Способ автоматического управления процессом формования масс

 

Изобретение относится к пищевой промышленности - автоматизации технологических процессов, в частности к автоматизации процесса формования масс, например, кондитерских. Целью изобретения является улучшение структурно-механических свойств выходного продукта, а также повышение его качества. Способ предусматривает регулирование перепада давлений на формующем устройстве и вязкости выходного продукта, измерение расхода продукта, поступающего на вход формующего устройства, и плотности выходного продукта. По измеренным параметрам определяют индекс течения и вычисляют значение напряжения сдвига продукта, которое сравнивается с заданным значением напряжения сдвига, и по величине рассогласования воздействуют на шнек формующего устройства, изменяя его частоту вращения и амплитуду колебаний. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 А 23 J 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4642836/31-13 (22) 30.01,89 (46) 07.12,90. Бюл. М 45 (71) Воронежский технологический институт (72) А.В.Зубченко, Ю.С.Сербулов, Е,Я.Демидов, А.Ф.Брехов и Г.О.Магомедов (53) 664,655.6 (088.8) (56) Мачихин Ю.А., Клаповский Ю,В, Современные способы формования конфетных масс. — M. Пищевая промышленность,1974, с. 163, (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФОРМОВАНИЯ

МАСС (57) Изобретение относится к пищевой промышленности — автоматизации технологических процессов, в частности к автоматизации

Изобретение относит.-.я к пищевой промышленности — автоматизации технологических процессов, в частности к автоматизации процесса формования масс, например, кондитерских.

Целью изобретения является улучшение структурно-механических свойств выходного продукта, а также повышение его качества.

Н ч чертеже представлена схема установки, 1зеализующей данный способ.

Схема содержит весовое дозирующее устройство 1, формующее устройство 2, шнек 3, привод 4, состоящий из электродвигателя 5 и редуктора 6, датчик 7 весового расхода продукта, датчики 8 и 9 давления, . датчйк 10 вязкости, датчик 11 плотности, соединенные с соответствующими преобразователями 12 — 15, а также вычислительное процесса формования масс, например, кондитерских. Целью изобретения является улучшение структурно-механических свойств выходного продукта, а также повышение его качества, Способ предусматривает регулирование перепада давлений на формующем устройстве и вязкости выходного продукта, измерение расхода продукта, поступающего на вход формующего устройства, и плотности выходного продукта, По измеренным параметрам определяют индекс течения и вычисляют значение напряжения сдвига продукта, которое сравнивается с заданным значением напряжения сдвига, и по 1е1)ичине рассогласования воздействуют на шнек формующего устройства, изменяя его частоту вращения и амплитуду колебаний, 1 ил, устройство 16, преобразователь 17, блоки

18 и 19 задания и сравнения, регулятор 20, преобразователь 21 и блок 22 управления приводом 4, Способ осуществляется следующим образом.

Исходное сырье весовым дозирующим устройством 1 подается в формующее устройство 2, в котором шнеком 3, приводящимся во вращательно-колебательное движение приводом 4 крутильных колебаний высокой частоты, перемещается в предматричную камеру формующего устройства 2 и далее в виде жгута — на последующие операции технологической обработки (например, резка и другие). С помощью датчиков 7 — 11 информация о фактических значениях соответственно весового расхода сырья, давления на входе и выходе формующего устройства 2, i 611317

Rh,Ð тщ 2L (3) < =iw(p) =, r hPr (4) r . Щзп+ 1) и — Jo

q R jo (6) г о x1 n Q Зп+1 — Jo)

Я ) „яз

50 Беличина вязкости жидкости у стенки трубы ц рассчитывается по реологическому уравнению жидкости, подчиняющейся степенному закону (7) вязкости и плотности выходного продукта через соответствующие согласующие преобразователи 12 — 15 передается в вычислительное устройство 16, в которое, помимо указанных величин, вводятся и соответству- 5 ющие коэффициенты, учитывающие параметры сырья и формующего устройства 2, В вычислительном устройстве 16 по расходной характеристике (весовой расход сырья как функция перепада- давления на форму- 10 ющем устройстве) определяется индекс течения и рассчитывается фактическое значение напряжения сдвига, которое через преобразователь 17 направляется в блок 19 сравнения, куда также заводится сигнал с 15 блока 18 задания о заданном значении напряжения сдвига, например, 8 — 12 кПэ для кондитерских масс перед резкой. Сигнал рассогласования с блока 19 сравнения передается в регулятор 20, который вырэбаты- 20 вает управляющий сигнал и направляет его через преобразователь 21 в блок 22 управления привода 4 крутильных колебаний высокой частоты шнека 3 формующего устройства 2, изменяя их частоту вращения 25 и амплитуду.

Если фактическое напряжение сдвига больше заданного, то регулятор 20 будет вырабатывать управляющее воздействие, направленное на повышение частоты и эм- 30 плитуды колебаний, что повлечет эа собой разжижение массы зэ счет увеличения вибрирующей поверхности (глубины вибродействия), а при снижении значения напряжения сдвига меньше заданного, регулятор 20 будет 35 вырабатывать управляющее воздействие, направленное на снижение частоты и амплитуды колебаний.

Критерий управления формулируется следующим образом. 40

Объемный расход вещества Q связан с весовым расходом W следующим соотношением; Q =

Р (1,) где p— - плотность вещества. 45

Для изотермического течения в цилиндрической трубе жидкостей, подчиняющихся степенному закону, объемный расход вещества где n — индекс течения; 55

R — радиус шнекового канала формующего устройства, j — стандартная скорость сдвига, b P — перепад давления на входе и выходе формующего устройства;

y — неньютоновская вязкость жидкости в стандартном состоянии, определяемая стандартной скоростью сдвига;

L — длина шнекового канала формующего устройства.

Знак минус в формуле (2) указывает на то, что жидкость течет в направлении уменьшения давления и в дальнейшем при выводе критерия управления учитываться не будет.

Индекс течения и определяется по расходной характеристике Nl = f (Л P ) как обратная величина тангенса угла наклона прямой, построенной в логарифмических координатах, а также может быть определен аналитически например, методом наименьших квадратов, по текущим значениям весового расхода W и перепада давления Л P.

Напряжение сдвига у стенки трубы т и напряжение сдвига т определяется по формулам, где г- радиус матрицы формующего устройства.

Подставляя выражение (4) в соотношение (2), получают

Разрешая уравнение (5) относительно напряжения сдвига t, имеют

r и

r = > q j. 9 (з+ } = и таей Jo где jw — скорость сдвига у стенки трубы

1611317

Преобразуя соотношение (7), получают теристики перед последующей технологической обработкой, что позволит в конечном счете улучшить качество готового продукта.

5 у7о (Jî ) -" () ) -и . (8)

Отсюда, подставляя выражение (8) в уравнение (6), имеют

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом формования масс, включающий регулирование перепада давления на фор10 мующем устройстве и вязкости выходного продукта, отличающийся тем, что, с целью улучшения структурно-механических свойств выходного продукта, а также повышения его качества, дополнительно измеря15 ют расход продукта, поступающего на вход формующего устройства, и плотность выходного продукта, по измеренным параметрам определяют индекс течения и вычисляют значение напряжения сдвига

20 продукта, сравнивают полученное значение напряжения сдвига с заданным и изменяют частоту вращения и амплитуду шнека формующего устройства в зависимости от сигнала рассогласования.

r . -, Q3n+1} " п.7г Ф

Скорость сдвига у стенки трубы Jw or}ределяется по формуле

Зп + 1 Q (10) Подставляя уравнение (1), (10) в выражение (9), получают критерий управления е 3п + 1} т= — д

Способ автоматического управления процессом формования позволит стабилизировать структурно-механические харакНП1Ы

Составитель Ю. Сафонов

Редактор А. Шандор Техред М.Моргентал Корректор В, Гирняк

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3782 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5