Контроль та керування технологічним процесом хлібопекарського виробництва

З точки зору управління технологічним процесом хлібопекарсь­кого виробництва слід обмежитись розглядом таких структурних технологічних одиниць: підготовка сировини до виробництва, підготовка напівфабрикатів та складання рецептури тіста, форму­вання та випікання виробів. Приймання і зберігання сировини та видача продукції хоча й безпосередньо пов'язані з основними тех­нологічними дільницями, але з позицій керування виробництвом відносяться до операції постачання та збуту. Узагальнена схема ви­робництва хліба, як об'єкта керування подана на рис. 20.10.

Рис. 20,10. Узагальнена структура хлібопекарського виробництва як керуємого об'єкта

Спрощена структура об'єкту, яким управляють (функціональна схема), відповідна чотирьом основним технологічним дільницям.

Вважаючи, що співвідношення якості борошна, води та солі точно регламентовано для кожного виду виробів, основний вплив на якість хліба мають вхідні параметри: якість борошна, води, дріжджів, добавок. Збагачувачі, поліпшувачі мають вплив на якість хліба якісними та кількісними показниками, Істотньо

впливають на якість хліба: витрати енергії на замішування тіста (режими замішування тіста), режими бродіння опари та тіста, відстій та випікання хліба, (температура вологість тіста, тощо).

Всі ці фактори по різному впливають на якість хліба в залеж­ності від способу тістоведення — - опарний, безопарний, приско­рений, безперервний, порційний, тощо. їх вплив залежить від ти­пу опари (звичайна, велика, мала, густа, рідка) та способу оброб­лювання тіста. Способи тістоведення та обробки тіста, а також вид опари визначається сортом виробу, наявністю устаткування та прийнятою технологією. їх потрібно розглядати для кожного заводу як випадкові величии, а їх вибір визначається проваджен­ням порівняльних досліджень.

Кількість та якість дріжджів, поліпшувачів та збагачувачів, параметри тістоведення та випікання можуть бути змінені безпе­рервно або дискретно, що дозволяє виявити їх вплив на якість го­тового хліба.

Підготовка сировини та напівфабрикатів до виробництва по­лягає у проведенні різних операцій по очищуванню (просіюван­ню) та перемішуванню (валка) борошна, підігріванню та пом'як­шенню води, розчиненню або вирощуванню дріжджів, розчинен­ню та фільтруванню розчинів цукру та солі, плавленню жирів, підготовці до перемішування поліпшувачів та збагачувачів. Якість проведення цих операцій визначається галузевими стан­дартами. Показники якості визначаються лабораторним аналізом. Для даної схеми технологічного процесу основними ке­руючими параметрами є рижимні: витрати по кожному компо­ненту Gi температура Ті та тривалість обробки кожного компо­нента 71. Для деяких операцій ці керуючи дії можуть бути здійснені автоматично.

Приготування напівфабрикатів (опари, дріжджів) та тіста складається з операцій дозування у відповідності із заданою ре­цептурою, замішування, заміс (перемішування, набухання та де­формація тіста, а також виділення теплоти в результаті біохіміч­них перетворювань). Основними показниками якості продукції (тіста) є вологість, температура Т, кислотність Ки та реологічні властивості (в'язкість, тощо). Вимірювання вологості засноване на побічних методах. Незначна зміна вологості веде до значної зміни в'язкості, що зумовлює зміну моменту кручення на валі тістомісильної машини. Вимірювання температури не викликає труднощів. Кислотність напівфабрикатів і тіста вимірюють

побічним методом (визначенням потенціалу перетину, тобто по­тенціалу у точці нейтралізації). Керуючими діями як і у поперед­ньому випадку с режимні параметри, витрати кожного компо­нента G , температура Т (охолодженням або підігрюванням), ви­трати енергії на замішування (збільшення швидкості робочих ор­ганів) Е та тривалість замішування і бродіння опари чи тіста Т . Всі ці операції принципово піддаються автоматизації.

Дільниця формування виробів складається з технологічних операцій: розподілу тіста на шматки, округлення шматків, попе­реднього їх розтою, закатки та остаточного розетою. При оброб­лені тісто зазнас багаторазових зовнішніх та внутрішніх дефор­мацій. В результаті цих операцій збільшується питомий об'єм хліба та рівномірність пористості. Якість технологічних операцій оцінюють точністю маси шматків Т , питомим об'ємом О , фор­мою Ф та адгезійними властивостями хліба А (прилипанням). Вимірювання цих показників експресними методами принципо­вих труднощів не викликає.

Керуючими параметрами є степінь деформації тіста D , тем­пература Т , відносна вологість ц , час відстою тіста Т у розчи-ній шафі. Точність розподілу на шматки контролюється безпе­рервно або періодично, але установочне регулювання здійсню­ють ручним способом. Величина деформації залежить від пара­метрів машин. Час вистою визначається довжиною дільниць та швидкістю. Температуру та відносну вологість можна змінювати оперативно. Принципові можливості автоматизації процесу вис­тою існують. За показники мети (критерій) управління можна взяти питомий об'єм або висоту хліба.

За основні показники якості хліба беруться вологість В , кис­лотність — К , та шпаруватість — Ш . Хліб оцінюють також за бальною системою. Найбільша кількість балів — 10. Форма — не більше 2 балів, поверхня — 2...4 бали, стан м'якушки — 2...4, а маса — не більше 2. Якість випікання хліба можна оцінювати ра­зом з суб'єктивними та об'єктивними показниками: кольором скорини — Ц об'ємои хліба — О , висотою Н , та діаметром Д хліба, а також відношенням висоти до діаметру Н /Д (для черінкового хліба). Вимірювання цих показників не викликає технічних труднощів, тому дільницю випікання хліба можна ке­рувати автоматично. Керуючими параметрами звичайно є темпе­ратура Т та вологість середовища у пекарській камері, хоча можна управляти і часом випікання. Існуючі системи автоматич-

ного регулювання засновані на зміні температури та відносної вологості середовища у пекарній камері, які регулюють зміною втрат пального та пари до пекарської камери.

АСУВ хлібозаводу вирішує такі комплексні завдання:

- централізований контроль запасу та втрат борошна і до­поміжної сировини;

- централізований контроль кількості використаної енергії, витрат енергоносіїв;

- централізований контроль технологічних параметрів та по­казників стану устаткування;

- централізований контроль та облік проходження заготовок та випуску готової продукції;

- розрахунки техніко-економічних показників виробництва.

Загальні критерії керування АСУ ТП хлібозаводами передба­чають одержання максимального прибутку при обмеженнях по кількості (об'єму) та по асортименту вироблюваної продукції, а та­кож по припустимим питомим затратам енергії та сировини. Про­гнозуючи оцінки по реалізації хлібобулочних виробів найчастіше коригуються попитом споживачів та мають невелику імовірність при прогнозуванні. Розрахунки максимального прибутку здійсню­ють за типовою моделею задачі лінійного програмування.