередження відхилень, що виникають під час регулювання, що покращує вибіркові властивості для класу розімкнених алгоритмів регулювання. В результаті застосування корисної моделі до виробництва молочних продуктів покращуються колірні властивості вихідного продукту, характеристика вмісту вологи, що прийняті цільовими показниками проведення процесу керування сушінням молочних продуктів, 2 UA 120597 U підвищується статистична якість проведення процесу сушіння, як зменшення браку продукції, що типово виражається у невідповідності характеристик, що заявлені вимогами до продукту. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Спосіб регулювання виробництва молочних продуктів, що включає вимірювання температури сушильного агента на вході сушарки, вимірювання температури продукту перед розпилюванням, вимірювання розрідження в конусі сушарки, регулювання температури сушильного агента на вході в сушильну установку, регулювання температури сушильного агента на виході з сушарки, де додатково вимірюється витрата згущеного молока, який відрізняється тим, що динамічну в'язкість та густину згущеного молока визначають для запланованої завданням виробництва структури керування, що гарантує отримання кінцевого вологовмісту продукту, додатково визначають залежність між температурою згущеного молока та сушильного агента, витратою продукту, швидкістю обертання диска розпилювання сушарки, крім того, структура керування додатково встановлює залежність між витратою палива в топці котла та температурою сушильного агента. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3