Файл: Курсовой проект по дисциплине Проектная деятельность на тему Автоматизированная система регулирования температурной депрессии на входе в аппарат.docx

Пастеризация и сегодня остается одним из основных способов обработки жидкостей в пищевой промышленности. Более того, сейчас можно встретить на полках ультрапастеризованное молоко, которое может храниться несколько месяцев. Смысл такой же самый, как у пастеризации, но проходит процесс немного иначе. Во время ультрапастеризации жидкость на пару секунд нагревают до 135-150 градусов и сразу же охлаждают до 4-5 градусов. Процесс проходит в закрытой системе. Таким образом, гибнет большинство патогенных микроорганизмов и бактерий, а продукт хранится значительно дольше. [1]

В настоящее время все большее распространение начинают приобретать пастеризационные установки, в которых нагрев молока осуществляется не горячей водой или паром, а с помощью инфракрасных нагревателей. Наряду с пастеризаторами, в которых источником прямого нагрева молока являются инфракрасные лучи, созданы и распространяются установки для пастеризации, работа которых основана на использовании ультрафиолетового излучения. Принцип работы пастеризаторов данного типа заключается в бесконтактном воздействии ультрафиолетового излучения на специально сформированный тонкослойный поток молока.

Одним из перспективных направлений совершенствования пастеризационных установок является применение в них роторных нагревателей, конструкция которых позволяет за счет молекулярного трения частиц обрабатываемого продукта нагревать последний до требуемой температуры. Температура тепловой обработки продукта зависит от времени его нахождения в роторном нагревателе и может регулироваться в широких пределах. Одновременно с этим продукт подвергается гомогенизации. [2]

---

3 Обоснование необходимости регулирования температуры

Эффективность пастеризации молока объясняется использованием охлажденной температуры и длительности выдержки сырья. В данном случае молоко охлаждается до такой температуры, с которой потом продукт транспортируют в упаковочные установки.

Регулирование температурной депрессии важно по двум основным причинам: для соблюдения правильного технологического процесса и для выполнения техники безопасности производства.

Для достижения цели управления процессом следует регулировать температурную депрессию. Нарушения температурного режима негативно сказываются на качестве получаемой продукции. Это может привести к испорченности продукта, а также оборудования. Опасным такой продукт может стать, если в молоке — сырье изначально превышено число посторонних микроорганизмов и неправильно подобраны режимы охладительной обработки, если в процессе производства нарушены правила эксплуатации пастеризационно-охладительного и другого оборудования.

После пастеризации продукт охлаждают. Для грамотной настройки оборудования важно учитывать время года и конкретные условия. Обычно требуется, чтобы температура молока была ниже 8 °C. Добиться такого показателя позволяет рассол или артезианская, водопроводная, ледяная вода.

Выбор режимов пастеризации предопределяется технологическими условиями и свойствами продукта. При содержании в продукте компонентов, отличающихся низкой термоустойчивостью, следует применять длительную пастеризацию и охлаждение. Процесс длительной пастеризации хотя и обеспечивает надежное уничтожение патогенных микробов и наименьшее изменение физико-химических свойств молока, однако требует больших затрат, связанных с использованием малопроизводительного оборудования. 

После пастеризации и охлаждения молоко и сливки должны находиться при температуре 0…+8 °C, причем хранение допускается не более 36 ч после завершения обработки. Важно, чтобы используемые для хранения помещения и камеры были хорошо вентилируемыми и защищенными от света.

Поэтому за регулирование температуры отвечают датчики. С их помощью происходит измерение температурной депрессии в системах автоматического контроля и регулировка технологических процессов.

---

4 Физическая величина

Температура (от лат. Temperatura -  надлежащее смешение, нормальное состояние) - скалярная физическая величина, характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.

В Международной системе единиц (СИ) термодинамическая температура входит в состав семи основных единиц и выражается в кельвинах. В состав производных величин СИ, имеющих специальное название, входит температура Цельсия, измеряется в градусах Цельсия. На практике часто применяют градусы Цельсия из-за исторической привязки к важным характеристикам воды.

Существует несколько различных единиц измерения температуры. Они делятся на относительные: (градус Цельсия, градус Фаренгейта) и абсолютные: (Кельвин, градус Ранкина).

Наиболее известными являются: градус Цельсия (°C), градус Фаренгейта (°F), Кельвин (K), градус Реомюра (°Ré, °Re, °R), градус Рёмера (°Rø), градус Ранкина (°Ra), градус Делиля (°Д или °D), градус Гука (°H), градус Дальтона (°Dа), градус Ньютона (°N), Лейденский градус (°L или ÐL), Планковская температура (TP).

Слово «температура» возникло в те времена, когда люди считали, что в более нагретых телах содержится большее количество особого вещества — теплорода, чем в менее нагретых. Поэтому температура воспринималась как крепость смеси вещества тела и теплорода. По этой причине единицы измерения крепости спиртных напитков и температуры называются одинаково — градусами.

В равновесном состоянии температура имеет одинаковое значение для всех макроскопических частей системы. Если в системе два тела имеют одинаковую температуру, то между ними не происходит передачи кинетической энергии частиц (тепла).

---

Если же существует разница температур, то тепло переходит от тела с более высокой температурой к телу с более низкой.

Температура связана также с субъективными ощущениями «тепла» и «холода», связанными с тем, отдаёт ли живая ткань тепло или получает его.

Формулы перехода между основными температурными шкалами представлены в таблице 1 и таблице 2.

Таблица 1 - Пересчет температуры между основными шкалами

Шкала	Условное обозначение	из Цельсия (°C)	в Цельсий(°C)
Фаренгейт	(°F)	[°F] = [°C] × 9⁄5 + 32	[°C] = ([°F] − 32) × 5⁄9
Кельвин	(K)	[K] = [°C] + 273,15	[°C] = [K] − 273,15
Ранкин	(°R)	[°R] = ([°C] + 273,15) × 9⁄5	[°C] = ([°R] − 491,67) × 5⁄9
Делиль	(°Д или °De)	[°De] = (100 − [°C]) × 3⁄2	[°C] = 100 −[°De] × 2⁄3
Ньютон	(°N)	[°N] = [°C] × 33⁄100	[°C] = [°N] × 100⁄33
Реомюр	(°Re, °Ré, °R)	[°Ré] = [°C] × 4⁄5	[°C] = [°Ré] × 5⁄4
Рёмер	(°Rø)	[°Rø] = [°C] × 21⁄40 + 7,5	[°C] = ([°Rø] − 7,5) × 40⁄21

Таблица 2 - Сравнение температур между основными шкалами

Описание	KK	°C	°F	°R	°De	°N	°Re	°Rø
Абсолютный нуль	00	−-273,15	−-459,67	00	5559,725	−-90,14	−218,52	−-135,9
Температура замерзания воды	2273,15	00	332	4491,67	1150	00	00	77,5
Средняя температура человеческого тела	3309,75	336,6	998,2	5557,9	994,5	112,21	229,6	226,925
Температура кипения воды	3373,15	1100	2212	6671,67	00	333	880	660

---

---