Способ оптимизации технологических процессов дозирования, гомогенизации сыпучих компонентов в хлебопечении и подачи их к тестомесильной машине
METHOD FOR OPTIMIZING TECHNOLOGICAL PROCESSES OF DOSING, HOMOGENIZATION OF BULK COMPONENTS IN BAKING AND FEEDING THEM TO KNEADING MACHINE

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к подаче смесей хлебопекарной муки, а также для подачи иных сыпучих продуктов.
На хлебопекарных предприятиях способ подачи сухих сыпучих компонентов к тестомесильной машине, включая операции по дозированию и смешиванию, в настоящее время решаются при помощи установок, в которых происходят отдельно операции по дозированию компонентов и отдельно по их смешиванию. Такое решение приводит к тому, что установки имеют большие габариты и являются весьма металлоемкими. Эксплуатация таких установок сложна и требует существенных затрат на их обслуживание.
Так, известен способ весовой валки муки: Шаргородский И.И. Реконструкция, модернизация и техническое перевооружение складов бестарного и тарного хранения муки, подготовка муки к производству, внутризаводское транспортирование, дозирование, учет муки и жидких ингредиентов на хлебопекарных и других пищевых предприятиях. - М.: Изд.центр «ООО А.Г.Р.О-3», 2008. - стр. 95-100, (копии документов прилагаются). В качестве дозирующего весового устройства в данном способе используется дозатор муки типа Ш2-ХМД-100 либо марки ДСПОЗ, в конструкции которых задействованы три тензодатчика. К такому типу дозаторов муки подведены три трассы гибких спиральных шнеков - ржаная обдирная мука, пшеничная муки первого сорта, пшеничная второго сорта. Под дозатором муки устанавливается смеситель сыпучих продуктов «ССП». Смеситель состоит из рабочей камеры и привода. На горизонтальном валу, внутри рабочей камеры, размещены рабочие органы, состоящие из двух ленточных лопастей в виде косого геликоида. Лопасти обеспечивают осевое перемещение компонентов смеси от боковых стенок к центру, в то время как дополнительные лопатки, расположенные на меньшем радиусе, предназначены для осевого и радиального перемещения компонентов в обратном направлении - от центра к боковым стенкам. Привод рабочего органа осуществляется мотор - редуктором, размещаемым соосно с валом. На сменной герметичной крышке рабочей камеры расположены три патрубка. Центральный патрубок закрыт «дыхательным» двухслойным фильтром. По двум сторонам от фильтра размещены два патрубка, один из которых рабочий, второй обычно закрыт герметичной крышкой. В рабочий патрубок поступает мука из дозатора муки. Выгрузка готовой смеси осуществляется через нижний центральный патрубок, на котором установлена приводная заслонка, регулирующая выдачу готовой смеси. Далее под выгрузочным патрубком устанавливается буферная накопительная емкость, из которой, тщательно перемешанная и учтенная, готовая смесь раздается по потребителям - в дозаторы тестомесильных машин.
Недостатком данного способа является сложность при эксплуатации и необходимость существенных затрат на обслуживание.
В другом известном способе подачи муки к тестомесильной машине предусматривается использование смесителя, который устанавливается на платформенные весы (ООО «Авалон-М», проспект на смеситель СП-1000.06 с ВПл, (копии документации прилагаются), используя которые возможно осуществлять дозирование исходных сыпучих компонентов для смешивания.
Недостатком этого способа является - громоздкость конструкции, сложность изготовления и высокая стоимость.
Наиболее близким аналогом является способ подачи муки и доз сыпучей твердой хлебной добавки и ее дозирование в тестомесильную машину через выпускное отверстие бункера, а также регулирование количества муки, проходящей через выпускное отверстие бункера, с помощью устройства для дозирования муки из бункера, причем способ также предусматривает подачу доз хлебной добавки в тестомесильную машину с использованием дозирующего устройства для дозирования хлебной добавки, включающего приводной элемент для выдачи доз хлебной добавки, при этом способ предусматривает оперативное соединение приводного элемента дозирующего устройства и устройства для дозирования муки из бункера, при этом регулируя дозы хлебной добавки, подаваемые в тестомесильную машину пропорционально количеству муки, проходящей через выходное отверстие бункера (см. RU 2364086 CI п. 7, 20.08.2009).
Недостатком данного способа является низкая эффективность процесса.
Задачей изобретения является совершенствование методов и средств не только дозирования, но и смешивания исходных компонентов сыпучих материалов для повышения качества конечного продукта, а также снижение энергозатрат.
Поставленная задача достигается тем, что способ оптимизации технологических процессов дозирования, гомогенизации сыпучих компонентов в хлебопечении и подачи их к тестомесильной машине предусматривает подачу смеси, по меньшей мере, двух различных сыпучих компонентов в составе единой установки, состоящей из закрепленного на стационарной раме бункера, сверху закрытого крышкой с загрузочным патрубком, диаметр которого не превышает 200 мм, на его боковой поверхности установлен микроволновый расходомер, расположенный на расстоянии от места поступления сыпучего компонента не менее 300 мм, на наружной конической части бункера установлен вибратор, внутри бункера установлен рабочий орган узла смешивания, содержащий вертикальный вал с закрепленной на нем насадкой, выполненной в виде пространственной восьмерки, расположенной в центральной части рабочего органа, на этом же вертикальном валу крепится рамка, состоящая из плоских металлических пластин для подачи компонентов смеси в зону основного смешивания и зачистки внутренней поверхности бункера от частиц муки, в нижней части рабочего органа расположен ленточный шнек, обеспечивающий подачу компонентов смеси из нижней части бункера в зону основного смешивания, а в нижней части бункера расположено разгрузочное устройство для готовой смеси и подачи ее к тестомесильной машине.
Пропорциональное дозирование и измерение расхода сырья решаются значительно проще с применением микроволнового измерителя расхода сыпучих веществ, который используется в конструкции единого дозатора-смесителя наряду с комбинированным рабочим органом для гомогенизации исходных сыпучих компонентов.
Комбинированный рабочий орган для смешивания сыпучих компонентов представляет собой вал с несколькими насадками различной конфигурации для лучшей гомогенизации заданной смеси. Конструкция единого дозатора-смесителя позволяет, при необходимости, легко демонтировать рабочий орган. Этот вариант компоновки дозатора-смесителя позволяет использовать его в качестве непосредственно дозатора сыпучих компонентов.
Работающий в составе дозатора-смесителя микроволновый прибор (расходомер) сыпучих материалов использует микроволновую технологию, источник излучает энергию в 24-125 ГГц. Используя принцип Доплера, изменение отраженных микроволн передается сенсором, как сигнал 4-20 мА в контроллер для преобразования в расход.
Работа прибора основана на взаимодействии высокочастотного электромагнитного поля с частицами материала. Зондирующий сигнал отражается от пролетающих частиц, принимается датчиком и измеряется по частоте и амплитуде. Благодаря селективному приему по частоте обрабатываются сигналы только от движущихся частиц и подавляются сигналы от неподвижных отложений.
Особенностью данного расходомера является то, что он встраивается непосредственно в загрузочный патрубок бункера дозатора-смесителя, при этом нет препятствий движению сыпучего материала. В части технологического процесса такой прибор незаменим. Микроволновые приборы не только позволяют значительно упростить технологические процессы дозирования и смешивания в пищевой промышленности, но и повысить точность измерения количества подаваемого сыпучего материала. Достоинствами нового способа, в т.ч. системы измерения расхода (массы) сыпучих компонентов являются: нетрудоемкое проведение монтажа, удовлетворительная чувствительность во всем диапазоне измерений, бесконтактный метод измерения расхода, непрерывный учет материала, легкий монтаж (не требуется изменений схемы процесса), компактность системы, интеграция в систему АСУТП (стандартный сигнал 4-20 мА, открытый протокол MODBUS RS485).
Прибор можно использовать для дозирования различных порций сыпучих материалов. Типичный случай применения микроволнового прибора - разные системы пропорционального смешивания, когда несколько компонентов загружают в одну емкость. Дорогостоящие и сложные взвешивающие системы зачастую слишком неточны для малых количеств сырья. Электронный расходомер сыпучих материалов позволяет решить проблему дозирования компонентов более эффективно.
Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение способа подачи смеси сыпучих компонентов к тестомесильной машине, низкие энергозатраты вследствие обеспечения одновременности процесса дозирования и гомогенизации исходных компонентов и повышение качества готовой продукции. При этом отсутствует необходимость в дополнительном оборудовании, что в свою очередь, упрощая процесс, позволяет вырабатывать качественные смеси, при снижении трудо- и энергозатрат и малых габаритах.
Сущность способа поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена исходный способ дозирования, гомогенизации сыпучих компонентов и подачи их к тестомесильной машине.
На фиг. 2 представлен предлагаемый способ дозирования, гомогенизации сыпучих компонентов и подачи их к тестомесильной машине.
На фиг. 3 представлена структурная блок-схема пульта управления единой установки для дозирования, гомогенизации сыпучих компонентов и подачи их к тестомесильной машине.
В состав исходного заменяемого способа дозирования, гомогенизации сыпучих компонентов в хлебопечении и подачи их к тестомесильной машине (Фиг. 1) входят: бункер-дозатор и бункер-смеситель.
После разгрузки расходных бункеров, компоненты 1 и 2 поочередно поступают в бункер-дозатор, где в зависимости от заданного рецепта, осуществляется дозирование.
По окончании, смесь выгружается в бункер-смеситель.
Такой способ является сложным и громоздким. Иногда структура технологических линий на производстве занимает 2 этажа.
Предлагается упростить эту схему, исключив бункер-дозатор, оставив бункер-смеситель с входных устройством, измеряющим расход (по массе) компонентов сыпучих материалов (Фиг. 2).
Способ подачи муки осуществляется с помощью устройств, входящих в состав: компоненты смеси 1 и 2 поочередно поступают в бункер- смеситель через загрузочную горловину, в которой установлено устройство-расходомер, измеряющий массу заданных компонентов. После окончания загрузки компонентов осуществляется их перемешивание в бункере-смесителе, по окончании которого осуществляется его разгрузка и подача в тестомесильную машину.
БС - бункер-смеситель; FT - устройство измеряющее расход поступающих компонентов сыпучих компонентов.
Способ осуществляется следующим образом.
Перед началом дозирования сыпучих материалов в бункер-смеситель (БС) оператор задает на контроллере пульта управления (Фиг. 3) требуемое значение доз различных компонентов, необходимых для создания смеси, после чего подает с пульта управления команду на начало дозирования. Начало дозирования - цикл набора компонентов происходит, когда заслонка бункера-смесителя открыта, и есть уверенность, что бункер-смеситель пустой. При нажатии на кнопку «Пуск» включается режим закрытия заслонки. После достижения закрытого положения заслонки, автоматически включается режим набора первого компонента и начинается вращение рабочего органа, установленного в бункере-смесителе. Масса поступающего сыпучего материала непрерывно измеряется электронным расходомером. В момент, когда масса поступающего сыпучего материала достигнет заданной величины, автоматически поступает сигнал об отключении питателя линии подачи первого компонента. Затем автоматически аналогично происходит набор дозы другого компонента сыпучего материала. При завершении загрузки бункера-смесителя производится учет массы загруженной порции сыпучего материала в памяти контроллера пульта управления. Учет массы прошедшего сыпучего материала ведется в счетчике нарастающим итогом, отдельно для каждой линии загрузки. При отключении электроэнергии содержимое энергонезависимой памяти контроллера сохраняется.
Вращение рабочего органа начинается одновременно с началом подачи первого компонента и продолжается после окончания подачи всех компонентов в течение установленного времени смешивания поданных компонентов. При нажатии на кнопку «Откр» с пульта управления, исполнительный механизм открывает заслонку и полученная смесь высыпается из бункера-смесителя в тестомесильную машину. На время открытия заслонки автоматически включается рабочий орган, работа которого заканчивается после полного открытия заслонки бункера, его разгрузки и подачи готовой гомогенизированной смеси к тестомесильной машине. Одновременно с открытием заслонки включается вибратор, который обеспечивает полную выгрузку смеси, оставшейся на стенках бункера-смесителя. Следующий цикл набора компонентов и их смешивания, будет производиться только после полной разгрузки бункера-смесителя.
Предлагаемый способ позволяет снизить потери муки, повысить точность дозирования, повысить степень гомогенизации готовой смеси и качество готовой продукции, улучшить условия санитарно-гигиенического состояния производства, уменьшить габариты и массу, повысить надежность и удобства эксплуатации, а также расширить сферу его применения.