Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 52
1.1 Характеристика сырья для получения пива. 6
1.2 Стадии технологического процесса. 7
1. 2 Анализ технологического процесса. 8
2 АЛГОРИТМ ПРОВЕДЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО.. 14
ОБЕСПЕЧЕНИЯ. ПОРЯДОК ВЫБОРА СИ.. 14
2.1 Алгоритм выбора средств измерений. 14
2.2 Общий алгоритм проведения метрологического обеспечения подготовки производства. 15
2.3 Выбор средств измерений для технологического. 16
процесса производства пива. 16
3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ. ОБРАБОТКА ДАННЫХ ПРЯМЫХ ИЗМЕРЕНИЙ С МНОГОКРАТНЫМИ НАБЛЮДЕНИЯМИ.. 19
4. РАЗРАБОТКА КАРТЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО.. 24
5. ВЫВОД ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ.. 25
6. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 26
Пиво – освежающий, насыщенный диоксидом углерода пенистый напиток, получаемый в результате сбраживания пивного сусла специальными расами пивных дрожжей. Технология производства пива с каждым годом совершенствуется, также широкое развитие отечественной приборостроительной промышленности, широкое использование контрольно-измерительных приборов, привлечение в отечественное производство зарубежного оборудования, содержащего значительное количество аппаратуры при высоком уровне контроля за процессами, дает нам в настоящее время широкий ассортимент высококачественных сортов пива. Совершенствование промышленных предприятий, рост производительности действующего оборудования, улучшение технологии производственных процессов и достижение высокого качества продукции возможно только за счет налаженного метрологического обеспечения. Правильность метрологического обеспечения может быть достигнута на любом производстве за счет достаточного уровня подготовки формирующих, контролирующих и правильно эксплуатирующих приборов, необходимости своевременного их обновления и периодической проверки. Эти положения позволяют производителю продукции обеспечить безопасность и надежность работы оборудования. Все формы проверок осуществляет метрологическая служба, которая выполняет следующие функции: - разработка инструкций по эксплуатации приборов, используемых данным производством; - выявление причин брака продукции, повышенных расходов энергии и материалов, зависящих от применения несоответствующих приборов или их неправильного использования; - учет всех теплоизмерительных и электроизмерительных приборов и регуляторов на предприятии; - контроль правильности выбора методов и средств измерений; - повседневное наблюдение, поддержание в надлежащем состоянии, надзор за эксплуатацией и хранением приборов и т.д. Основные задачи, которые решаются в курсовом проекте «Расчет и проектирование метрологического обеспечения производства пива», следующие: - анализ аппаратурно-технологической схемы производства пива; - обработка данных прямых измерений с многократными наблюдениями; - разработка карты метрологического обеспечения производства пива; - выбор средств измерений и проведение метрологического обеспечения подготовки производства пива. 1.1
Характеристика сырья для получения пива
1. Провести технико-экономическое обоснование необходимости контроля данного параметра 2. Уточнить необходимость диапазона измерений, точности измерений, условия работы средств измерений. 3. По каталогу средств измерений, рекомендованной для данной отрасли, выбрать средство измерения в соответствии с техническими характеристиками. 4. Уточнить технико-экономическую целесообразность установки выбранного средства измерения. 5. Скорректировать методику измерений, выбранным в средстве измерения с учетом в специфике контролируемого параметра. 6. Включение выбранного средства в план поверки измеряемого прибора. Этапы выбора
средств измерений
Решаемые задачи
Используемая документация
1 2 3 Анализ характеристик объекта контроля (технологических параметров и показателей качества). Выявление характеристик объекта контроля. Стандарты, программа и методика испытаний, технологическая документация на изготовление и контроль качества. Предварительный выбор средств измерений. Сравнительный анализ применяемых и предлагаемых методик выбора средств измерений. Определение средств измерений, использование которых обеспечивает нормированные показатели технологического процесса с учетом их метрологических и эксплуатационных характеристик. Государственные отраслевые стандарты и стандарты предприятия, классификация на средства измерений. Окончательный выбор средств измерений. Технико-экономическое обоснование выбираемых средств измерений. Определение недостающих средств и методов измерений. Методика расчета экономической эффективности выбираемых средств измерений. Средства измерений выбирают при разработке нормативно-технической документации на продукцию и технологические процессы, внедрении средств измерений при проведении испытаний, проектировании систем автоматического Основными условиями выбора средств измерений для контроля качества продукции, технологических параметров и показателей состояния оборудования являются техническая и экономическая целесообразность применения выбираемого средства измерений. Техническая целесообразность определяется основными метрологическими и эксплуатационными показателями средства измерения. К основным метрологическим показателям относят погрешность, пределы измерений, диапазон показаний, цену деления шкалы, стабильность средств измерений, чувствительность, а к основным эксплуатационным показателям - транспортабельность, простоту конструкции, удобство обслуживания, надежность, ремонтопригодность и безопасность. При выборе средств измерений должны быть обеспечены максимальное применение рациональных для данных условий средств измерений, регламентированных государственными отраслевыми стандартами и стандартами предприятий, а также возможность применения информационно-измерительных систем, автоматизированных систем управления технологическими процессами на базе микропроцессорной техники. Контроль за правильностью выбора средств измерений, применяемых для метрологического обеспечения технологического процесса, осуществляется при проведении метрологической экспертизы нормативно-технической документации (технологические инструкции, технические условия и др.). При этом одной из основных задач метрологической экспертизы является установление полноты и правильности требований средствам измерений, в том числе к нестандартизованным (средства измерений отраслевого назначения). - наименование, тип и указание шифра нормативно-технической документации, по которой осуществляются их выпуск и поставка (стандарты, технические условия, чертежи и др.), или требования к основным техническим и метрологическим характеристикам, для осуществления выбора конкретного средства измерений и его замены; - учет реальной возможности оснащения производства средствами измерений, указанными в нормативно - технической документации, которая проверяется по справочникам и каталогам (при этом проверяется, выпускается ли данное средство измерений или снято с производства). Имеются результаты 30 измерений физической меры с номинальным значением 330 грамм нетто. Наблюдения, содержащие грубые погрешности, исключаются из группы наблюдений. Полученные данные представлены в таблице 1. Таблица 1 – Результаты измерений. № п/п
№ п/п
№ п/п
1
327 11
330 21
331 2
328 12
330 22
331 3
328 13
330 23
331 4
328 14
330 24
331 5
329 15
330 25
332 6
329 16
331 26
332 7
329 17
331 27
332 8
329 18
331 28
332 9
329 19
331 29
333 10
330 20
331 30
333 1) Найдем размах ряда:
2) Вычисляем среднее арифметическое результата наблюдения. Для этого расположим результаты в порядке возрастания, которые расположены в таблице 2. Таблица 2 – Результаты измерений в прядке возрастания.
327
1
327
-3,3
10,89
10,89
328
3
984
-2,3
5,29
15,87
329
5
1645
-1,3
1,69
8,45
330
6
1980
-0,3
0,09
0,54
331
9
2979
0,7
0,49
4,41
332
4
1328
1,7
2,89
11,56
333
2
666
2,7
7,29
14,58
30
9909
-2,1
28,63
66,3
3) Используя вычисления, приведенные в Таблице 2, вычисляем по формуле стандартное отклонение результатов наблюдений:
Вычислив среднеквадратичное, целесообразно проверить наличие грубых погрешностей в группе наблюдений. Учитывая, что при нормированном законе распределения, значения четвертой колонки в таблице 2, не выйдут за пределы Наблюдения содержащие грубые погрешности исключают из группы наблюдений и заново повторяют вычисления В нашем случае ни одна случайная погрешность не выходит за пределы Наблюдение, содержащее грубые погрешности исключают из группы наблюдений и заново повторяют вычисления среднего арифметического результата наблюдения и оценку среднеквадратического отклонения результатов наблюдений. Таблица 3- Данные для гистограммы. № п/п
Номер интервала
Частота (
n)
1
327 - 328
1
2
328 - 329
3
3
329 - 330
5
4
330 - 331
6
5
331 - 332
9
6
332 - 333
6
Рис.1 Гистограмма распределения наблюдаемых значений Вычисляем коэффициент вариации, который характеризует степень отклонения результатов измерений от их средних значений. Его используют в тех случаях, когда необходимо сравнить степень изменчивости нескольких выборок, имеющих различные средние арифметические.
V = V<30% - выборка является однородной, все измерения выполнены с хорошей точностью 5) Расчет доверительной погрешности измерения. Вычисляю доверительные границы, при заданной доверительной вероятности Р=0,95; Критерий Стьюдента ts
=2,043 (при n=30 и при уровне значимости
Найдем среднеквадратическое отклонение среднего результата:
Доверительная граница случайной величины:
6) Установление доверительного интервала. Доверительный интервал – интервал, в котором находиться с заданной вероятностью истинное значение Х
Доверительная граница случайной величины ε = tα
*
S = 0,31 или 3
29,9
< х <
330,7
Округлив вычисленное значение, получим: оценка х
с доверительной вероятностью Р=0,95
истинное значение лежит в пределах 330 < x < 331 или в более компактной форме х = (330 ± 0,4) 7) В соответствии с ГОСТ 8.011 – 72 доверительный интервал является одной из основных характеристик точности измерения. Одной из форм представления результатов измерения случайной погрешности устанавливает: Результат измерений запишем в таблицу 4: Таблица 4 – Результаты измерений. Статистическая
характеристика
Обозначения
Объем (мл)
1. Среднее значение результата
330,3
1,51 3. Доверительный интервал среднего результата
330,3 ± 0,4 Для поддержания требуемых значений параметров на работающем оборудовании, оно оснащается контрольно - измерительными приборами, которые обеспечивают обслуживающий персонал соответствующей информацией обо всех изменениях температур, расходов, уровня и плотности, наблюдение за которыми должно осуществляться на отдельных элементах установки. Такая информация необходима для надежной, экономичной и безаварийной эксплуатации оборудования технологических процессов пищевых производств. Основная задача, которая решается с помощью контрольно-измерительных приборов, которые установлены на оборудовании, - измерить величину того параметра, который определяет его состояние в данный момент времени или зафиксировать изменение его величины в оговоренный интервал времени (смена, сутки и т.д.). Таким образом, создаются карты метрологического обеспечения производства, где регламентируются характеристики системы измерения и методы выполнения необходимых измерений на всех производственных циклах предприятия. Без соблюдения основных законов и правил метрологии по подбору, расстановке, обслуживанию и анализу средств измерения нельзя рассчитывать на объективность и качество полученной информации. Карта метрологического обеспечения производства пива приведена в таблице 5. В данном курсовом проекте была разработана карта метрологического обеспечения, рассмотрен технический процесс производства пива и приведена спецификация оборудования к функциональной схеме (функциональная схема приведена на листе формата А1). Анализируя технологический процесс производства пива и разработанную карту метрологического обеспечения, делаем вывод, что при входном и операционном контроле было задействовано 100 % рабочих средств измерений по месту, лабораторные СИ не использовались. Проведя обработку данных прямых измерений с многократными наблюдениями, установлено, что при заданной доверительной вероятности Р=0,95 истинное значение массы лежит в пределах от 329,9 мл до 330,7 мл, все наблюдаемые значения не содержат грубых погрешностей. 1. Балашов В.Е., Федоренко Н.П. Технологическое оборудование пивоваренного и безалкогольного производства: Учебное пособие. – М.: Издательский центр «Феникс», 1990 – 378 с. 2. Гамов В.К. и др. Стандартизация и метрологическое обеспечение качества товаров: Учебное пособие. – Владивосток, 1995 – 196 с. 3. Главачек Ф., Лхотский А. Пивоварение: Учебное пособие. – Ростов-на-Дону: Издательский центр «Профикс», 1989 – 328 с. 4. ГОСТ 6687.0-86 «Продукция безалкогольной и пивоваренной промышленности». 5. Номенклатурный каталог. Оборудование технологическое для пивоваренной и безалкогольной промышленности: Межотраслевой Научно- Исследовательский Центр «Агросистеммаш», 1997 – 25с. 6. Слесаренко В.Н., Слесаренко И.Б. Методы и средства испытаний и контроля: Учебное пособие. - Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 2002 – 196с. 7. Слесаренко И.Б. Методы и средства испытаний и контроля: Учебно-методическое пособие к выполнению курсового проекта. – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 2003. – 48с. 8. Тихомиров В.Г. Технология пивоваренного и безалкогольного производства: Учебное пособие. – М.: Издательский центр «Академия», 1991 – 564с. 9. Шепелев А.Ф., Печенежская И.А., Кожухова О.И., Туров А.С., Мхитарян К.Р. Товароведение и экспертиза продовольственных товаров: Учебное пособие. – Ростов-на-Дону: Издательский центр «Март», 2001 - 680с. Таблица 5 – Карта метрологического обеспечения производства пива. Наименование параметров (показателей) технологического процесса
Нормируемое значение параметра (показателя) с допускаемым технологическим отклонением
Допускаемая погрешность измерений (точность)
Научно-техническая документация, регламентирующая отклонения и погрешность
Средства измерений и испытаний системы автоматического контроля и регулирования
Средства для лабораторного контроля параметров
Взаимозаменяемость средств измерений
1 2 3 4 5 6 7 Замачивание ячменя(температура помещения, °С) 18-20 ±0,3 ГОСТ 5060-86 Термометр метеорологический Психрометрический ТМ-4 с диапазоном измерений от -25…+50 °С - Термометр метеорологический Психрометрический ТМ-4 с диапазоном измерений от -35…+40; максимальный ТМ-1 Подогревание солода и несоложенных материалов, °С 50-52 ±1 ТУ Термометр жидкостный манометрический конденсационный показывающий ТКП-60С 0…+100 °С - Психрометр ПБУ-1,3-100 Масса солода и ячменя (удельный расход на 1 дал пива, г) 20-60 ±0,1 ГОСТ 29249-92. Весы рычажные общего назначения с нормативами точности; Счетчик-расходомер СРВД-25-400 - Весовые дозаторы Объем дрожжей (норма введения в пивное сусло, л/гл сусла) 0,4-1 ±0,5 ТУ Весы ВНЦ-2 20-2000 г - Заменяется аналогичным Измерение уровня солода в вальцовой дробилке, метр кубический
±0,5 ТУ Уровнемер типа РУС; манометр дифференциальный сильфонный показывающий ДСП-160-М1 индикаторы уровня ЭИУ-2 Температура воды для мокрого дробления солода, °С 35-50 ±1 ГОСТ 2874-82 Термометр жидкостный манометрический конденсационный показывающий ТКП-60С 0…+100 °С Психрометр ПБУ-1,3-100 Затирание солода иячменя на 100 кг продукта: 1. объем воды, литров кубических 2. температура солода при подогреве, °С 350-500 50-70 ±1 ±1 ГОСТ 2874-82 ГОСТ 29249-92 Ротаметр РЭД-3104 Манометрический термометр ЭКТ-1 Ротаметры пневматические РП, мод. РПК, РПОК, РПФК Манометрический термометр ЭКТ-2 Уровень среды в заторном аппарате, метров кубических 18 Уровнемер с пневматическим выходным сигналом УВРСМ-П Уровнемеры VLI (мод. 23614-А/В/КУО, 34300-А/В/КЮ, 32755-А/В/К/О, 34000-А/В/К/О) Давление в паропроводах заторного аппарата, мПа 0,245 ТУ Дифманометр типа ДТ Манометры ДМ 15 (ДМ 14); Манометры ДМ 02 (ДМ 01) Температура воды в фильтрационном аппарате, °С 75…78
ТУ Манометрический термометр TM ЭКТ-1 Манометрический термометр TM ЭКТ-2 Уровень слоя фильтрационного затора, см 30-40 ±0,05 ГОСТ 5133-99 Поплавковый сигнализатор уровня СУ-110 Уровнемер типа РУС; манометр дифференциальный сильфонный показывающий ДСП-160-М1; индикаторы уровня ЭИУ-02 Уровень сусла в сусловарочном аппарате, в метрах кубических 23 ТУ Уровнемер с пневматическим выходным сигналом УВРСМ-П Уровнемер типа РУС; манометр дифференциальный сильфонный показывающий ДСП-160-М1. Давление в сусловарочном аппарате, МПа 0,2 ±0,45 ТУ 4212-040-00225590-2001 Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДВ2005Сг1Ех Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДМ2005Сг1Ех, ДА2005Сг1Ех Температура кипячения отфильтрованного сусла с хмелем, °С 96-100 ±1,5 ГОСТ 21948-76 Манометрический термометр ЭКТ-1 Манометрический термометр ЭКТ-2 Температура охлождения пивного сусла, °С До 55
ТУ Термометр жидкостный манометрический конденсационный показывающий ТКП-60С 0…+100 °С Манометрический термометр показывающий ТКП-160Сг-М2 Давление при подаче в сепаратор, МПа 0,2 ±0,45 ТУ 4212-040-00225590-2001 Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДВ2005Сг1Ех Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДМ2005Сг1Ех, ДА2005Сг1Ех Давление в сепараторе, МПа 0,2 ±0,5 ТУ 4212-040-00225590-2001 Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДВ2005Сг1Ех Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДМ2005Сг1Ех, ДА2005Сг1Ех Температура сусла в пластинчатом теплообменике, °С До 6
ТУ Термометр жидкостный манометрический конденсационный показывающий ТКП-60С 0…+100 °С Манометрический термометр показывающий ТКП-160Сг-М2 Уровень сусла в бродильном аппарате, в метрах кубических 15 ГОСТ 3473-78 Уровнемер с пневматическим выходным сигналом УВРСМ-П Уровнемер типа РУС; манометр дифференциальный сильфонный показывающий ДСП-160-М1. Брожение пивного сусла: -холодное брожение, ºС -теплое брожение, ºС 7-9 12-14 ±1 ±1 ГОСТ 3473-78 ГОСТ 3473-78 Термометр жидкостный манометрический конденсационный показывающий ТКП-60С 0…+100 °С Манометрический термометр показывающий ТКП-160Сг-М2 Давление, при котором протекает брожение, МПа 0,03…0,2 ±0, 1 ГОСТ 3473-78 манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДВ2005Сг1Ех Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДМ2005Сг1Ех, ДА2005Сг1Ех Температура дображивания пива, °С -1…3 ± 1
Термометр метеорологический Психрометрический ТМ-4 с диапазоном измерений от -35…+40; максимальный ТМ-1 Термометр метеорологический Психрометрический ТМ-4 с диапазоном измерений от -25…+50 °С Давление деоксида углерода при подаче сепаратор-осветлитель, МПа 0,03…0,06 ± 0,1 ТУ 4212-040-00225590-2001 Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДВ2005Сг1Ех Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДМ2005Сг1Ех, ДА2005Сг1Ех Давление при подаче пива на фильтрование из аппарата дображивания, МПа 0,1…1,5 ± 0,1 ТУ 4212-040-00225590-2001 Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДА2005Сг1Ех Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДМ2005Сг1Ех, ДА2005Сг1Ех Давление во время сепарирования: -на входе, МПа -на выходе, МПа 0,07 0,5 ± 0,1 ± 0,1 ТУ 4212-040-00225590-2001 Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДВ2005Сг1Ех Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДМ2005Сг1Ех, ДА2005Сг1Ех Охлаждение пива перед фильтрованием в теплообменнике, °С 0…1 ± 1
Термометр метеорологический Психрометрический ТМ-4 с диапазоном измерений от -35…+40; максимальный ТМ-1 Термометр метеорологический Психрометрический ТМ-4 с диапазоном измерений от -25…+50 °С Давление пива в карбонизаторе, МПа 0,15…0,2 ± 0,1 ТУ 4212-040-00225590-2001 Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДВ2005Сг1Ех Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДМ2005Сг1Ех, ДА2005Сг1Ех Температура пива при карбонизации, °С 0…1 ± 1 ГОСТ 3473-78 Термометр метеорологический Психрометрический ТМ-4 с диапазоном измерений от -35…+40; максимальный ТМ-1 Термометр метеорологический Психрометрический ТМ-4 с диапазоном измерений от -25…+50 °С Давление пива в сборниках (танках), МПа 0,05 ± 0,1 ТУ 4212-040-00225590-2001 Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДВ2005Сг1Ех Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДМ2005Сг1Ех, ДА2005Сг1Ех Температура пива в танке, °С 0…0,5 ± 1
Термометр метеорологический Психрометрический ТМ-4 с диапазоном измерений от -25…+50 °С Термометр метеорологический Психрометрический ТМ-4 с диапазоном измерений от -35…+40; максимальный ТМ-1 Давление пива на подаче в отдел розлива, МПа 0,05…0,07 ± 0,1 ТУ 4212-040-00225590-2001 Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДВ2005Сг1Ех Манометр показывающий сигнализирующий взрывозащищнный ДМ2005Сг1Ех, ДА2005Сг1Ех Таблица 6 - Спецификация на оборудование. Позиция Наименование и характеристика оборудования Тип, марка оборудования. Обозначение документа Единицы измерения Количество Масса единицы оборудования, кг 1 2 3 4 5 6 1 Четырехвальцовая дробилка Код ОКП 51 31 71 БДА – 1М Кг/час 1 1720 2 Весы автоматические 3 Промежуточная емкость МО – 1.0 л 1 1800 4 Заторный аппарат Код ОКП 51 31 71 ВКЗ - 3 кг 2 19500 5 Фильтрационный аппарат Код ОКП 51 31 71 ВФЧ - 3 кг 1 6200
6 Варочный агрегат для производства пивного сусла Код ОКП 51 31 71 Ш4 – ВВП – 0,5
1 8000 7 Хмелеотборочный аппарат Код ОКП 51 31 71 ВХЧ
1 3202 8 Сборник горячего сусла ВОЧ - 3
1 5000 9 Центробежный тарельчатый сепаратор ВСМ
1 1090 10 Пластинчатый теплообменник П - 3 л/час 1 1200 11 Бродильный чан ЧБ - 15
2 2100 12 Танк лагерный Код ОКП 51 31 71 ТЛА
2 490 13 Сепаратор - осветлитель Код ОКП 51 31 71 ВСС - 2 л/час 1 1400 14 Фильтр - пресс Код ОКП 51 31 71 ШЧ –ВФС - 25 Дал/час 1 4000 15 Теплообменник Код ОКП 51 31 71 ТО - 15
1 2300 16 Карбонизатор Код ОКП 51 31 71
1 3200
|