Астықты гидротермиялық өңдеуді автоматты басқару жүйесін жетілдіру
АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ АҚ
Қожабаева А. Ғ.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Астықты гидротермиялық өңдеуді
автоматты басқару жүйесін жетілдіру
5В070200 - Автоматтандыру және басқару
Алматы, 2022
АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІАҚ
Инжиниринг және ақпараттық технологиялар факультеті
Автоматтандыру және робототехника кафедрасы
Қорғауға рұқсат берілген:
PhD доктор, қауымдастырылған профессор,
кафедра меңгерушісі
________________________ Удербаева А.Е.
____________2022ж.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Астықты гидротермиялық өңдеуді
автоматты басқару жүйесін жетілдіру тақырыбына
5В070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы бойынша
Орындады ___________ Қожабаева А. Ғ.
__ ______ 2022 ж.Ғылыми жетекші,
Лектор _____________ Джамашева Р. А.
Алматы, 2022
АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ АҚ
Инжиниринг және ақпараттық технологиялар факультеті
Автоматтандыру және робототехника кафедрасы
5В070200 - Автоматтандыру және басқару
Дипломдық жұмысты орындауға білімалушыға тапсырма
Студент Қожабаева Айман Ғалымжанқызы
Дипломдық жұмыс тақырыбы: Астықты гидротермиялық өңдеуді
автоматты басқару жүйесін жетілдіру
АТУ бойынша № ____________ _________________бұйрықпен бекітілген
Дипломдық жұмысқа бастапқы деректер:
Қарастырылатын мәселелер тізімі немесе дипломдық жобаныңжұмыстың қысқаша мазмұны:
1
Дайын өнімнің классификациясы мен сипаттамалары
2
Астықты өңдеу технологиялық процесі - автоматтандыру объектісі ретінде
3
Ұнтақтауға дейін астықты гидротермиялық өңдеу үдерісінің автоматты жүйесін құру
4
Жұмысты орындау тәртібі
5
Техника қауіпсіздігі және еңбекті қорғау
6
Экономикалық тиімділікті есептеу
Графикалық материалдардың атаулары:
1
Астықты гидротермиялық өңдеу үдерісін автоматты реттеу жүйесін жобалау
2
Астықты ұнтақтауға дайындау технологиялық процесі
3
Ұнтақтауға дейін астықты өңдеу технологиялық процесінің құрылымдық схемасы
Тапсырма беру мерзімі __24. 01. 2022 ж._
Дипломдық жобаны орындау мерзімі ___25. 04. 2022 ж.__
Кафедра меңгерушісі
______________
Удербаева А.Е.
Дипломдық жұмыс жетекшісі
_______________
Джамашева Р. А
Тапсырманы білімалушы орындауға қабылдады
________________
Қожабаева А. Ғ.
Ү.ОӘБ-8.18.3-2022-20-05
Кеңес беру
Дипломдық жоба тақырыбы: Астықты гидротермиялық өңдеуді
автоматты басқару жүйесін жетілдіру
Есептік - түсіндірме жазба
_________
бет
Графикалық бөлім
_________
бет
Студент
___________
Қожабаева А.Ғ.
_________20___ ж.
Жетекші
____________
Джамашева Р.А.
_________20___ ж.
Норма бақылаушы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Ильясов Е.С.
________20__ ж.
Кеңес берушілер
(Нақты білім беру бағдарламасына сәйкес толтырылады)
Бөлім атаулары
Қолдары
Кеңес беруші (аты-тегі)
Технологиялық бөлім бойынша:
Джамашева Р.А.
Технологиялық үрдістерді автоматтандыру бөлімі бойынша:
Джамашева Р.А.
Автоматика элементтері мен құрылғыларын таңдау
Жұмахан Н.Б.
Еңбекті қорғау және техника қауіпсіздігі бөлімі бойынша:
Жұмахан Н.Б.
Экономикалық бөлімі бойынша:
Баяхметов Т.
Қорғау күні
_________________
АК протокола
№_________________
АК бағасы
_________________
Ү.ОӘБ-8.18.3-2022-20-05
АҢДАТПА
Дипломдық жұмыста астықты гидрометриялық өңдеудің автоматтандырылған басқару жүйесінің технологиялық желі келтірілген.
Өңдеу уақытын үнемдеу, энергия шығынын үнемдеу есебінен астықты жылдам гидротермиялық өңдеуге (БГТО) көшу үшін ұнтақтау алдында Астықты гидротермиялық өңдеуді басқарудың автоматты жүйесі құрылды, ол өлшеу құрылғысын пайдалана отырып, астықтың ылғалдылығы мен ісіну дәрежесін бақылаудың технологиялық процесін бағдарламалық басқару функционалдық мүмкіндіктермен ұсынылады.
Сонымен қатар, еңбекті қорғау, экология және экономика бөлімдері бойынша мәселелер қарастырылған. Жергілікті басқарудың автоматты реттеу енгізуден экономикалық тиімділігіне жүргізілген есептеу оның ендіру тиімділігін көрсетті.
АННОТАЦИЯ
В дипломной работе представлена технологическая линия гидротермической обработки зерна.
Разработана автоматическая система управления гидротермической обработки зерна перед помолом для перехода к быстрой гидротермической обработке (БГТО) зерна за счет экономии времени обработки, экономии энергозатрат, представляемая следующими функциональными возможностями: программным управлением технологическим процессом контроля влажности и степени набухания зерна с использованием измерительного устройства
А также, рассмотрены вопросы по разделам охраны труда, экологии и экономики. Произведенный расчет экономического эффекта от внедрения локальной системы автоматического регулирования показал эффективность ее внедрения.
ANNOTATION
In the diploma presents the technological line of hydrothermal processing of grain .
The automatic control system of hydrothermal processing of grain before grinding is developed for transition to fast hydrothermal processing (BGTO) of grain due to economy of time of processing, economy of power inputs represented by the following functionality: program control of technological process of control of humidity and degree of swelling of grain with use of the measur.
And also, questions on the sections of labor protection, ecology and economics were considered. The calculation of the economic effect from the introduction of the local automatic control system showed the effectiveness of its implementation.
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
Дипломдық жұмыста келесі стандарттарға сілтемелер қолданылды:
ҚР СТ 34.014-2002 Ақпараттық технология. Автоматтандырылған жүйелерге стандарттар кешені. Автоматтандырылған жүйелер. Терминдер мен анықтамалар.
ҚР СТ 34.015-2002 Ақпараттық технология. Автоматтандырылған жүйелерге стандарттар кешені. Автоматтандырылған жүйе жасауға техникалық тапсырма
МЕМСТ 9353-2016 Бидай. Техникалық шарттар.
ҚР СТ 1046-2008 Бидай. Техникалық шарттар.
МЕМСТ 27186-86 Дайындалатын және жеткізілетін астық. Терминдер мен анықтамалар.
ҚР СТ 3.60-2005 ҚР Мемлекеттік Техникалық реттеу жүйесі. Астық пен оны қайта өңдеу өнімдерінің сәйкестігін растауды жүргізу тәртібі.
ҚР СТ ISO 712-2014 Астық және оны қайта өңдеу өнімдері. Ылғалдылықты анықтау. Бақылау әдісі.
ҚР СТ 1888-2009 Астық. Натураны анықтау әдістері.
ҚР СТ 1886-2009 Дәнді-дақылдар. Сөздік.
ҚР СТ 1890-1-2009. Дәнді және бұршақты дақылдарды сақтау. 1-бөлім. Дәнді дақылдарды сақтау бойынша жалпы ұсыныс.
ҚР СТ 1890-2-2009 Дәнді және бұршақты дақылдарды сақтау. 2 бөлім. Практикалық ұсыныстар.
ҚР СТ 1890-3-2009 Дәнді және бұршақты сақтау. 3 бөлім. Зиянкестер-жәндіктермен күрес.
МЕМСТ 12.1,004-91 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Өрт.
МЕМСТ 12.1,005-88 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Жұмыс аймағы ауасына жалпы санитарлы-гигиеналық талаптар.
МЕМСТ 12.1,003-83 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Шу. Қауіпсіздіктің жалпы талаптары.
МЕМСТ 12.2,003-91 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Өндіріс жабдықтары. Қауіпсіздіктің жалпы талаптары.
ҚР ҚНмЕ 2.04-05-2002 Табиғи және жасанды жарық беру.
ҚР Денсаулық сақтау министрлігінің 2010 жылғы 6 тамыздағы №611 бұйрығымен бекітілген Тамақ өнімдеріне қойылатын санитарлық-эпидемиологиялық талаптар санитарлық ереже.
ҚР Денсаулық сақтау министрлігінің 2010 жылғы 3 тамыздағы №588 бұйрығымен бекітілген Тамақ өнімдерін қайта өңдеу жəне өндіру жөніндегі объектілерге қойылатын санитарлық-эпидемиологиялық талаптар санитарлық ереже.
АНЫҚТАМАЛАР
Дипломдық жұмыста сәйкесінше анықтамаларымен берілген келесі терминдер қолданылады:
Астық айналымы
әкелуді (импорттауды) және әкетуді (экспорттауды) қоса алғанда, астықты өткізу процестері.
Астық қауіпсіздігі
қауіпті фактордың іске асу ықтималдығы мен оның салдарларының ауыртпалық дәрежесі үйлесімдігін ескере отырып, адамның өміріне, денсаулығына зиян келтіруге және тұтынушылар мүдделерінің бұзылуына байланысты жол берілмейтін тәуекелдің астықтың өмірлік циклінің барлық сатыларында болмауы.
Астық партиясы
сапасы бойынша біртекті, бір уақытта қабылдауға, тиеп жөнелтуге немесе сақтауға арналған, сапасы мен қауіпсіздігі туралы бір құжатпен ресімделген астық мөлшері.
Астық сынамасы
сапасы мен қауіпсіздігін анықтау үшін партиядан іріктелген астықтың белгілі бір мөлшері.
Астықты белсенді желдету
салқындату немесе кептіру мақсатында астықаралық кеңістіктің ауасын көп мәрте ауыстыру үшін астықты атмосфералық ауамен еріксіз үрлеу.
Астықты жою
тағамдық мақсаттар үшін пайдаланылуын және оған адам мен жануарлардың болуын болдырмайтын, тұтынуға және (немесе) одан әрі қайта өңдеуге жарамсыз астыққа ықпал ету.
Астықты залалсыздандыру
карантиндік объектілерді қоса алғанда, зиянкестерді, микроорганизмдерді жою үшін астыққа химиялық, радиациялық немесе физикалық әсер ету.
Астықты кәдеге жарату
сапасыз және қауіпті астықты өз мақсатынан тыс пайдалану.
Астықты кептіру
қыздырылған немесе қыздырылмаған ауамен (кептіру агентімен) өңдеу жолымен астықтың ылғалдылығын төмендету.
Астықты сараптау
кәдеге жарату немесе жою мүмкіндігі туралы шешім қабылдау мақсатында астықтың қауіпсіздігі көрсеткіштерін анықтау.
Астықты өткізу
сатып алу-сату, алмасу шарттарын ресімдеу жолымен меншік иесінің өзгеруі.
Астықты сәйкестендіру
астықтың өмірлік циклінің барлық сатыларында астықты айырмашылық белгілері бойынша тануды қамтамасыз ететін рәсім;
БЕЛГІЛЕУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР
ҚР СТ
Қазақстан Республикасының стандарты
МЕМСТ
Мемлекет аралық стандарт
ҚР МЕМСТ
Қазақстан Республикасының мемлекет аралық стандарты
ТШ
техникалық шарт
БӨАжҚ
Бақылау-өлшеу аспаптары мен құралдары
ЛАЖС
Логарифмдік амплитудалы-жиіліктік сипаттама
ЛФЖС
Логарифмдік фазалы-жиіліктік сипаттама
АЖО
автоматтандырылған жұмыс орны
АБЖ
автоматтандырылған басқару жүйесі
ТҮ АЖ
технологиялық үрдістерді автоматты басқару жүйесі
АЦТ
аналогты-цифрлы түрлендіргіш
АЦБҚ
аналогты-цифрлы баспа құрылғысы
ЦАТ
цифрлы-аналогты түрлендіргіш
ДҚ
деректер қоры
ӨТЗ
өндірістік-технологиялық зертхана
БҚ
бағдарламалық қамтамасыздандыру
БТК
бағдарламалық-техникалық кешен
БРЖ
басқарудың реттеуші жүйесі
АБЖ
автоматты басқару жүйелері
ТП
технологиялық процесс
т
тонна
кг
киллограм
г
грамм
мл
миллилитр
м
метр
мм
миллиметр
мкм
микрометр
сағ
сағат
мин
минут
сек
секунд
тг
теңге
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
12
1
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесі - автоматтандыру объектісі ретінде
15
1.1
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесінің сипаттамасы
15
1.2
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесінің құрылымдық схемасы
18
1.3
Астық өндіруде гидротермиялық өңдеу - басқару объектісінің сипаттамалары
22
2
Ұнтақтауға дейін астықты гидротермиялық өңдеу үрдісінің автоматты жүйесін құру
27
2.1
Астықты гидротермиялық өңдеу үрдісінің автоматты жүйесі
27
2.2
Астықты гидротермиялық өңдеу үрдісін автоматтандырудың функционалдық сұлбасы
31
2.3
Астықты гидротермиялық өңдеу үрдісін басқару объектілеріндегі технологиялық процестердің сипаттамасы
34
3
Автоматика элементтері мен құрылғыларын енгізу
39
3.1
Астықты гидротермиялық өңдеу үрдісінің автоматты басқару жүйесін жобалау
39
3.2
Автоматтандыру үшін датчиктерді таңдау және салыстыру
52
4
Астықты гидротермиалық өндеу үрдісінің автоматты басқару жүйесін жобалау
57
4.1
Астықты гидротермиалық өндеу үрдісін автоматты басқару жүйесі
57
4.2
Астықты гидротермиялық өңдеудің құрылымдық сұлбасы
58
4.3
Астықты гидротермиялық өңдеудің математикалық жазбасы
67
5
Еңбекті қорғау бөлімі
71
5.1
Еңбекті қорғау және қауіпсіздік техникасы
71
5.2
Еңбек қауіпсіздігі және өндірістік санитария бойынша типтік нұсқаулар
73
6
Экономикалық бөлім
77
6.1
Астық өңдеу кәсіпорнының өндірістік ұйымдастырушылық негіздері
77
6.2
Астық өңдеу жобасын құруға кеткен еңбек шығындарының есебі
77
6.3
Негізгі техника - экономикалық көрсеткіштер тиімділігі
82
ҚОРЫТЫНДЫ
83
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
84
КІРІСПЕ
Астық өндірісіндегі жүйелерді автоматтандыруды зерттеудің және жетілдірудің тәжірибелік маңызын, Қазақстан Республикасының жылына миллиондаған тонна астықпен ішкі тұтынуды және экспортқа шығаруды қамтамасыздандыруынан көреміз.
Бұл саланың технологиялық жабдықтары сәл қалыс қалған, яғни заманауй деңгейге сәйкес келмейді десе де болады және астық өңдеу базасына қайта құру еңгізу қажет. Бұл мәселенің ғылыми өзектілігі объектінің имитациялық моделінен тұратын, жүйенің логика-математикалық сипаттамасын көрсететін және объектінің тәжрибелік нұсқасы ретінде компьютерде тәжірибе жүзінде зерттеуге болатын АБЖ түзуге арналған құрылғылар мен әдістерді жетілдіру жетістіктерімен және жаңалығымен қорытындыланады. Осылар бойынша жүйені зерттеуге арналған тәжрибе жүргізуді жүзеге асыратын жүйенің физикалық үлгісі мен аналогты нұсқасын қарастыруға болады. Болашақта объектінің АБЖ датчиктер мен реттеуіштер арқылы еңгізілетін осы модельдер жүйені зерттеп қана қоймай, берілген критерилерге сәйкес автоматты реттеу бойынша барлық операцияларды орындайды.
Автоматты реттеу мәселелерін шешудің өзектілігін анықтау үшін, астық өңдеу операциясындағы технологиялық тізбектің және жеке буындардың жағдайының құрамын қарастырамыз. Алдымен, бұл ұн зауытында орналастырылғын механикалық өңдеуге арналған процесстер мен аппараттар, кептіру құрылғылары мен агрегаттары, диірмендегі ұнтақтауыштар классиффикациясы және қосымша жабдықтары бар електер жинағы.
Ауа қыздырғышты басқару жүйесіндегі жылутасымалдағыш температурасы астық кептірудің технологиялық үрдісі ағымының сапасын анықтайтын негізгі параметрлердің бірі болып саналады, және оны міндетті түрде берілген деңгейде тұрақтандыру қажет.
Жылу тасымалдағыш температурасын автоматты реттеу жүйесінің әр түрі қолданылады - екі және үшпозициялы реттеуіштермен, ПИД реттеуіштермен және т.б..
Кептірудің маңызды параметрлерінің бірі астық ылғалдылығы. Сонымен, бастапқы ылғалдылық кептіру режимін, кептіргіш арқылы өткен астық көлемін, өткен астықтағы түскен ылғалды анықтайды. Соңғы ылғалдылық астықтың келесі өңделуіне немесе сақтауға дайындығын сипаттайды. Астықтың соңғы ылғалдылығы 14% болса, онда астықты қыста қауіпсіз сақтауға және оның физика-механикалық қасиетін тиімді талдауға болады.
Бастапқы ылғалдылық - айнымалы шама. Сондықтан, егер кептіру кезінде режимді дұрыстамаса, соңғы ылғалдылық өзгеріп кетеді. Оны болдырмас үшін, кептіру құрылғыларында соңғы ылғалдылықты пропорционалды-интегралды (ПИ), пропорционалды-интегралды-дифференц иалды (ПИД) заңдылықпен реттеу және бейсызықты релелі үшпозициялы жүйелері бар автоматты реттеу жүйесі қолданылады.
Желілерді автоматты басқару жүйесін тұрғызу принциптері, ағымдық желілердің типіне байланысты түрлі автоматты басқару жүйесі (АБЖ) қолданылады: желінің барлық буындарының ортақ критери бойынша автоматты түрде оптималдану жүйесі, осал буын бойынша автоматты басқару жүйесі, жеке буындардың тәуелсіз автоматты түрде оптималдану жүйесі, негізгі технологиялық параметрлерді реттеу арқылы қашықтықтан басқару жүйесі.
Желінің барлық буындарының автоматты түрде оптималдану жүйесінде ортақ критери бойынша негізгі басқару әсері болып желіге астық беру, ал қосымша болып ағымдық желінің буындарындағы реттеу жүйесі саналады.
Ағымдық желінің осал буыны бойынша автоматты басқару жүйесі жабдықтарды тиімді қолдануға және тиімдіге жақын режимде астық өңдеуді жүргізуге мүмкіндік береді. Бұл жүйелерді басқаруда сапа көрсеткіштері шектік мәннен аспауы керек. Сондықтан осал буыны бойынша автоматты басқару жүйесі машина және жабдық режиміне, сапа көрсеткіштерін жүзеге асыратын шектеулер еңгізілуі керек.
Жеке буындардың тәуелсіз автоматты түрде оптималдану жүйесі оперативті және мерзімдік реттеуге арналған ыдыстармен ағымдық желілерде қолданылады. Әрбір буынның жұмысы машинаның тәуелсіз жұмыс шартынан шеткері тиімделеді. Жүйе астық өңдеудің қажетті сапасын жүзеге асыруы қажет.
Ағымдық желінің техникасы қажетті деңгейіне жеткенде, астық сапасын тәжрибелік әдіспен немесе қашықтықтан басқару жүйесінің көмегімен бақылауда қашықтықтан басқару жүйесін қолданған тиімді
АБЖ қолдану кезінде автоматика құрылғылары мен аспаптарының қажетті санын мейлінше аз қолданған маңызды, себебі оларды қолдану және жөндеу немесе ауыстыру көп шығындарды талап етеді.
Астық өңдеу кәсіпорындарындағы технологиялық процесс жекелеген кезеңдердің күрделі өзара байланысы бар тармақталған ағын қағидаты бойынша ұйымдастырылған. Барлық технологиялық операциялардың толық механизациясына қарамастан, оларды басқарудың автоматтандырылған жүйесін (АБЖ) әзірлеу өте қиын, өйткені технологиялық процесс көп қол жетімді, өнім ағындары өндеуге келіп түсетін шикізаттың бастапқы сипаттамасына және технологиялық жүйелердегі режимдердің вариациясына байланысты меншікті шығын мен сапа көрсеткіштері бойынша түрленеді.
Алайда, іс жүзінде АБЖ құру үшін қажетті көптеген мәселелер өндірістің ерекшелігін ескере отырып шешілген.
Астық өндіруде және өңдеуде шығарылатын өнім сапасының негізгі көрсеткіштерінің бірі болып табылады, атап айтқанда ұн - ұн ақтығы болып табылады, ол астықты тазарту, кептіру факторларымен, гидротермиялық өңдеу (ГТО) режимдерімен және т.б. анықталады.
Ұн ақтығының талап етілетін мәні ГТӨ-ны бақылау жолымен, атап айтқанда астықтың ісінуін және оның ылғалдылығын бақылауды автоматтандырумен қамтамасыз етілуі мүмкін [1].
Белгілі болғандай, Аргентина, Канада және т.б. сияқты ірі дәнді-дақыл өндірістік елдері астық емес, ұн шығарады, миллиондаған доллар не табады.
Астық экспортын жоғары сортты ұн шығару арқылы ауыстыру арқылы өнімнің бәсекеге қабілеттілігін арттыру маңызды міндет деп санауға болады [2].
Қазақстан қайта өңделетін астық санын айтарлықтай арттыруы тиіс, ол үшін барлық технологиялық буындарды, әсіресе ГТӨ сияқты неғұрлым баяу автоматтандыруы қажет, ол үшін бірінші кезекте ісінуді және басқа көрсеткіштерді бақылауға назар аударуы қажет.
Мұнда шешуші буын бірінші міндет - ГТӨ-ны бақылау, атап айтқанда астықтың ісінуін және оның ылғалдылығын бақылауды автоматтандыру болып табылады. Суық МТТ-дан ыстыққа көшу өңдеу уақытын қысқартып қана қоймай, сонымен қатар астықты дайындаудың біркелкілігін және одан әрі технология мен өнімнің сапасын арттырады, бұл жоғары өзектілік пен тиімділікті қамтамасыз етеді [3].
Дипломдық жұмыстың мақсаты - ұнтақтауға дейін астықты гидротермиялық өңдеуде автоматтандырылған басқару жүйесін құру арқылы астықты тез гидротермиялық өңдеуді басқару тиімділігін арттыру.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі мәселелерді шешу қажет:
астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесінің сипаттамасын қарастыру;
астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесін автоматты басқару жүйесін құру;
астықты гидротермиялық өңдеу үрдісін автоматтандырудың функционалдық схемасын құру;
астықты гидротермиялық өңдеу үрдісінің автоматты басқару жүйесін жобалау;
астықты гидротермиялық өңдеу үрдісінің басқару құрылғыларын таңдау;
астықты гидротермиалық өндеудің құрылымдық сұлбасын құрастыру;
астықты гидротермиялық өңдеудің математикалық жазбасы сипаттау.
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесі - автоматтандыру объектісі ретінде
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесінің сипаттамасы
Астықты гидротермиялық өңдеу (ГТӨ) - астықтың қасиеттерін өзгертуге бағытталған ылғал мен жылу өңдеу.
ГТӨ үшін ұн, жарма және мал азықтары технологиясында астықты қайта өңдеуге дайындаудың міндетті және жоғары тиімді технологиялық операциялары бойынша қолданылады [4].
ГТӨ технологиялық жоспарында ұн тарту және Жарма технологияларының басты міндетін шешу бойынша оңтайлы жағдай жасауға арналған-барынша тиімділікпен аз қоректенетін, арзан бағалы, дөрекі қабықшалар мен эндоспермды бөлу. Дәннің эндоспермі негізгі өнімді -- ұн немесе жарма береді, ал қабығы -- технологияның жанама өнімін -- лузгу, Кебек, ұн береді. Құрама жем технологиясы процестің міндетіне қабықтар мен эндоспермдерді бөлу кірмейді,өйткені астықтың барлық анатомиялық бөліктері дайын өнімдерде болуы тиіс. Негізінен ГТӨ құрама жем технологиясында құрама жемнің құрамына кіретін астық өнімдерінің қоректілігі мен сіңірілуін арттыруға бағытталған, мысалы, ферменттік жүйе жеткілікті дамымаған мал төлдері үшін құрама жем өндіру кезінде.
Ұн мен жарма технологиясында сондай-ақ дәннің перифериясынан эндоспермге еритін биологиялық белсенді заттардың көшуі арқасында өнімнің қоректік қасиеттері жақсарады. Биохимиялық өзгерістерге байланысты жылу тәсілдерінде ГТӨ өткен астықтан өнімнің сіңімділігі, түсі, иісі және дәмі жақсарады. Бұл ретте fстықты гидротермиялық өңдеу алдын ала келісілген ылғалдылық өнімдерін алуға мүмкіндік береді және қауіпсіз сақтаудың ұзақ мерзімін қамтамасыз етеді [5].
Гидротермиялық өңдеу қажеттілігі гидротермиялық өңдеуден өтпеген астықтың қасиеттерін бағалау кезінде айқын болады. Шамамен, құрғақ күйінде сақтау кезінде астықтағы ылғал параболикалық заң бойынша бөлінген. Бұл крахмалды эндосперм астықтың шеткі бөлігіне қарағанда ылғалды [6].
Жалпы астықтың ылғалдылығы жоғары емес, бұл технология үшін бірқатар жағымсыз қасиеттерді алдын ала анықтайды:
астық берік және ұсақтау жоғары энергия шығынымен жүріп жатыр;
қабықтың ылғалдылығы жоғары емес, олардың ұсақтылығын және ұнға түсуін алдын ала анықтайды;
технологияда бөлінетін анатомиялық бөліктер (сыртқы, ішкі қабықтар, эндосперм) тығыз байланысты, бұл олардың тиімді бөлінуіне кедергі келтіреді;
астықтың биологиялық белсенді заттары периферия бойынша көп мөлшерде шоғырланған, олардың жанама өнімдерге жоғалуына ықпал етеді.
Астықты жармаға, әсіресе тұтас ұсатылмаған өнімдерге өңдеу кезінде эндоспермді бүтіндікте сақтау және арттыру міндетін тікелей қарама -- қарсы шешеді .негізгі өнімнің шығуы. Бұл ретте жылу әсерінен биохимиялық өзгерістердің арқасында ядро нығыздалады. Қабықшалар, әсіресе пленкалы дақылдар сусызданады, бұл оларды нәзік және жеңіл ажыратады. Сондай-ақ ішкі қабықтар мен дән эндоспермасының байланыстары бұзылады.
Қабықшалар мен эндосперманы бөлудің қажеттілігі жоқ құрама жем технологиясында гидротермиялық өңдеу кезінде Жоғары температуралы әсерлермен астықтың қоректілігі мен сіңірілуін өзгертеді.
Гидротермиялық өңдеу процесі уақыт бойынша ылғал мен жылудың дәніне көп сатылы әсер ету нәтижесінде жүзеге асырылады, бұл технологиялық қасиеттерді оңтайландыруға, сондай-ақ өнімнің қоректілігі мен сіңірілуін жақсартуға әкеледі. Жекелеген операциялардың, оларды жүргізудің режимдік шарттарының, гидротермиялық өңдеудегі аппараттардың конструктивтік ерекшеліктеріне қарамастан, барлық тәсілдерге тән жалпы операциялардың қатарын бөліп көрсетуге болады [7].
Ылғалдандыру. Гидротермиялық өңдеу әдісінің мәніне, астық түріне және технологияға сәйкес астыққа суды жаппай қосу. Су бөлме температурасының сұйықтығы (су құбыры суы), Арнайы аппараттарда қыздырылған су немесе түрлі параметрлері бар бу түрінде қосылуы мүмкін. Өңдеу кезінде бумен ылғалдану қосарланады қыздыру астық жандандырады процестер влагопереноса. Бұл жағдайда технология уақыт бойынша қысқарады, мысалы, жылдам кондиционерлеу кезінде суландыру уақыты азаяды және температура қарқындылық факторы ретінде қарастырылады.
Суландыру. Ылғалданған астық осы технология үшін оңтайлы әр түрлі уақыт сыйымдылықтарында болған кезде технологиялық операция. Суландыру уақыты 10-30 минуттан 24 сағатқа дейін және одан да көп сағатқа дейін өзгеруі мүмкін. Ылғалдың орнын эндоспермнің тереңдігіне, құрылымын бұзумен және қасиеттерінің өзгеруімен байланыстырады. Суландырудың екі тәсілі болуы мүмкін -- борттық, астық қозғалмайтын сыйымдылықтарда жатқан кезде және суландыру процесінде астық сыйымдылықтарда берілген уақытты қамтамасыз ететін жылдамдықпен үздіксіз қозғалатын үздіксіз.
Ылғалданған астықты сусыздандыру. Жалпы астықтың берілген ылғалдылығын немесе жекелеген анатомиялық бөліктерді қамтамасыз ету мақсатында жүзеге асырылады, мысалы гидротермиялық өңдеу кезінде пленкалы дақылдардың қабықтарын сусыздандыру. Сусыздандыру Арнайы аппараттарда белгілі бір температураға дейін қыздырылған ауамен (конвективті қыздыру) қыздырылған бетпен жанасу кезінде, сондай-ақ қыздырудың екі тәсілі үйлескен кезде жүзеге асырылуы мүмкін. Жоғары температура мен ұзақ әсер еткен кезде сусыздандыру астықтың химиялық құрамының өзгеруіне, мысалы, ақуыздардың денатурациясына, крахмалды таңбалауға, ферменттерді инактивациялауға және т.б. ықпал етуі мүмкін.
Салқындату. Астықтың бұрын қол жеткізілген қасиеттерін нашарлатпай оңтайлы температураға қол жеткізу мақсатында жүзеге асырылады. Қыздырылған астықтың күрт салқындауы астықтың құрылымдық-механикалық қасиеттерінің нашарлауына, мысалы жарықтардың пайда болуына және ядро беріктігінің төмендеуіне әкелуі мүмкін. Ылғал ауамен салқындату құрғақ пленкалардың ылғалдануына алып келуі және оларды қабыршақтаған кезде бөлу жағдайларын нашарлатуы мүмкін.
Ұн, жарма және құрама жем технологиясында бұл операциялар әр түрлі комбинацияларда барлығы бір мезгілде немесе олардың кейбіреулері ғана болуы мүмкін. ГТӨ-нің жекелеген операциялары ұн технологиясында орын алған сияқты астықты дайындаудың басқа операцияларымен үйлесуі мүмкін. Немесе гидротермиялық өңдеу операциясы дербес болуы мүмкін және жарманың технологиясы сияқты тікелей өңдеу операцияларының алдында орындалуы мүмкін [8].
Дәнге әсер ету тәсілін таңдау, температуралық режим, астықты дайындаудың жалпы процесінде гидротермиялық өңдеу орны, бірінші кезекте, белгілі бір түрдегі және сападағы өнімді алу бойынша технологияның жалпы міндеті қойылғаны анық.
Ұн тарту зауыттарында астықты гидротермиялық өңдеудің (кондициялаудың) негізгі міндеті - оның ұн тарту қасиеттерін жақсарту, энергияның аз шығынында жоғары сапалы дайын өнімнің (ұнның) үлкен шығуын беру қабілетін арттыру [9].
Бидай мен қара бидай және сортты ұнды қайта өңдеу кезінде астықты тарту процесі кейіннен ұнға ұсақтай отырып, Жарма түріндегі эндоспермның барынша ықтимал бөлінуін есептей отырып құрылады. Адам ағзасы сіңірмейтін заттардың көп мөлшері бар астық қабықтары кебекке жіберіледі. Мұндай бөлуге көбіне дәннің жекелеген бөліктерінің құрылымдық-механикалық қасиеттерін өзгертуге (эндосперманың сынғыштығы, қабықтың тұтқырлығы) және оның технологиялық қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік беретін дән массасын ұнтақтауға бағытталатын дұрыс ұйымдастырылған гидротермиялық өңдеу (ГТӨ) ықпал етеді [10].
Гидротермиялық өңдеу процесі астыққа сумен және жылумен әсер ету болып табылады, содан кейін оны астық массасына қосылған суды дұрыс бөлу үшін қажетті берілген кезең ішінде жиектерде жайластыру.
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесінің құрылымдық схемасы
Ұн тарту зауыттарында астықты гидротермиялық өңдеудің (кондициялаудың) негізгі міндеті - оның ұн тарту қасиеттерін жақсарту, энергияның аз шығынында жоғары сапалы дайын өнімнің (ұнның) үлкен шығуын беру қабілетін арттыру.
Астық өңдеу түрлеріне қарай кондиционерлеу тәсілдері:
суық - астықты 15-20°С температурада сумен ылғалдандырылады және сумен шаюға арналған бункерлерге жіберіледі;
ыстық - ылғалданған астық арнайы кондиционерлерде жылулық өңдеуге ұшырайды. Термиялық өңдеуден кейін, астық ылғалдандыру үшін бункерлерге жіберіледі;
жылдамдық - астықты өңдеу үшін бу қолданылатын арнайы құрылғыларда (АСК) ылғалдандырылады.
Бидай дәнінің ГТӨ жылдам тәсілінің технологиялық схемасы 1-суретте келтірілген.
А -- дәнді бастапқы дайындаудың технологиялық желілері;
Б -- дәнді соңғы дайындаудың технологиялық желілері;
1 - булағыш; 2 - температураны теңестіру сыйымдылығы; 3 - жуғыш; 4 - жылулық өңдеу; 5 - дәннің бар болу индикаторы; 6 - шнек-араластырғыш;
7 - тарату (жайғастыру) шнегі; 8 - ылғалдандыру сыйымдылығы; 9 - жинаушы құйғыш.
Сурет 1 - Бидай дәнінің ГТӨ жылдам тәсілінің технологиялық схемасы
Астықты өңдеу тәртібі:
жылдам кондиционер;
бункер;
жуу машинасы;
ылғал түсіргіш;
ылғалдауға арналған аппарат;
суландыруға арналған бункер.
Суық кондиционерлеу - арнайы аппараттарды қажет етпейтін ГТӨ-дің ең қарапайым тәсілі.
Бидай мен қара бидай сортты тарту кезінде суық кондиционерлеу схемалары астық массасын 2-3% ылғалданумен қатар оны жеңіл және ауыр қоспалардан тазарту жүргізілетін жуу машинасында астықты өңдеуді көздейді. Жуу машинасынан кейін судың қажетті мөлшерін қосу үшін пайдаланылатын су ағатын ылғалдау аппаратын орнатады [11].
Ылғалдау шамасы астықтың бастапқы ылғалдылығы мен I драной жүйесінде ұсынылған арасындағы айырмамен анықталады:
I типті астық үшін 14-15%;
II типті астық үшін 15,5-16,5%;
III типті астық үшін 14,0-15,0%;
IV типті астық үшін 15-16,5%.
Суық кондиционерлеу ұн тарту зауыттарында кеңінен қолданылады және оң нәтиже береді. Алайда, қысқы уақытта зауытқа минус температурасымен астық келіп түскен кезде оны 10-15°с дейін қыздыру қажет.
Суық кондиционерлеу ұзақ мерзімді жаңартуды талап етеді, ал бұл үшін едәуір сыйымдылық қажет. Суландыру уақыты бидай түріне, шыныға, ылғалдылыққа және ауа баптаудың түріне байланысты.
Қатты бидай салқындатқанда ұзақ мерзімді (24 сағатқа дейін) сулауды талап етеді, ал жұмсақ бидай үшін 4-8 сағ жеткілікті.
Астықты суландыру ұзақтығы оны ылғалдаған судың температурасына байланысты. Су суық болса, суландыру үшін көп уақыт қажет.
Ұн тарту зауыттарында ылғалданған астықты суландыру үшін келесі ретпен жұмыс істеу үшін бірнеше сүрлем болуы керек:
бір сүрлемге астықты суландыруға жібереді;
екінші сүрлемде астық тегістеуден өтеді;
үшінші сүрлемнен астық одан әрі сызба бойынша өңдеу үшін шығады.
Суландырудың мұндай тәсілі сүрлемдерді толтыру және босату кезектілігінің сақталуын мұқият бақылауды талап етеді,олардың сыйымдылығын тиімсіз пайдалануға әкеп соғады. Бұдан басқа, дәннің сүрлемнен құйғыш тәрізді ағуын ескере отырып, уақыт бойынша біркелкі емес оны суландыру орын алады.
Аталған кемшіліктерді жою үшін ұн тарту зауыттарында оларды үздіксіз тікелей толтыруды және астық шығаруды жүзеге асыруға мүмкіндік беретін сүрлемдерді суландыру үшін қайта жаңарту жөніндегі зауыттар тәжірибесі кеңінен енгізілуде.
Сүрлемдердің түбінде суландыру үшін, орталық шығару тесігінен басқа, бұрыштар бойынша тағы да төрт тесік теседі және олардың арқылы шығару құбырларын өткізеді.
Барлық астық құбырлары олар арқылы өтетін астықтың мөлшерін реттеу үшін лючкалармен және ысырмалармен жабдықталған.
Осы схема бойынша суландыру үшін сүрлемдердің жұмыс істеу принципі мынадай: ылғалданған астық жуу немесе ылғалдау машинасынан кейін араластыруға, содан кейін бөлу шнегіне түседі. Бөлгіш шнектен астық өтпелі келте құбырлар арқылы тіреуде жұмыс істейтін сүрлемге түседі. Силостар бір мезгілде жүктеледі. Оларға қанша астық шығады [12].
Астық барлық сүрлемдерден бір мезгілде және бірқалыпты жылдамдықпен шығады, оны суландырудың берілген ұзақтығына байланысты реттейді. Бұл ретте тегістеу жақсы жағдайда жүргізіледі, ал процеске қызмет көрсету жеңілдетіледі.
Ыстық кондиционерлеу. Ылғалданған астықты жылумен өңдеу үшін ЗК(у)-6 арнайы кондиционер-аппараттармен жабдықталған ұн тарту зауыттарында қолданылады.
Ыстық кондиционерлеу сұлбасы 2 - суретте көрсетілген.
1 - су қыздырғыш; 2 - жуғыш машина; 3 - кондиционер; 4 - су құйғыш машина; 5 - суландыруға арналған бункер; 6 - мөлшерлеуіштер; 7 - су бүріккіш машина.
Сурет 2 - Ыстық кондиционерлеу схемасы
Қоспалардан тазартылған және жуу машинасында ылғалданған астық шойын радиаторлармен жабдықталған шахтаның секциялары арқылы өтетін шахталық типті ауа-су кондиционеріне жылумен өңдеу үшін келіп түседі. Радиаторларда 70-80°С температурадағы ыстық су айналуда. Кондиционерден шығар алдында астық салқындату секциясында салқындатылады, содан кейін суландыру үшін бункерге түседі.
Бидай ылғалдылығының жоғарғы шегі жылтырлығы 60%-дан жоғары дәнге, төменгі шегі жылтырлығы 40%-дан кем дәнге жатады.
Жылдам кондиционерлеу. Бидайды ылғалдайтын және қыздыратын бумен гидротермиялық өңдеуге негізделген. Ылғалдану астықтың салқын бетінде будың конденсациясы нәтижесінде болады. Гидротермиялық өңдеудің мұндай тәсілі ылғалдың астық ішіне ауысу процесін жеделдетуге және суландыру уақытын барынша азайтуға мүмкіндік береді. Жоғары жылдамдықты кондиционерлеумен астық өңдеу схемасы 3-суретте көрсетілген.
1 - жоғары жылдамдықты кондиционерлеу аппараты; 2 - бункер; 3 - жуғыш машина; 4 - калорифер; 5 - ылғал түсіргіш; 6 - су құйғыш машина;
7 - суландыруға арналған бункер; 8 - мөлшерлеуіш.
Сурет 3 - Ыстық кондиционерлеу схемасы
Жылумен өңдеуге арналған ДДЖ аппаратында бумен өңдегеннен кейін астық 10 минутқа дейін шыдайтын жылу оқшауландырылған бункерге жіберіледі. Жылу өңдеуден кейін 45-60°С температурадағы бидай дәндері жуу машинасына жіберіледі, онда 25-30°С дейін сумен салқындатылады. Егер алынған ылғалдың бір бөлігін алып тастау қажет болса, астық ылғал түсіргішке жіберіледі, онда ол 40-50°с дейін қыздырылған ауамен үрленеді. Бидай астығын жылдам кондициялау процесі 3-4 сағат бойы сулаумен аяқталады.
Астықты суландыру процесінде оның қабықшалары аздап құрғап, сынғыш болуына байланысты, бидайдың сорттық тартылған ұн тарту зауыттарында кондиционерлеудің қосымша кезеңін қолданады -- астықты 0,3-0,5%-ға ылғалдандыру. Дәнді зум-2 және Т1-БУВ-10 бүріккіш әрекеттегі ылғалдау машиналарында ылғалдандырады.
Астыққа қосылған аздаған ылғал мөлшері қысқа уақыт ішінде суландыру тек қана астық қабығына еніп, оларды ылғалдап, жаншу станоктарында астықты ұсақтау процесінде қирату үшін серпімді, төзімді етіп жасайды.
Астық өндірісінде гидротермиялық өңдеу - басқару объектісілерінің сипаттамалары
Дәннің ГТӨ-і дайындық бөліміне кіреді, онда ылғалданған кезде және бұл ретте жүретін физика-коллоидты және биохимиялық табиғи процестері дәндегі ылғалалмасудың барлық процесі үш кезеңге анық бөлінуі мүмкін болатындай дамиды (кесте - 1).
Кесте - 1. Астықтың сумен өзара әрекеттесуінің жалпы схемасы
Кезең
Ұзақ-тығы, сағ
Дәндегі ылғал алмасу
процесінің ерекшеліктері
Астықтың физика-химиялық қасиет-тер сипаттама-ларының өзгеруі
Анатомиялық бөліктері құрылымының өзгеруі
Астықтың технологиялық қасиеттерінің өзгеруі
Бастапқы (дайындық)
0,25-1
жеміс қабықшасымен ылғал қармау, тұқымдық қабықша, алейронды қабаты мен ұрығы ұлпаларының гидратациясы
астық көлемі күрт өседі
дәннің беткі қабаттары тіндерінің
ісінуі артады
өзгеріс айтарлықтай емес
Негізгі
(эндосперма белсенді қопсу кезеңі)
5-16
ылғалдың беткі қабаттардан эндосперма ішіне ауысуы
салыстырмалы көлемі толқын тәрізді қисық бойынша өзгереді
дәннің бастапқы құрылымының
микро жарықша-лармен бұзылуы
өзгеріс айтарлықтай емес
Қорытынды (релакса-циялық)
48-72
ылғалдың тіндер бойынша тепе-тең қатынаста таралуы
өзгеріс іс жүзінде
тоқтатылады
дәндер биополимерлері
молекулаларының тепе-теңдікке дейінгі конформа-циясының өзгеруі
өзгеріс айтарлықтай емес
Бастапқы кезең астықтың үстіңгі қабаттарында сіңірілген ылғалдың шоғырлануымен сипатталады: жеміс және тұқымдық қабықшалар, алейрондық қабаттар және ұрықтар. Осы қабаттардың ісінуі салдарынан астықтың үлес көлемі тез артады. Дәннің қимасы бойынша ылғалдың біркелкі бөлінбеуі ылғалдың үлкен градиентін белгілеуге әкеледі,бұл дәннің денесінде кернеудің пайда болуына әкеп соғады. Астықтың технологиялық қасиеттерінің өзгеруі көп емес, өйткені құрылымдық өзгерістер тек үстіңгі қабаттарға ғана әсер етті. Осылайша, ылғалды астық ішіне қарқынды тасымалдауға дайындық аяқталады. Сондықтан бірінші кезеңді дайындық ретінде анықтауға болады.
Астықтың технологиялық қасиеттері мен дайын өнімнің тұтынушылық қасиеттерінің бағытталған өзгеруі атмосфералық немесе жоғары қысым кезінде астықтың ылғалдылығы мен температурасын өзгерту арқылы, яғни гидротермиялық өңдеу әдісін қолдану арқылы қамтамасыз етіледі.
Астықты гидротермиялық өңдеудің негізгі міндеті оның технологиялық қасиеттерінің оларды оңтайландыру жағына бағытталған өзгеруінен және осы деңгейде кейіннен тұрақтандырудан тұрады.
Демек, бұл процесс астықтың технологиялық қасиеттерін басқарудың негізгі әдістерінің бірі болып табылады.
Бұл ретте, процесс қабықшалар мен эндосперманың беріктігіндегі айырмашылықтың барынша мүмкін дәрежесін күшейту арқылы жүзеге асырылады: ұн тарту өндірісінде эндосперманың беріктігін төмендету талап етіледі.
Ұн тарту зауыттарында үш ГТО әдісі қолданылады: суық, ыстық және жылдам кондиционерлеу.
Бірінші әдіс астықты ылғалдаудан және одан кейін оны жабындарда ұстаудан (суландырудан) тұрады; әдістің атауы оны астықты қыздырусыз жүргізуден тұрады.
Ыстық кондиционерлеу кезінде ылғалданған астықты ылғалдандыру алдында арнайы аппараттарда - ауа-су кондиционерлерінде жылумен өңдеуге ұшырайды. Қазіргі уақытта бұл әдіс бірнеше кәсіпорындарда ғана сақталып қалған.
Жылдам кондиционерлеу процесінде астықты кейіннен суық суда жуумен бірге бумен өңдейді. Дәнге осындай күрт ықпал етудің арқасында оның қасиеттері тез өзгереді және ылғалдандырудың қажетті ұзақтығы айтарлықтай қысқарады. Сондықтан да, бұл әдіс жылдамдық кондиционерлеу атауын алған (кесте - 2) [13].
Кесте - 2. Бидайды жылдам кондиционерлеу режимінің бағдарлық көрсеткіштері.
Процесс
Режим көрсеткіштері
Температура, С
Ылғалдылық, %
Уақыт
(артық емес), мин
дейін
кейін
дейін
кейін
Булау
-
40-60
-
40-60
0,5
Жылумен өңдеу
40-60
40-60
40-60
40-60
10
Сумен салқындату
40-60
25-30
40-60
25-30
0,5
Сусыздандыру
25-30
25-30
25-30
25-30
10-15
Тегістеу
25-30
20-25
25-30
20-25
180
Диірмендер мен ірі зауыттарда астықты гидротермиялық өңдеу (ГТӨ) кезінде бақылау мен реттеудің автоматты жүйелерімен жабдықталған күрделі машиналар мен аппараттар, сондай-ақ суландыру үшін бункерлер түріндегі қарапайым құрылғылар қолданылады. ГТӨ процесінде дәнге сумен, ал процестің кейбір нұсқаларында қысым да әсер етеді.
Астықты әр түрлі тәсілдермен ылғалдандырады: дән массасына суды қосады, оны арнайы жуу машиналарында жуады немесе ерекше булау аппараттарында бумен өңдейді. Ылғалданған астық қызады немесе әдеттегі температурада процестің келесі кезеңдерін жүргізеді. Сондықтан ГТӨ параметрлері ылғалдылық, температура, қысым және процестің жалпы және оның жеке кезеңдері бойынша ұзақтығы болып табылады.
Осы параметрлердің нақты үйлесімі ГТӨ нұсқасын (әдісін), ал осы әдістегі параметрлердің мәндерін - өңдеу режимін анықтайды.
Барлық елдерде диірмендерде тек суық кондиционерлеу қолданылады. Суық кондиционерлеу астықты ылғалданудан және оны әрі қарай бункерлерде ұстаудан (суландырудан) тұрады.
Әдістің атауы оны астық қыздырусыз жүргізуіне байланысты. Содан кейін астықты 0,3...0,5%-ға дейін жуады және оны ұнтақтаушы машинаға берер алдында 20...40 мин бойы суландырады. Бұл астықтың үстіңгі қабаттарын (қабықшалар мен алейрон қабатын) ылғалдандыру үшін қажет. Нәтижесінде олардың беріктігі күрт артады, олар кебек бөлшектерін құрып, нашар ұсақталады. Соңғысы електерде оңай бөлінеді.
Сонымен, гидротермиялық өңдеу процесінде астық қасиеттерінің өзгеруі әсер ететін негізгі фактор ылғалдылықтың өзгеруі болып табылады. Ылғалмен қанығып, ақуыздар ісінеді, астық ферменттері белсендіріледі, нәтижесінде оның құрылымы мен қасиеттерінің өзгеруі байқалады, әсіресе маңызды, ылғалдылықтың жоғарылауы байқалады.
Суық ауа баптауда бидай дәнінің көлемі өседі: әсіресе айқын өзгеріс 14...16% аймағындағы ылғалдылығы.
ГТӨ әсерімен астықтың физикалық-химиялық қасиеттерінің барлық көрсеткіштері өзгереді (1000 дән массасынан басқа). Бидайды салқындатқанда ісіну ұсақ фракциядағы астық көлемі ірі көлемге қарағанда күштірек өседі. Осыған байланысты партияның теңдестігі артады, бұл келесі технологиялық операциялардың нәтижелеріне оң әсер етеді.
Астықты суландыру кезінде дән табиғаты алдымен күрт төмендейді, содан кейін біршама өседі. Бұл тек астықтың жиналуымен ғана емес, сонымен қатар қабықтың ылғалдылығының өзгеруімен де байланысты, бұл астық массасының ішкі үйкеліс коэффициентіне әсер етеді.
Астық ұнтақтау өндірісі жағдайында астықтың жылтырлығы ылғалдылығына, процестің температурасына және оның ұзақтығына байланысты төмендейді.
Бидайдың жылтырлығы және суық кондиционерлеу кезінде эндосперманың қопсыту дәрежесі жақсы корреляцияланады, себебі екеуі де микрожарықтардың пайда болуына байланысты.
Шетелде астықты гидротермиялық өңдеудің негізгі әдісі суық кондиционерлеу болып табылады. Кейбір Канада, Англия және басқа да елдердің ұн тарту зауыттарында жылдам кондиционерлеу әдісі қолданылады.
Суландыру ағында ұйымдастырылады, салқындатқанда суландыру ұзақтығы кең көлемде өзгереді.
Ұн, жарма және құрама жем өндіру процесі әр текті факторлардың үлкен санымен айқындалады, және де олардың көпшілігінің әсер ету дәрежесі сандық бағаланбайды.
Технологиялық операциялардың орындалуын анықтайтын шарттардың үздіксіз вариациясы осының сөзсіз салдары болып табылады, бұл технологиялық процестің тиімділігіне, бағаланатын шығымдылыққа және дайын өнімнің сапасына әсер етеді.
Астықты өңдеу барысында өңдеуге түсетін шикізаттың қасиеттері де тербелістерге ұшырайды. Әсіресе, бұл қасиеттері биологиялық ерекшеліктерінің, топырақ-климатикалық жағдайларының, жинау әдісінің, жинаудан кейінгі өңдеудің, сақтау шарттарының және т.б. ықпалымен қалыптасатын дәндерге тән. Ұн тарту, жарма немесе құрама жем зауытындағы технолог іс жүзінде әр жолы бастапқы қасиеттері жекеше болып келетін материалмен жұмыс істейді.
Демек, ұн тарту, жарма және құрама жем өндірісінің технологиялық процесін бақылау жүйесі шарттардың осы нұсқасын ескеруі және жоғарыда аталған факторларға қарамастан шикізатты қайта өңдеудің жоғары тиімділігін қамтамасыз етуі тиіс.
Жоғарыда қарастырылған технологиялық операциялардың, астықтың химиялық құрамының, физикалық және биологиялық қасиеттерінің негізінде жартылай фабрикаттар мен түпкілікті өнімді қоса алғанда, астықтың келіп түсуі, сақтау және қайта өңдеу процесінде автоматтандыруды, сапасын және ең алдымен астықтың ылғалдылығын бақылауды одан әрі енгізу ықпал ететін болады.
Осы міндеттерді табысты шешу үшін кәсіпорындарды технологиялық операциялардың параметрлерін бақылаудың жаңа тиімді жүйелерімен қамтамасыз ету, технологиялық желілерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерімен қанықтыру талап етіледі.
Сонымен қатар, механизацияның жоғары деңгейі, үдерістердің ағымы мен үздіксіздігі олар үшін қолайлы жағдайлар болып табылады.
Технологиялық процесті басқарудың автоматтандырылған жүйелерін немесе оның жекелеген кезеңдерін әзірлеу және енгізу кезінде қадағалаушы қағидаттарды басшылыққа алу қажет:
автоматтандырылған басқару жүйелерін пайдалану экономикалық тұрғыдан ақталуы тиіс, яғни оларды енгізу нәтижесінде қол жеткізілетін экономикалық тиімділік қаражат, материалдар, энергия және т.б. қажетті шығындарды жабуы тиіс;
автоматтандырылған басқару жүйелері процесті оңтайландыруды қамтамасыз етуі тиіс, яғни процестің сипаттамалық параметрлерін берілген оңтайлы деңгейлерде ұстап тұруы тиіс, технологиялық және экономикалық көзқараспен процесті жүргізу неғұрлым орынды болып табылады;
автоматтандырылған басқару жүйелері өте қарапайым болуы тиіс, осыған байланысты оларды құру кезінде олардың жұмыс істеуі үшін жеткілікті ақпарат көлемін барынша аз негізге алу қажет.
Астықты қайта өңдеу кәсіпорындарында астықтың ылғалдылығы - ауыл шаруашылығы шикізатын ұтымды пайдалануға және ондағы пайдалы заттардың сақталуын қамтамасыз етуге, технологиялық процестердің барысына, шығарылатын өнімнің санына, сапасына және шығуына әсер ететін маңызды көрсеткіш.
Ылғалдылығы қоймаларда және элеваторларда астықтың сақталу дәрежесін, оларды өңдеудің оңтайлы технологиялық режимдерін сақтауды анықтайды. Өңдеу процесінде ылғалдылықты бақылау ұнның, жарманың, құрама жемнің шығымын жоғарылатуды және оның сапасын жақсартуды құтқаруы тиіс.
Әр түрлі процестерді автоматты басқару үшін астықты қайта өңдеу кәсіпорындарында өңделетін өнімнің жай-күйінің параметрлерін үздіксіз өлшейтін көптеген арнайы құрылғылар қолданылады, материал шығыны жеке өндіріс бойынша өлшенеді:
сусымалы және сұйық материалдардың шығыны мен деңгейі;
масса температурасы;
газ ауа ортасы;
сұйық компоненттері;
астықтың ылғалдылығы мен табиғаты;
ұнның ақтығы және ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Қожабаева А. Ғ.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Астықты гидротермиялық өңдеуді
автоматты басқару жүйесін жетілдіру
5В070200 - Автоматтандыру және басқару
Алматы, 2022
АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІАҚ
Инжиниринг және ақпараттық технологиялар факультеті
Автоматтандыру және робототехника кафедрасы
Қорғауға рұқсат берілген:
PhD доктор, қауымдастырылған профессор,
кафедра меңгерушісі
________________________ Удербаева А.Е.
____________2022ж.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Астықты гидротермиялық өңдеуді
автоматты басқару жүйесін жетілдіру тақырыбына
5В070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы бойынша
Орындады ___________ Қожабаева А. Ғ.
__ ______ 2022 ж.Ғылыми жетекші,
Лектор _____________ Джамашева Р. А.
Алматы, 2022
АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ АҚ
Инжиниринг және ақпараттық технологиялар факультеті
Автоматтандыру және робототехника кафедрасы
5В070200 - Автоматтандыру және басқару
Дипломдық жұмысты орындауға білімалушыға тапсырма
Студент Қожабаева Айман Ғалымжанқызы
Дипломдық жұмыс тақырыбы: Астықты гидротермиялық өңдеуді
автоматты басқару жүйесін жетілдіру
АТУ бойынша № ____________ _________________бұйрықпен бекітілген
Дипломдық жұмысқа бастапқы деректер:
Қарастырылатын мәселелер тізімі немесе дипломдық жобаныңжұмыстың қысқаша мазмұны:
1
Дайын өнімнің классификациясы мен сипаттамалары
2
Астықты өңдеу технологиялық процесі - автоматтандыру объектісі ретінде
3
Ұнтақтауға дейін астықты гидротермиялық өңдеу үдерісінің автоматты жүйесін құру
4
Жұмысты орындау тәртібі
5
Техника қауіпсіздігі және еңбекті қорғау
6
Экономикалық тиімділікті есептеу
Графикалық материалдардың атаулары:
1
Астықты гидротермиялық өңдеу үдерісін автоматты реттеу жүйесін жобалау
2
Астықты ұнтақтауға дайындау технологиялық процесі
3
Ұнтақтауға дейін астықты өңдеу технологиялық процесінің құрылымдық схемасы
Тапсырма беру мерзімі __24. 01. 2022 ж._
Дипломдық жобаны орындау мерзімі ___25. 04. 2022 ж.__
Кафедра меңгерушісі
______________
Удербаева А.Е.
Дипломдық жұмыс жетекшісі
_______________
Джамашева Р. А
Тапсырманы білімалушы орындауға қабылдады
________________
Қожабаева А. Ғ.
Ү.ОӘБ-8.18.3-2022-20-05
Кеңес беру
Дипломдық жоба тақырыбы: Астықты гидротермиялық өңдеуді
автоматты басқару жүйесін жетілдіру
Есептік - түсіндірме жазба
_________
бет
Графикалық бөлім
_________
бет
Студент
___________
Қожабаева А.Ғ.
_________20___ ж.
Жетекші
____________
Джамашева Р.А.
_________20___ ж.
Норма бақылаушы
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Ильясов Е.С.
________20__ ж.
Кеңес берушілер
(Нақты білім беру бағдарламасына сәйкес толтырылады)
Бөлім атаулары
Қолдары
Кеңес беруші (аты-тегі)
Технологиялық бөлім бойынша:
Джамашева Р.А.
Технологиялық үрдістерді автоматтандыру бөлімі бойынша:
Джамашева Р.А.
Автоматика элементтері мен құрылғыларын таңдау
Жұмахан Н.Б.
Еңбекті қорғау және техника қауіпсіздігі бөлімі бойынша:
Жұмахан Н.Б.
Экономикалық бөлімі бойынша:
Баяхметов Т.
Қорғау күні
_________________
АК протокола
№_________________
АК бағасы
_________________
Ү.ОӘБ-8.18.3-2022-20-05
АҢДАТПА
Дипломдық жұмыста астықты гидрометриялық өңдеудің автоматтандырылған басқару жүйесінің технологиялық желі келтірілген.
Өңдеу уақытын үнемдеу, энергия шығынын үнемдеу есебінен астықты жылдам гидротермиялық өңдеуге (БГТО) көшу үшін ұнтақтау алдында Астықты гидротермиялық өңдеуді басқарудың автоматты жүйесі құрылды, ол өлшеу құрылғысын пайдалана отырып, астықтың ылғалдылығы мен ісіну дәрежесін бақылаудың технологиялық процесін бағдарламалық басқару функционалдық мүмкіндіктермен ұсынылады.
Сонымен қатар, еңбекті қорғау, экология және экономика бөлімдері бойынша мәселелер қарастырылған. Жергілікті басқарудың автоматты реттеу енгізуден экономикалық тиімділігіне жүргізілген есептеу оның ендіру тиімділігін көрсетті.
АННОТАЦИЯ
В дипломной работе представлена технологическая линия гидротермической обработки зерна.
Разработана автоматическая система управления гидротермической обработки зерна перед помолом для перехода к быстрой гидротермической обработке (БГТО) зерна за счет экономии времени обработки, экономии энергозатрат, представляемая следующими функциональными возможностями: программным управлением технологическим процессом контроля влажности и степени набухания зерна с использованием измерительного устройства
А также, рассмотрены вопросы по разделам охраны труда, экологии и экономики. Произведенный расчет экономического эффекта от внедрения локальной системы автоматического регулирования показал эффективность ее внедрения.
ANNOTATION
In the diploma presents the technological line of hydrothermal processing of grain .
The automatic control system of hydrothermal processing of grain before grinding is developed for transition to fast hydrothermal processing (BGTO) of grain due to economy of time of processing, economy of power inputs represented by the following functionality: program control of technological process of control of humidity and degree of swelling of grain with use of the measur.
And also, questions on the sections of labor protection, ecology and economics were considered. The calculation of the economic effect from the introduction of the local automatic control system showed the effectiveness of its implementation.
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
Дипломдық жұмыста келесі стандарттарға сілтемелер қолданылды:
ҚР СТ 34.014-2002 Ақпараттық технология. Автоматтандырылған жүйелерге стандарттар кешені. Автоматтандырылған жүйелер. Терминдер мен анықтамалар.
ҚР СТ 34.015-2002 Ақпараттық технология. Автоматтандырылған жүйелерге стандарттар кешені. Автоматтандырылған жүйе жасауға техникалық тапсырма
МЕМСТ 9353-2016 Бидай. Техникалық шарттар.
ҚР СТ 1046-2008 Бидай. Техникалық шарттар.
МЕМСТ 27186-86 Дайындалатын және жеткізілетін астық. Терминдер мен анықтамалар.
ҚР СТ 3.60-2005 ҚР Мемлекеттік Техникалық реттеу жүйесі. Астық пен оны қайта өңдеу өнімдерінің сәйкестігін растауды жүргізу тәртібі.
ҚР СТ ISO 712-2014 Астық және оны қайта өңдеу өнімдері. Ылғалдылықты анықтау. Бақылау әдісі.
ҚР СТ 1888-2009 Астық. Натураны анықтау әдістері.
ҚР СТ 1886-2009 Дәнді-дақылдар. Сөздік.
ҚР СТ 1890-1-2009. Дәнді және бұршақты дақылдарды сақтау. 1-бөлім. Дәнді дақылдарды сақтау бойынша жалпы ұсыныс.
ҚР СТ 1890-2-2009 Дәнді және бұршақты дақылдарды сақтау. 2 бөлім. Практикалық ұсыныстар.
ҚР СТ 1890-3-2009 Дәнді және бұршақты сақтау. 3 бөлім. Зиянкестер-жәндіктермен күрес.
МЕМСТ 12.1,004-91 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Өрт.
МЕМСТ 12.1,005-88 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Жұмыс аймағы ауасына жалпы санитарлы-гигиеналық талаптар.
МЕМСТ 12.1,003-83 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Шу. Қауіпсіздіктің жалпы талаптары.
МЕМСТ 12.2,003-91 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Өндіріс жабдықтары. Қауіпсіздіктің жалпы талаптары.
ҚР ҚНмЕ 2.04-05-2002 Табиғи және жасанды жарық беру.
ҚР Денсаулық сақтау министрлігінің 2010 жылғы 6 тамыздағы №611 бұйрығымен бекітілген Тамақ өнімдеріне қойылатын санитарлық-эпидемиологиялық талаптар санитарлық ереже.
ҚР Денсаулық сақтау министрлігінің 2010 жылғы 3 тамыздағы №588 бұйрығымен бекітілген Тамақ өнімдерін қайта өңдеу жəне өндіру жөніндегі объектілерге қойылатын санитарлық-эпидемиологиялық талаптар санитарлық ереже.
АНЫҚТАМАЛАР
Дипломдық жұмыста сәйкесінше анықтамаларымен берілген келесі терминдер қолданылады:
Астық айналымы
әкелуді (импорттауды) және әкетуді (экспорттауды) қоса алғанда, астықты өткізу процестері.
Астық қауіпсіздігі
қауіпті фактордың іске асу ықтималдығы мен оның салдарларының ауыртпалық дәрежесі үйлесімдігін ескере отырып, адамның өміріне, денсаулығына зиян келтіруге және тұтынушылар мүдделерінің бұзылуына байланысты жол берілмейтін тәуекелдің астықтың өмірлік циклінің барлық сатыларында болмауы.
Астық партиясы
сапасы бойынша біртекті, бір уақытта қабылдауға, тиеп жөнелтуге немесе сақтауға арналған, сапасы мен қауіпсіздігі туралы бір құжатпен ресімделген астық мөлшері.
Астық сынамасы
сапасы мен қауіпсіздігін анықтау үшін партиядан іріктелген астықтың белгілі бір мөлшері.
Астықты белсенді желдету
салқындату немесе кептіру мақсатында астықаралық кеңістіктің ауасын көп мәрте ауыстыру үшін астықты атмосфералық ауамен еріксіз үрлеу.
Астықты жою
тағамдық мақсаттар үшін пайдаланылуын және оған адам мен жануарлардың болуын болдырмайтын, тұтынуға және (немесе) одан әрі қайта өңдеуге жарамсыз астыққа ықпал ету.
Астықты залалсыздандыру
карантиндік объектілерді қоса алғанда, зиянкестерді, микроорганизмдерді жою үшін астыққа химиялық, радиациялық немесе физикалық әсер ету.
Астықты кәдеге жарату
сапасыз және қауіпті астықты өз мақсатынан тыс пайдалану.
Астықты кептіру
қыздырылған немесе қыздырылмаған ауамен (кептіру агентімен) өңдеу жолымен астықтың ылғалдылығын төмендету.
Астықты сараптау
кәдеге жарату немесе жою мүмкіндігі туралы шешім қабылдау мақсатында астықтың қауіпсіздігі көрсеткіштерін анықтау.
Астықты өткізу
сатып алу-сату, алмасу шарттарын ресімдеу жолымен меншік иесінің өзгеруі.
Астықты сәйкестендіру
астықтың өмірлік циклінің барлық сатыларында астықты айырмашылық белгілері бойынша тануды қамтамасыз ететін рәсім;
БЕЛГІЛЕУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР
ҚР СТ
Қазақстан Республикасының стандарты
МЕМСТ
Мемлекет аралық стандарт
ҚР МЕМСТ
Қазақстан Республикасының мемлекет аралық стандарты
ТШ
техникалық шарт
БӨАжҚ
Бақылау-өлшеу аспаптары мен құралдары
ЛАЖС
Логарифмдік амплитудалы-жиіліктік сипаттама
ЛФЖС
Логарифмдік фазалы-жиіліктік сипаттама
АЖО
автоматтандырылған жұмыс орны
АБЖ
автоматтандырылған басқару жүйесі
ТҮ АЖ
технологиялық үрдістерді автоматты басқару жүйесі
АЦТ
аналогты-цифрлы түрлендіргіш
АЦБҚ
аналогты-цифрлы баспа құрылғысы
ЦАТ
цифрлы-аналогты түрлендіргіш
ДҚ
деректер қоры
ӨТЗ
өндірістік-технологиялық зертхана
БҚ
бағдарламалық қамтамасыздандыру
БТК
бағдарламалық-техникалық кешен
БРЖ
басқарудың реттеуші жүйесі
АБЖ
автоматты басқару жүйелері
ТП
технологиялық процесс
т
тонна
кг
киллограм
г
грамм
мл
миллилитр
м
метр
мм
миллиметр
мкм
микрометр
сағ
сағат
мин
минут
сек
секунд
тг
теңге
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
12
1
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесі - автоматтандыру объектісі ретінде
15
1.1
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесінің сипаттамасы
15
1.2
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесінің құрылымдық схемасы
18
1.3
Астық өндіруде гидротермиялық өңдеу - басқару объектісінің сипаттамалары
22
2
Ұнтақтауға дейін астықты гидротермиялық өңдеу үрдісінің автоматты жүйесін құру
27
2.1
Астықты гидротермиялық өңдеу үрдісінің автоматты жүйесі
27
2.2
Астықты гидротермиялық өңдеу үрдісін автоматтандырудың функционалдық сұлбасы
31
2.3
Астықты гидротермиялық өңдеу үрдісін басқару объектілеріндегі технологиялық процестердің сипаттамасы
34
3
Автоматика элементтері мен құрылғыларын енгізу
39
3.1
Астықты гидротермиялық өңдеу үрдісінің автоматты басқару жүйесін жобалау
39
3.2
Автоматтандыру үшін датчиктерді таңдау және салыстыру
52
4
Астықты гидротермиалық өндеу үрдісінің автоматты басқару жүйесін жобалау
57
4.1
Астықты гидротермиалық өндеу үрдісін автоматты басқару жүйесі
57
4.2
Астықты гидротермиялық өңдеудің құрылымдық сұлбасы
58
4.3
Астықты гидротермиялық өңдеудің математикалық жазбасы
67
5
Еңбекті қорғау бөлімі
71
5.1
Еңбекті қорғау және қауіпсіздік техникасы
71
5.2
Еңбек қауіпсіздігі және өндірістік санитария бойынша типтік нұсқаулар
73
6
Экономикалық бөлім
77
6.1
Астық өңдеу кәсіпорнының өндірістік ұйымдастырушылық негіздері
77
6.2
Астық өңдеу жобасын құруға кеткен еңбек шығындарының есебі
77
6.3
Негізгі техника - экономикалық көрсеткіштер тиімділігі
82
ҚОРЫТЫНДЫ
83
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
84
КІРІСПЕ
Астық өндірісіндегі жүйелерді автоматтандыруды зерттеудің және жетілдірудің тәжірибелік маңызын, Қазақстан Республикасының жылына миллиондаған тонна астықпен ішкі тұтынуды және экспортқа шығаруды қамтамасыздандыруынан көреміз.
Бұл саланың технологиялық жабдықтары сәл қалыс қалған, яғни заманауй деңгейге сәйкес келмейді десе де болады және астық өңдеу базасына қайта құру еңгізу қажет. Бұл мәселенің ғылыми өзектілігі объектінің имитациялық моделінен тұратын, жүйенің логика-математикалық сипаттамасын көрсететін және объектінің тәжрибелік нұсқасы ретінде компьютерде тәжірибе жүзінде зерттеуге болатын АБЖ түзуге арналған құрылғылар мен әдістерді жетілдіру жетістіктерімен және жаңалығымен қорытындыланады. Осылар бойынша жүйені зерттеуге арналған тәжрибе жүргізуді жүзеге асыратын жүйенің физикалық үлгісі мен аналогты нұсқасын қарастыруға болады. Болашақта объектінің АБЖ датчиктер мен реттеуіштер арқылы еңгізілетін осы модельдер жүйені зерттеп қана қоймай, берілген критерилерге сәйкес автоматты реттеу бойынша барлық операцияларды орындайды.
Автоматты реттеу мәселелерін шешудің өзектілігін анықтау үшін, астық өңдеу операциясындағы технологиялық тізбектің және жеке буындардың жағдайының құрамын қарастырамыз. Алдымен, бұл ұн зауытында орналастырылғын механикалық өңдеуге арналған процесстер мен аппараттар, кептіру құрылғылары мен агрегаттары, диірмендегі ұнтақтауыштар классиффикациясы және қосымша жабдықтары бар електер жинағы.
Ауа қыздырғышты басқару жүйесіндегі жылутасымалдағыш температурасы астық кептірудің технологиялық үрдісі ағымының сапасын анықтайтын негізгі параметрлердің бірі болып саналады, және оны міндетті түрде берілген деңгейде тұрақтандыру қажет.
Жылу тасымалдағыш температурасын автоматты реттеу жүйесінің әр түрі қолданылады - екі және үшпозициялы реттеуіштермен, ПИД реттеуіштермен және т.б..
Кептірудің маңызды параметрлерінің бірі астық ылғалдылығы. Сонымен, бастапқы ылғалдылық кептіру режимін, кептіргіш арқылы өткен астық көлемін, өткен астықтағы түскен ылғалды анықтайды. Соңғы ылғалдылық астықтың келесі өңделуіне немесе сақтауға дайындығын сипаттайды. Астықтың соңғы ылғалдылығы 14% болса, онда астықты қыста қауіпсіз сақтауға және оның физика-механикалық қасиетін тиімді талдауға болады.
Бастапқы ылғалдылық - айнымалы шама. Сондықтан, егер кептіру кезінде режимді дұрыстамаса, соңғы ылғалдылық өзгеріп кетеді. Оны болдырмас үшін, кептіру құрылғыларында соңғы ылғалдылықты пропорционалды-интегралды (ПИ), пропорционалды-интегралды-дифференц иалды (ПИД) заңдылықпен реттеу және бейсызықты релелі үшпозициялы жүйелері бар автоматты реттеу жүйесі қолданылады.
Желілерді автоматты басқару жүйесін тұрғызу принциптері, ағымдық желілердің типіне байланысты түрлі автоматты басқару жүйесі (АБЖ) қолданылады: желінің барлық буындарының ортақ критери бойынша автоматты түрде оптималдану жүйесі, осал буын бойынша автоматты басқару жүйесі, жеке буындардың тәуелсіз автоматты түрде оптималдану жүйесі, негізгі технологиялық параметрлерді реттеу арқылы қашықтықтан басқару жүйесі.
Желінің барлық буындарының автоматты түрде оптималдану жүйесінде ортақ критери бойынша негізгі басқару әсері болып желіге астық беру, ал қосымша болып ағымдық желінің буындарындағы реттеу жүйесі саналады.
Ағымдық желінің осал буыны бойынша автоматты басқару жүйесі жабдықтарды тиімді қолдануға және тиімдіге жақын режимде астық өңдеуді жүргізуге мүмкіндік береді. Бұл жүйелерді басқаруда сапа көрсеткіштері шектік мәннен аспауы керек. Сондықтан осал буыны бойынша автоматты басқару жүйесі машина және жабдық режиміне, сапа көрсеткіштерін жүзеге асыратын шектеулер еңгізілуі керек.
Жеке буындардың тәуелсіз автоматты түрде оптималдану жүйесі оперативті және мерзімдік реттеуге арналған ыдыстармен ағымдық желілерде қолданылады. Әрбір буынның жұмысы машинаның тәуелсіз жұмыс шартынан шеткері тиімделеді. Жүйе астық өңдеудің қажетті сапасын жүзеге асыруы қажет.
Ағымдық желінің техникасы қажетті деңгейіне жеткенде, астық сапасын тәжрибелік әдіспен немесе қашықтықтан басқару жүйесінің көмегімен бақылауда қашықтықтан басқару жүйесін қолданған тиімді
АБЖ қолдану кезінде автоматика құрылғылары мен аспаптарының қажетті санын мейлінше аз қолданған маңызды, себебі оларды қолдану және жөндеу немесе ауыстыру көп шығындарды талап етеді.
Астық өңдеу кәсіпорындарындағы технологиялық процесс жекелеген кезеңдердің күрделі өзара байланысы бар тармақталған ағын қағидаты бойынша ұйымдастырылған. Барлық технологиялық операциялардың толық механизациясына қарамастан, оларды басқарудың автоматтандырылған жүйесін (АБЖ) әзірлеу өте қиын, өйткені технологиялық процесс көп қол жетімді, өнім ағындары өндеуге келіп түсетін шикізаттың бастапқы сипаттамасына және технологиялық жүйелердегі режимдердің вариациясына байланысты меншікті шығын мен сапа көрсеткіштері бойынша түрленеді.
Алайда, іс жүзінде АБЖ құру үшін қажетті көптеген мәселелер өндірістің ерекшелігін ескере отырып шешілген.
Астық өндіруде және өңдеуде шығарылатын өнім сапасының негізгі көрсеткіштерінің бірі болып табылады, атап айтқанда ұн - ұн ақтығы болып табылады, ол астықты тазарту, кептіру факторларымен, гидротермиялық өңдеу (ГТО) режимдерімен және т.б. анықталады.
Ұн ақтығының талап етілетін мәні ГТӨ-ны бақылау жолымен, атап айтқанда астықтың ісінуін және оның ылғалдылығын бақылауды автоматтандырумен қамтамасыз етілуі мүмкін [1].
Белгілі болғандай, Аргентина, Канада және т.б. сияқты ірі дәнді-дақыл өндірістік елдері астық емес, ұн шығарады, миллиондаған доллар не табады.
Астық экспортын жоғары сортты ұн шығару арқылы ауыстыру арқылы өнімнің бәсекеге қабілеттілігін арттыру маңызды міндет деп санауға болады [2].
Қазақстан қайта өңделетін астық санын айтарлықтай арттыруы тиіс, ол үшін барлық технологиялық буындарды, әсіресе ГТӨ сияқты неғұрлым баяу автоматтандыруы қажет, ол үшін бірінші кезекте ісінуді және басқа көрсеткіштерді бақылауға назар аударуы қажет.
Мұнда шешуші буын бірінші міндет - ГТӨ-ны бақылау, атап айтқанда астықтың ісінуін және оның ылғалдылығын бақылауды автоматтандыру болып табылады. Суық МТТ-дан ыстыққа көшу өңдеу уақытын қысқартып қана қоймай, сонымен қатар астықты дайындаудың біркелкілігін және одан әрі технология мен өнімнің сапасын арттырады, бұл жоғары өзектілік пен тиімділікті қамтамасыз етеді [3].
Дипломдық жұмыстың мақсаты - ұнтақтауға дейін астықты гидротермиялық өңдеуде автоматтандырылған басқару жүйесін құру арқылы астықты тез гидротермиялық өңдеуді басқару тиімділігін арттыру.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі мәселелерді шешу қажет:
астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесінің сипаттамасын қарастыру;
астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесін автоматты басқару жүйесін құру;
астықты гидротермиялық өңдеу үрдісін автоматтандырудың функционалдық схемасын құру;
астықты гидротермиялық өңдеу үрдісінің автоматты басқару жүйесін жобалау;
астықты гидротермиялық өңдеу үрдісінің басқару құрылғыларын таңдау;
астықты гидротермиалық өндеудің құрылымдық сұлбасын құрастыру;
астықты гидротермиялық өңдеудің математикалық жазбасы сипаттау.
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесі - автоматтандыру объектісі ретінде
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесінің сипаттамасы
Астықты гидротермиялық өңдеу (ГТӨ) - астықтың қасиеттерін өзгертуге бағытталған ылғал мен жылу өңдеу.
ГТӨ үшін ұн, жарма және мал азықтары технологиясында астықты қайта өңдеуге дайындаудың міндетті және жоғары тиімді технологиялық операциялары бойынша қолданылады [4].
ГТӨ технологиялық жоспарында ұн тарту және Жарма технологияларының басты міндетін шешу бойынша оңтайлы жағдай жасауға арналған-барынша тиімділікпен аз қоректенетін, арзан бағалы, дөрекі қабықшалар мен эндоспермды бөлу. Дәннің эндоспермі негізгі өнімді -- ұн немесе жарма береді, ал қабығы -- технологияның жанама өнімін -- лузгу, Кебек, ұн береді. Құрама жем технологиясы процестің міндетіне қабықтар мен эндоспермдерді бөлу кірмейді,өйткені астықтың барлық анатомиялық бөліктері дайын өнімдерде болуы тиіс. Негізінен ГТӨ құрама жем технологиясында құрама жемнің құрамына кіретін астық өнімдерінің қоректілігі мен сіңірілуін арттыруға бағытталған, мысалы, ферменттік жүйе жеткілікті дамымаған мал төлдері үшін құрама жем өндіру кезінде.
Ұн мен жарма технологиясында сондай-ақ дәннің перифериясынан эндоспермге еритін биологиялық белсенді заттардың көшуі арқасында өнімнің қоректік қасиеттері жақсарады. Биохимиялық өзгерістерге байланысты жылу тәсілдерінде ГТӨ өткен астықтан өнімнің сіңімділігі, түсі, иісі және дәмі жақсарады. Бұл ретте fстықты гидротермиялық өңдеу алдын ала келісілген ылғалдылық өнімдерін алуға мүмкіндік береді және қауіпсіз сақтаудың ұзақ мерзімін қамтамасыз етеді [5].
Гидротермиялық өңдеу қажеттілігі гидротермиялық өңдеуден өтпеген астықтың қасиеттерін бағалау кезінде айқын болады. Шамамен, құрғақ күйінде сақтау кезінде астықтағы ылғал параболикалық заң бойынша бөлінген. Бұл крахмалды эндосперм астықтың шеткі бөлігіне қарағанда ылғалды [6].
Жалпы астықтың ылғалдылығы жоғары емес, бұл технология үшін бірқатар жағымсыз қасиеттерді алдын ала анықтайды:
астық берік және ұсақтау жоғары энергия шығынымен жүріп жатыр;
қабықтың ылғалдылығы жоғары емес, олардың ұсақтылығын және ұнға түсуін алдын ала анықтайды;
технологияда бөлінетін анатомиялық бөліктер (сыртқы, ішкі қабықтар, эндосперм) тығыз байланысты, бұл олардың тиімді бөлінуіне кедергі келтіреді;
астықтың биологиялық белсенді заттары периферия бойынша көп мөлшерде шоғырланған, олардың жанама өнімдерге жоғалуына ықпал етеді.
Астықты жармаға, әсіресе тұтас ұсатылмаған өнімдерге өңдеу кезінде эндоспермді бүтіндікте сақтау және арттыру міндетін тікелей қарама -- қарсы шешеді .негізгі өнімнің шығуы. Бұл ретте жылу әсерінен биохимиялық өзгерістердің арқасында ядро нығыздалады. Қабықшалар, әсіресе пленкалы дақылдар сусызданады, бұл оларды нәзік және жеңіл ажыратады. Сондай-ақ ішкі қабықтар мен дән эндоспермасының байланыстары бұзылады.
Қабықшалар мен эндосперманы бөлудің қажеттілігі жоқ құрама жем технологиясында гидротермиялық өңдеу кезінде Жоғары температуралы әсерлермен астықтың қоректілігі мен сіңірілуін өзгертеді.
Гидротермиялық өңдеу процесі уақыт бойынша ылғал мен жылудың дәніне көп сатылы әсер ету нәтижесінде жүзеге асырылады, бұл технологиялық қасиеттерді оңтайландыруға, сондай-ақ өнімнің қоректілігі мен сіңірілуін жақсартуға әкеледі. Жекелеген операциялардың, оларды жүргізудің режимдік шарттарының, гидротермиялық өңдеудегі аппараттардың конструктивтік ерекшеліктеріне қарамастан, барлық тәсілдерге тән жалпы операциялардың қатарын бөліп көрсетуге болады [7].
Ылғалдандыру. Гидротермиялық өңдеу әдісінің мәніне, астық түріне және технологияға сәйкес астыққа суды жаппай қосу. Су бөлме температурасының сұйықтығы (су құбыры суы), Арнайы аппараттарда қыздырылған су немесе түрлі параметрлері бар бу түрінде қосылуы мүмкін. Өңдеу кезінде бумен ылғалдану қосарланады қыздыру астық жандандырады процестер влагопереноса. Бұл жағдайда технология уақыт бойынша қысқарады, мысалы, жылдам кондиционерлеу кезінде суландыру уақыты азаяды және температура қарқындылық факторы ретінде қарастырылады.
Суландыру. Ылғалданған астық осы технология үшін оңтайлы әр түрлі уақыт сыйымдылықтарында болған кезде технологиялық операция. Суландыру уақыты 10-30 минуттан 24 сағатқа дейін және одан да көп сағатқа дейін өзгеруі мүмкін. Ылғалдың орнын эндоспермнің тереңдігіне, құрылымын бұзумен және қасиеттерінің өзгеруімен байланыстырады. Суландырудың екі тәсілі болуы мүмкін -- борттық, астық қозғалмайтын сыйымдылықтарда жатқан кезде және суландыру процесінде астық сыйымдылықтарда берілген уақытты қамтамасыз ететін жылдамдықпен үздіксіз қозғалатын үздіксіз.
Ылғалданған астықты сусыздандыру. Жалпы астықтың берілген ылғалдылығын немесе жекелеген анатомиялық бөліктерді қамтамасыз ету мақсатында жүзеге асырылады, мысалы гидротермиялық өңдеу кезінде пленкалы дақылдардың қабықтарын сусыздандыру. Сусыздандыру Арнайы аппараттарда белгілі бір температураға дейін қыздырылған ауамен (конвективті қыздыру) қыздырылған бетпен жанасу кезінде, сондай-ақ қыздырудың екі тәсілі үйлескен кезде жүзеге асырылуы мүмкін. Жоғары температура мен ұзақ әсер еткен кезде сусыздандыру астықтың химиялық құрамының өзгеруіне, мысалы, ақуыздардың денатурациясына, крахмалды таңбалауға, ферменттерді инактивациялауға және т.б. ықпал етуі мүмкін.
Салқындату. Астықтың бұрын қол жеткізілген қасиеттерін нашарлатпай оңтайлы температураға қол жеткізу мақсатында жүзеге асырылады. Қыздырылған астықтың күрт салқындауы астықтың құрылымдық-механикалық қасиеттерінің нашарлауына, мысалы жарықтардың пайда болуына және ядро беріктігінің төмендеуіне әкелуі мүмкін. Ылғал ауамен салқындату құрғақ пленкалардың ылғалдануына алып келуі және оларды қабыршақтаған кезде бөлу жағдайларын нашарлатуы мүмкін.
Ұн, жарма және құрама жем технологиясында бұл операциялар әр түрлі комбинацияларда барлығы бір мезгілде немесе олардың кейбіреулері ғана болуы мүмкін. ГТӨ-нің жекелеген операциялары ұн технологиясында орын алған сияқты астықты дайындаудың басқа операцияларымен үйлесуі мүмкін. Немесе гидротермиялық өңдеу операциясы дербес болуы мүмкін және жарманың технологиясы сияқты тікелей өңдеу операцияларының алдында орындалуы мүмкін [8].
Дәнге әсер ету тәсілін таңдау, температуралық режим, астықты дайындаудың жалпы процесінде гидротермиялық өңдеу орны, бірінші кезекте, белгілі бір түрдегі және сападағы өнімді алу бойынша технологияның жалпы міндеті қойылғаны анық.
Ұн тарту зауыттарында астықты гидротермиялық өңдеудің (кондициялаудың) негізгі міндеті - оның ұн тарту қасиеттерін жақсарту, энергияның аз шығынында жоғары сапалы дайын өнімнің (ұнның) үлкен шығуын беру қабілетін арттыру [9].
Бидай мен қара бидай және сортты ұнды қайта өңдеу кезінде астықты тарту процесі кейіннен ұнға ұсақтай отырып, Жарма түріндегі эндоспермның барынша ықтимал бөлінуін есептей отырып құрылады. Адам ағзасы сіңірмейтін заттардың көп мөлшері бар астық қабықтары кебекке жіберіледі. Мұндай бөлуге көбіне дәннің жекелеген бөліктерінің құрылымдық-механикалық қасиеттерін өзгертуге (эндосперманың сынғыштығы, қабықтың тұтқырлығы) және оның технологиялық қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік беретін дән массасын ұнтақтауға бағытталатын дұрыс ұйымдастырылған гидротермиялық өңдеу (ГТӨ) ықпал етеді [10].
Гидротермиялық өңдеу процесі астыққа сумен және жылумен әсер ету болып табылады, содан кейін оны астық массасына қосылған суды дұрыс бөлу үшін қажетті берілген кезең ішінде жиектерде жайластыру.
Астықты гидротермиялық өңдеу технологиялық процесінің құрылымдық схемасы
Ұн тарту зауыттарында астықты гидротермиялық өңдеудің (кондициялаудың) негізгі міндеті - оның ұн тарту қасиеттерін жақсарту, энергияның аз шығынында жоғары сапалы дайын өнімнің (ұнның) үлкен шығуын беру қабілетін арттыру.
Астық өңдеу түрлеріне қарай кондиционерлеу тәсілдері:
суық - астықты 15-20°С температурада сумен ылғалдандырылады және сумен шаюға арналған бункерлерге жіберіледі;
ыстық - ылғалданған астық арнайы кондиционерлерде жылулық өңдеуге ұшырайды. Термиялық өңдеуден кейін, астық ылғалдандыру үшін бункерлерге жіберіледі;
жылдамдық - астықты өңдеу үшін бу қолданылатын арнайы құрылғыларда (АСК) ылғалдандырылады.
Бидай дәнінің ГТӨ жылдам тәсілінің технологиялық схемасы 1-суретте келтірілген.
А -- дәнді бастапқы дайындаудың технологиялық желілері;
Б -- дәнді соңғы дайындаудың технологиялық желілері;
1 - булағыш; 2 - температураны теңестіру сыйымдылығы; 3 - жуғыш; 4 - жылулық өңдеу; 5 - дәннің бар болу индикаторы; 6 - шнек-араластырғыш;
7 - тарату (жайғастыру) шнегі; 8 - ылғалдандыру сыйымдылығы; 9 - жинаушы құйғыш.
Сурет 1 - Бидай дәнінің ГТӨ жылдам тәсілінің технологиялық схемасы
Астықты өңдеу тәртібі:
жылдам кондиционер;
бункер;
жуу машинасы;
ылғал түсіргіш;
ылғалдауға арналған аппарат;
суландыруға арналған бункер.
Суық кондиционерлеу - арнайы аппараттарды қажет етпейтін ГТӨ-дің ең қарапайым тәсілі.
Бидай мен қара бидай сортты тарту кезінде суық кондиционерлеу схемалары астық массасын 2-3% ылғалданумен қатар оны жеңіл және ауыр қоспалардан тазарту жүргізілетін жуу машинасында астықты өңдеуді көздейді. Жуу машинасынан кейін судың қажетті мөлшерін қосу үшін пайдаланылатын су ағатын ылғалдау аппаратын орнатады [11].
Ылғалдау шамасы астықтың бастапқы ылғалдылығы мен I драной жүйесінде ұсынылған арасындағы айырмамен анықталады:
I типті астық үшін 14-15%;
II типті астық үшін 15,5-16,5%;
III типті астық үшін 14,0-15,0%;
IV типті астық үшін 15-16,5%.
Суық кондиционерлеу ұн тарту зауыттарында кеңінен қолданылады және оң нәтиже береді. Алайда, қысқы уақытта зауытқа минус температурасымен астық келіп түскен кезде оны 10-15°с дейін қыздыру қажет.
Суық кондиционерлеу ұзақ мерзімді жаңартуды талап етеді, ал бұл үшін едәуір сыйымдылық қажет. Суландыру уақыты бидай түріне, шыныға, ылғалдылыққа және ауа баптаудың түріне байланысты.
Қатты бидай салқындатқанда ұзақ мерзімді (24 сағатқа дейін) сулауды талап етеді, ал жұмсақ бидай үшін 4-8 сағ жеткілікті.
Астықты суландыру ұзақтығы оны ылғалдаған судың температурасына байланысты. Су суық болса, суландыру үшін көп уақыт қажет.
Ұн тарту зауыттарында ылғалданған астықты суландыру үшін келесі ретпен жұмыс істеу үшін бірнеше сүрлем болуы керек:
бір сүрлемге астықты суландыруға жібереді;
екінші сүрлемде астық тегістеуден өтеді;
үшінші сүрлемнен астық одан әрі сызба бойынша өңдеу үшін шығады.
Суландырудың мұндай тәсілі сүрлемдерді толтыру және босату кезектілігінің сақталуын мұқият бақылауды талап етеді,олардың сыйымдылығын тиімсіз пайдалануға әкеп соғады. Бұдан басқа, дәннің сүрлемнен құйғыш тәрізді ағуын ескере отырып, уақыт бойынша біркелкі емес оны суландыру орын алады.
Аталған кемшіліктерді жою үшін ұн тарту зауыттарында оларды үздіксіз тікелей толтыруды және астық шығаруды жүзеге асыруға мүмкіндік беретін сүрлемдерді суландыру үшін қайта жаңарту жөніндегі зауыттар тәжірибесі кеңінен енгізілуде.
Сүрлемдердің түбінде суландыру үшін, орталық шығару тесігінен басқа, бұрыштар бойынша тағы да төрт тесік теседі және олардың арқылы шығару құбырларын өткізеді.
Барлық астық құбырлары олар арқылы өтетін астықтың мөлшерін реттеу үшін лючкалармен және ысырмалармен жабдықталған.
Осы схема бойынша суландыру үшін сүрлемдердің жұмыс істеу принципі мынадай: ылғалданған астық жуу немесе ылғалдау машинасынан кейін араластыруға, содан кейін бөлу шнегіне түседі. Бөлгіш шнектен астық өтпелі келте құбырлар арқылы тіреуде жұмыс істейтін сүрлемге түседі. Силостар бір мезгілде жүктеледі. Оларға қанша астық шығады [12].
Астық барлық сүрлемдерден бір мезгілде және бірқалыпты жылдамдықпен шығады, оны суландырудың берілген ұзақтығына байланысты реттейді. Бұл ретте тегістеу жақсы жағдайда жүргізіледі, ал процеске қызмет көрсету жеңілдетіледі.
Ыстық кондиционерлеу. Ылғалданған астықты жылумен өңдеу үшін ЗК(у)-6 арнайы кондиционер-аппараттармен жабдықталған ұн тарту зауыттарында қолданылады.
Ыстық кондиционерлеу сұлбасы 2 - суретте көрсетілген.
1 - су қыздырғыш; 2 - жуғыш машина; 3 - кондиционер; 4 - су құйғыш машина; 5 - суландыруға арналған бункер; 6 - мөлшерлеуіштер; 7 - су бүріккіш машина.
Сурет 2 - Ыстық кондиционерлеу схемасы
Қоспалардан тазартылған және жуу машинасында ылғалданған астық шойын радиаторлармен жабдықталған шахтаның секциялары арқылы өтетін шахталық типті ауа-су кондиционеріне жылумен өңдеу үшін келіп түседі. Радиаторларда 70-80°С температурадағы ыстық су айналуда. Кондиционерден шығар алдында астық салқындату секциясында салқындатылады, содан кейін суландыру үшін бункерге түседі.
Бидай ылғалдылығының жоғарғы шегі жылтырлығы 60%-дан жоғары дәнге, төменгі шегі жылтырлығы 40%-дан кем дәнге жатады.
Жылдам кондиционерлеу. Бидайды ылғалдайтын және қыздыратын бумен гидротермиялық өңдеуге негізделген. Ылғалдану астықтың салқын бетінде будың конденсациясы нәтижесінде болады. Гидротермиялық өңдеудің мұндай тәсілі ылғалдың астық ішіне ауысу процесін жеделдетуге және суландыру уақытын барынша азайтуға мүмкіндік береді. Жоғары жылдамдықты кондиционерлеумен астық өңдеу схемасы 3-суретте көрсетілген.
1 - жоғары жылдамдықты кондиционерлеу аппараты; 2 - бункер; 3 - жуғыш машина; 4 - калорифер; 5 - ылғал түсіргіш; 6 - су құйғыш машина;
7 - суландыруға арналған бункер; 8 - мөлшерлеуіш.
Сурет 3 - Ыстық кондиционерлеу схемасы
Жылумен өңдеуге арналған ДДЖ аппаратында бумен өңдегеннен кейін астық 10 минутқа дейін шыдайтын жылу оқшауландырылған бункерге жіберіледі. Жылу өңдеуден кейін 45-60°С температурадағы бидай дәндері жуу машинасына жіберіледі, онда 25-30°С дейін сумен салқындатылады. Егер алынған ылғалдың бір бөлігін алып тастау қажет болса, астық ылғал түсіргішке жіберіледі, онда ол 40-50°с дейін қыздырылған ауамен үрленеді. Бидай астығын жылдам кондициялау процесі 3-4 сағат бойы сулаумен аяқталады.
Астықты суландыру процесінде оның қабықшалары аздап құрғап, сынғыш болуына байланысты, бидайдың сорттық тартылған ұн тарту зауыттарында кондиционерлеудің қосымша кезеңін қолданады -- астықты 0,3-0,5%-ға ылғалдандыру. Дәнді зум-2 және Т1-БУВ-10 бүріккіш әрекеттегі ылғалдау машиналарында ылғалдандырады.
Астыққа қосылған аздаған ылғал мөлшері қысқа уақыт ішінде суландыру тек қана астық қабығына еніп, оларды ылғалдап, жаншу станоктарында астықты ұсақтау процесінде қирату үшін серпімді, төзімді етіп жасайды.
Астық өндірісінде гидротермиялық өңдеу - басқару объектісілерінің сипаттамалары
Дәннің ГТӨ-і дайындық бөліміне кіреді, онда ылғалданған кезде және бұл ретте жүретін физика-коллоидты және биохимиялық табиғи процестері дәндегі ылғалалмасудың барлық процесі үш кезеңге анық бөлінуі мүмкін болатындай дамиды (кесте - 1).
Кесте - 1. Астықтың сумен өзара әрекеттесуінің жалпы схемасы
Кезең
Ұзақ-тығы, сағ
Дәндегі ылғал алмасу
процесінің ерекшеліктері
Астықтың физика-химиялық қасиет-тер сипаттама-ларының өзгеруі
Анатомиялық бөліктері құрылымының өзгеруі
Астықтың технологиялық қасиеттерінің өзгеруі
Бастапқы (дайындық)
0,25-1
жеміс қабықшасымен ылғал қармау, тұқымдық қабықша, алейронды қабаты мен ұрығы ұлпаларының гидратациясы
астық көлемі күрт өседі
дәннің беткі қабаттары тіндерінің
ісінуі артады
өзгеріс айтарлықтай емес
Негізгі
(эндосперма белсенді қопсу кезеңі)
5-16
ылғалдың беткі қабаттардан эндосперма ішіне ауысуы
салыстырмалы көлемі толқын тәрізді қисық бойынша өзгереді
дәннің бастапқы құрылымының
микро жарықша-лармен бұзылуы
өзгеріс айтарлықтай емес
Қорытынды (релакса-циялық)
48-72
ылғалдың тіндер бойынша тепе-тең қатынаста таралуы
өзгеріс іс жүзінде
тоқтатылады
дәндер биополимерлері
молекулаларының тепе-теңдікке дейінгі конформа-циясының өзгеруі
өзгеріс айтарлықтай емес
Бастапқы кезең астықтың үстіңгі қабаттарында сіңірілген ылғалдың шоғырлануымен сипатталады: жеміс және тұқымдық қабықшалар, алейрондық қабаттар және ұрықтар. Осы қабаттардың ісінуі салдарынан астықтың үлес көлемі тез артады. Дәннің қимасы бойынша ылғалдың біркелкі бөлінбеуі ылғалдың үлкен градиентін белгілеуге әкеледі,бұл дәннің денесінде кернеудің пайда болуына әкеп соғады. Астықтың технологиялық қасиеттерінің өзгеруі көп емес, өйткені құрылымдық өзгерістер тек үстіңгі қабаттарға ғана әсер етті. Осылайша, ылғалды астық ішіне қарқынды тасымалдауға дайындық аяқталады. Сондықтан бірінші кезеңді дайындық ретінде анықтауға болады.
Астықтың технологиялық қасиеттері мен дайын өнімнің тұтынушылық қасиеттерінің бағытталған өзгеруі атмосфералық немесе жоғары қысым кезінде астықтың ылғалдылығы мен температурасын өзгерту арқылы, яғни гидротермиялық өңдеу әдісін қолдану арқылы қамтамасыз етіледі.
Астықты гидротермиялық өңдеудің негізгі міндеті оның технологиялық қасиеттерінің оларды оңтайландыру жағына бағытталған өзгеруінен және осы деңгейде кейіннен тұрақтандырудан тұрады.
Демек, бұл процесс астықтың технологиялық қасиеттерін басқарудың негізгі әдістерінің бірі болып табылады.
Бұл ретте, процесс қабықшалар мен эндосперманың беріктігіндегі айырмашылықтың барынша мүмкін дәрежесін күшейту арқылы жүзеге асырылады: ұн тарту өндірісінде эндосперманың беріктігін төмендету талап етіледі.
Ұн тарту зауыттарында үш ГТО әдісі қолданылады: суық, ыстық және жылдам кондиционерлеу.
Бірінші әдіс астықты ылғалдаудан және одан кейін оны жабындарда ұстаудан (суландырудан) тұрады; әдістің атауы оны астықты қыздырусыз жүргізуден тұрады.
Ыстық кондиционерлеу кезінде ылғалданған астықты ылғалдандыру алдында арнайы аппараттарда - ауа-су кондиционерлерінде жылумен өңдеуге ұшырайды. Қазіргі уақытта бұл әдіс бірнеше кәсіпорындарда ғана сақталып қалған.
Жылдам кондиционерлеу процесінде астықты кейіннен суық суда жуумен бірге бумен өңдейді. Дәнге осындай күрт ықпал етудің арқасында оның қасиеттері тез өзгереді және ылғалдандырудың қажетті ұзақтығы айтарлықтай қысқарады. Сондықтан да, бұл әдіс жылдамдық кондиционерлеу атауын алған (кесте - 2) [13].
Кесте - 2. Бидайды жылдам кондиционерлеу режимінің бағдарлық көрсеткіштері.
Процесс
Режим көрсеткіштері
Температура, С
Ылғалдылық, %
Уақыт
(артық емес), мин
дейін
кейін
дейін
кейін
Булау
-
40-60
-
40-60
0,5
Жылумен өңдеу
40-60
40-60
40-60
40-60
10
Сумен салқындату
40-60
25-30
40-60
25-30
0,5
Сусыздандыру
25-30
25-30
25-30
25-30
10-15
Тегістеу
25-30
20-25
25-30
20-25
180
Диірмендер мен ірі зауыттарда астықты гидротермиялық өңдеу (ГТӨ) кезінде бақылау мен реттеудің автоматты жүйелерімен жабдықталған күрделі машиналар мен аппараттар, сондай-ақ суландыру үшін бункерлер түріндегі қарапайым құрылғылар қолданылады. ГТӨ процесінде дәнге сумен, ал процестің кейбір нұсқаларында қысым да әсер етеді.
Астықты әр түрлі тәсілдермен ылғалдандырады: дән массасына суды қосады, оны арнайы жуу машиналарында жуады немесе ерекше булау аппараттарында бумен өңдейді. Ылғалданған астық қызады немесе әдеттегі температурада процестің келесі кезеңдерін жүргізеді. Сондықтан ГТӨ параметрлері ылғалдылық, температура, қысым және процестің жалпы және оның жеке кезеңдері бойынша ұзақтығы болып табылады.
Осы параметрлердің нақты үйлесімі ГТӨ нұсқасын (әдісін), ал осы әдістегі параметрлердің мәндерін - өңдеу режимін анықтайды.
Барлық елдерде диірмендерде тек суық кондиционерлеу қолданылады. Суық кондиционерлеу астықты ылғалданудан және оны әрі қарай бункерлерде ұстаудан (суландырудан) тұрады.
Әдістің атауы оны астық қыздырусыз жүргізуіне байланысты. Содан кейін астықты 0,3...0,5%-ға дейін жуады және оны ұнтақтаушы машинаға берер алдында 20...40 мин бойы суландырады. Бұл астықтың үстіңгі қабаттарын (қабықшалар мен алейрон қабатын) ылғалдандыру үшін қажет. Нәтижесінде олардың беріктігі күрт артады, олар кебек бөлшектерін құрып, нашар ұсақталады. Соңғысы електерде оңай бөлінеді.
Сонымен, гидротермиялық өңдеу процесінде астық қасиеттерінің өзгеруі әсер ететін негізгі фактор ылғалдылықтың өзгеруі болып табылады. Ылғалмен қанығып, ақуыздар ісінеді, астық ферменттері белсендіріледі, нәтижесінде оның құрылымы мен қасиеттерінің өзгеруі байқалады, әсіресе маңызды, ылғалдылықтың жоғарылауы байқалады.
Суық ауа баптауда бидай дәнінің көлемі өседі: әсіресе айқын өзгеріс 14...16% аймағындағы ылғалдылығы.
ГТӨ әсерімен астықтың физикалық-химиялық қасиеттерінің барлық көрсеткіштері өзгереді (1000 дән массасынан басқа). Бидайды салқындатқанда ісіну ұсақ фракциядағы астық көлемі ірі көлемге қарағанда күштірек өседі. Осыған байланысты партияның теңдестігі артады, бұл келесі технологиялық операциялардың нәтижелеріне оң әсер етеді.
Астықты суландыру кезінде дән табиғаты алдымен күрт төмендейді, содан кейін біршама өседі. Бұл тек астықтың жиналуымен ғана емес, сонымен қатар қабықтың ылғалдылығының өзгеруімен де байланысты, бұл астық массасының ішкі үйкеліс коэффициентіне әсер етеді.
Астық ұнтақтау өндірісі жағдайында астықтың жылтырлығы ылғалдылығына, процестің температурасына және оның ұзақтығына байланысты төмендейді.
Бидайдың жылтырлығы және суық кондиционерлеу кезінде эндосперманың қопсыту дәрежесі жақсы корреляцияланады, себебі екеуі де микрожарықтардың пайда болуына байланысты.
Шетелде астықты гидротермиялық өңдеудің негізгі әдісі суық кондиционерлеу болып табылады. Кейбір Канада, Англия және басқа да елдердің ұн тарту зауыттарында жылдам кондиционерлеу әдісі қолданылады.
Суландыру ағында ұйымдастырылады, салқындатқанда суландыру ұзақтығы кең көлемде өзгереді.
Ұн, жарма және құрама жем өндіру процесі әр текті факторлардың үлкен санымен айқындалады, және де олардың көпшілігінің әсер ету дәрежесі сандық бағаланбайды.
Технологиялық операциялардың орындалуын анықтайтын шарттардың үздіксіз вариациясы осының сөзсіз салдары болып табылады, бұл технологиялық процестің тиімділігіне, бағаланатын шығымдылыққа және дайын өнімнің сапасына әсер етеді.
Астықты өңдеу барысында өңдеуге түсетін шикізаттың қасиеттері де тербелістерге ұшырайды. Әсіресе, бұл қасиеттері биологиялық ерекшеліктерінің, топырақ-климатикалық жағдайларының, жинау әдісінің, жинаудан кейінгі өңдеудің, сақтау шарттарының және т.б. ықпалымен қалыптасатын дәндерге тән. Ұн тарту, жарма немесе құрама жем зауытындағы технолог іс жүзінде әр жолы бастапқы қасиеттері жекеше болып келетін материалмен жұмыс істейді.
Демек, ұн тарту, жарма және құрама жем өндірісінің технологиялық процесін бақылау жүйесі шарттардың осы нұсқасын ескеруі және жоғарыда аталған факторларға қарамастан шикізатты қайта өңдеудің жоғары тиімділігін қамтамасыз етуі тиіс.
Жоғарыда қарастырылған технологиялық операциялардың, астықтың химиялық құрамының, физикалық және биологиялық қасиеттерінің негізінде жартылай фабрикаттар мен түпкілікті өнімді қоса алғанда, астықтың келіп түсуі, сақтау және қайта өңдеу процесінде автоматтандыруды, сапасын және ең алдымен астықтың ылғалдылығын бақылауды одан әрі енгізу ықпал ететін болады.
Осы міндеттерді табысты шешу үшін кәсіпорындарды технологиялық операциялардың параметрлерін бақылаудың жаңа тиімді жүйелерімен қамтамасыз ету, технологиялық желілерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерімен қанықтыру талап етіледі.
Сонымен қатар, механизацияның жоғары деңгейі, үдерістердің ағымы мен үздіксіздігі олар үшін қолайлы жағдайлар болып табылады.
Технологиялық процесті басқарудың автоматтандырылған жүйелерін немесе оның жекелеген кезеңдерін әзірлеу және енгізу кезінде қадағалаушы қағидаттарды басшылыққа алу қажет:
автоматтандырылған басқару жүйелерін пайдалану экономикалық тұрғыдан ақталуы тиіс, яғни оларды енгізу нәтижесінде қол жеткізілетін экономикалық тиімділік қаражат, материалдар, энергия және т.б. қажетті шығындарды жабуы тиіс;
автоматтандырылған басқару жүйелері процесті оңтайландыруды қамтамасыз етуі тиіс, яғни процестің сипаттамалық параметрлерін берілген оңтайлы деңгейлерде ұстап тұруы тиіс, технологиялық және экономикалық көзқараспен процесті жүргізу неғұрлым орынды болып табылады;
автоматтандырылған басқару жүйелері өте қарапайым болуы тиіс, осыған байланысты оларды құру кезінде олардың жұмыс істеуі үшін жеткілікті ақпарат көлемін барынша аз негізге алу қажет.
Астықты қайта өңдеу кәсіпорындарында астықтың ылғалдылығы - ауыл шаруашылығы шикізатын ұтымды пайдалануға және ондағы пайдалы заттардың сақталуын қамтамасыз етуге, технологиялық процестердің барысына, шығарылатын өнімнің санына, сапасына және шығуына әсер ететін маңызды көрсеткіш.
Ылғалдылығы қоймаларда және элеваторларда астықтың сақталу дәрежесін, оларды өңдеудің оңтайлы технологиялық режимдерін сақтауды анықтайды. Өңдеу процесінде ылғалдылықты бақылау ұнның, жарманың, құрама жемнің шығымын жоғарылатуды және оның сапасын жақсартуды құтқаруы тиіс.
Әр түрлі процестерді автоматты басқару үшін астықты қайта өңдеу кәсіпорындарында өңделетін өнімнің жай-күйінің параметрлерін үздіксіз өлшейтін көптеген арнайы құрылғылар қолданылады, материал шығыны жеке өндіріс бойынша өлшенеді:
сусымалы және сұйық материалдардың шығыны мен деңгейі;
масса температурасы;
газ ауа ортасы;
сұйық компоненттері;
астықтың ылғалдылығы мен табиғаты;
ұнның ақтығы және ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz