СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СТЕРИЛИЗАЦИИ МЯСНЫХ КОНСЕРВОВ
METHOD FOR AUTOMATIC CONTROL OF PROCESS OF MEAT PRESERVES STERILISATION

Изобретение относится к мясоперерабатывающей промышленности, в частности к производству мясных консервов, и предназначено для оперативного автоматического управления процессом стерилизации и повышения точности.
Известен способ автоматического управления процессом стерилизации мясных консервов (Пат. №2150872, МПК A23L 3/10, А23В 4/005, G05D 27/00, опубл. 20.06.2000) путем изменения величин давления воздуха в автоклаве, температуры в автоклаве, давления воды в автоклаве, уровня воды в автоклаве, сравнивая их с заданными значениями, поддержание температуры в автоклаве осуществляется регулировкой давления пара в автоклаве и банке, причем при прогреве автоклава перед стерилизацией используется пар высокого давления.
Недостатком известного способа является невысокая точность регулирования технологических параметров, длительность процесса автоматического регулирования, невысокая скорость прогрева автоклава перед стерилизацией, большие энергетические затраты на прогрев автоклава.
Технической задачей изобретения является снижение времени автоматического регулирования технологических параметров, повышение скорости прогрева автоклава перед стерилизацией, повышение точности регулирования и снижение брака, снижение энергетических затрат на прогрев автоклава.
Указанная задача решается в способе автоматического управления процессом стерилизации мясных консервов путем изменения величин давления воздуха в автоклаве, температуры в автоклаве, давления воды в автоклаве, уровня воды в автоклаве, сравнивая их с заданными значениями, и поддержания на оптимальном уровне, отличающемся тем, что поддержание температуры в автоклаве осуществляется регулировкой разности давления пара в автоклаве и банке, причем при прогреве автоклава перед стерилизацией используется острый пар высокого давления.
На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа. Устройство содержит резервную емкость 1, насос 2 с приводом, автоклав 3, концевой выключатель 4, конденсатор 5, линии: подачи воды 6, воздуха 7, острого пара 8 в отделение стерилизации, линию 9 для воды высокого давления, линию 10 отвода конденсата, датчики давления 11, 12, 13, 14, 15, соответственно, в линии для воды высокого давления, в линиях подачи воды, пара, воздуха, в отделении стерилизации и в банке с продуктом (не показана), датчики уровня воды 16, 17, соответственно, в резервной емкости и в автоклаве, датчик температуры 18 в автоклаве, вторичные приборы 19-27, микропроцессор 28, преобразователи 29-37, исполнительные механизмы 38-46.
Способ осуществляется следующим образом.
Перед варкой в автоклав заливается вода с линии 6, работающей через преобразователь 31 с помощью исполнительного механизма 39. С помощью датчиков 16, 12-14 и вторичных приборов 19, 21-23 соответственно, информация о заполнении резервной емкости 1, величины давления воды, воздуха, пара передается в микропроцессор 28, в который предварительно вводят ограничения на уровень воды в резервной емкости 1 с помощью исполнительного механизма 41 и преобразователя 32, при отклонении от заданных значений он выдает коррекцию на исполнительные механизмы 40, 44, 46, соответственно регулирующие подачу воды, пара и воздуха в коммуникации отделения стерилизации.
Работа автоклава начинается только при закрытой крышке, информация об этом передается в микропроцессор 28 от концевого выключателя 4 через вторичный прибор 27. После герметизации автоклава 3 микропроцессор 28 передает сигнал через преобразователь 35 на исполнительный механизм 44 для подачи пара в автоклав с линии 8, регулируемой преобразователем 29 и исполнительным механизмом 38 для осуществления нагрева в автоклаве до температуры стерилизации, информация о величине которой передается в микропроцессор 28 с помощью датчика 18 через вторичный прибор 24.
При прогреве автоклава 3, пока температура не достигла 100°С, можно подавать с помощью насоса 2 воду высокого давления 0,4-0,6 МПа с линии 9, регулируемой датчиком давления 11, передающим информацию на микропроцессор 28. Постоянство температуры стерилизации осуществляется путем регулирования разности давления пара в автоклаве и в банке с продуктом, информация о величине которого передается с датчика 15, измеряющего разность давления в банке и стерилизаторе, через вторичный прибор 25 и микропроцессор 28, который при отклонении от заданного значения передает корректирующий сигнал через преобразователь 37 исполнительному механизму 45 на изменение давления до величины, соответствующей температуре стерилизации.
Поддержание температуры с помощью давления через преобразователь 30 и исполнительный механизм 40 обосновано тем, что процесс изменения температуры достаточно инерционен, а изменение давления происходит практически мгновенно. Поэтому при регулировании температуры расходом пара возникают значительные колебания. А регулирование давления обеспечивает высокую точность регулирования температуры, поскольку колебания давления практически не сказываются на температуре.
Так, датчики температуры при понижении ее дают сигнал на открытие электрозадвижки, а при повышении на закрытие, причем температуры на открытие и закрытие не совпадают. Обычно разница между ними в 1-2°. Учитывая также, что исполнительным механизмам, электрозадвижкам на открытие и закрытие необходимо время, например 2-4 минуты, это также вносит погрешность в регулировку температуры. Для регулировки давления также существует погрешность регулировки, но так как в силу инертности температура в автоклаве не успевает быстро повышаться и понижаться вслед за давлением, устанавливается ее среднее значение, отклонение ее от которого на практике не превышает, например, 0,5°. При включении импульсного регулирования через 3-5 минут стерилизации задвижка выбирает обычно для себя оптимальное положение и практически не движется, включаясь изредка (через 3-6 минут на одну-две секунды для корректировки положения). При изменении подаваемого давления пара задвижка находит свое новое положение и регулировка снова восстанавливается. Образующаяся лишняя влага скапливается в конденсаторе 5 и отводится с помощью линии 10.
По истечении времени стерилизации подается сигнал на исполнительный механизм 46 для открытия задвижки продувки для подачи воздуха в автоклав 3, при этом поддерживается давление для исключения брака банок. Давление в автоклаве 3 растет и микропроцессор 28 выдает корректирующий сигнал исполнительному механизму 44 на закрытие задвижки и прекращение подачи пара. Начинается процесс охлаждения. По истечении, например, 5 минут микропроцессор 28 выдает сигнал исполнительному механизму 42 для открытия задвижки подачи воды. По мере повышения уровня воды давление в автоклаве увеличивается выше 0,2 МПа, после чего микропроцессор 28 выдает корректирующий сигнал исполнительному механизму 46 через преобразователь 36 к закрытию задвижки подачи воздуха. По информации, полученной с датчика уровня 17 через вторичный прибор 26, микропроцессор 28 подает корректирующий сигнал исполнительному механизму 42 через преобразователь 33 для прекращения подачи воды. Времени заполнения автоклава водой достаточно для охлаждения консервов ниже 100°С, поэтому после достижения заданного уровня воды и прекращения ее подачи в автоклав 3 микропроцессор 28 выдает корректирующий сигнал исполнительному механизму 43 через преобразователь 34 для слива воды (конденсата).
После окончания слива воды производится выгрузка корзин с банками из автоклава 3, которые направляются в устройство разгрузки, а банки - далее на этикировку и бракировку.
Таким образом, благодаря способу автоматического управления процессом стерилизации мясных консервов повышается точность регулирования и снижение брака за счет поддержания температуры в автоклаве регулировкой разностью давлений пара в автоклаве и в банке с продуктом.
Кроме того, использование острого пара высокого давления при прогреве автоклава перед стерилизацией позволяет снизить энергозатраты на процесс стерилизации.