CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1. Giới thiệu đề tài: - Trong môi trường công nghiệp hiện nay, có rất nhiều hệ thống điều khiển được áp dụng và cho nhiều tác dụng để tăng chất lượng, năng xuất làm việc cũng như sản lượng cho nghành nghề đó. Và trong nghành thực phẩm cũng như vậy, việc công nghiệp hóa sự dụng hệ thống làm nâng cao chất lượng, sản lượng cũng như giảm giá thành vì tiết nghiệm trong quy trình sản xuất. - Tương ớt là một loại sản phẩm rất được ưa chuộng trên thế giới.
Dùng để trộn vào các món ăn chế biến sẵn, chế biến các món ăn khác nhau, rất tiện lợi và đơn giản. Sản phẩm tương ớt đã được nhiều nước trên thế giới sản xuất từ lâu đời, với quy trình chế biến hoàn hảo cho sản phẩm có chất lượng rất tốt. - Ở nước ta, việc sản xuất tương ớt còn rất mới mẻ, chất lượng của sản phẩm chưa cao. Do chưa được quan tâm nghiên cứu về công nghệ chế biến.
Việc nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ là điều cần thiết. Chính vì vậy đề tài : " Nghiên cứu hệ thống sản xuất tương ớt gia vị " nhằm tối ưu hóa các bước làm nhằm tạo ra được sản phẩm một cách đơn giản nhất cũng như là tối ưu hóa các bước làm nhất. Mô tả chức năng: Hệ thống sản xuất tương ớt sẽ thực hiện các bước tự động nhờ các thiết bị nhằm” rửa nguyên liệu, chần, nghiền, nấu, làm nguội để ra thành phẩm cuối là tương ớt một cách nhanh chóng nhất 6 0 0 BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Trang 7/ 55 1.Rửa: Nhằm loại bỏ tạp, bụi bẩn, chất bám trên nguyên liệu bằng 1 băng truyền nước và máy xịt không khí làm khô. 7 0 0 BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Trang 8/ 55 Hình 1.
- Chần là công đoạn nhằm tiêu diệt một số vi sinh vật, làm giảm hoạt tính enzyme bằng cách thông qua một băng truyền khác ở nhiệt độ nước từ 95-100 độ C. Nghiền: Nghiền là công đoạn tạo độ mịn sệt cho sản phẩm , và tạo điều kiện để trộn, gia nhiệt bằng 2 máy xay công suất lớn. 8 0 0 BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Trang 9/ 55 Hình 3.Nấu : - Làm chín nguyên liệu - Tạo độ sệt cho sản phẩm - Tiêu diệt vi sinh vật - Tạo hương vị đặc trưng - Tăng giá trị cảm quan Hình 1. 9 0 0 BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Trang 10/ 55 1.
Làm nguội: Làm nguội là công đoạn để tương ớt về nhiệt độ bảo quản và đóng chai được.Hệ thống làm nguội.Đóng chai: Đóng chai là quá trình bảo quản và tăng giá trị cảm quan bằng dây chuyền đống chai.Đóng chai 10 0 0 BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Trang 11/ 55 1. Đối tượng nghiên cứu: - Cảm biến (cảm biến nhiệt độ, độ ẩm vả khối lượng, lưu lương). - Van điều khiển. - Bộ điều khiển hệ thống PLC.
- Chương trình PLC và SCADA. - Các loại sơ đồ liên quan đến hệ thống (sơ đồ khối, sơ đồ công nghệ, sơ điều khiển…). Hoạt động : Hệ thống sản xuất tương ớt sẽ bắt đầu từ : Băng chuyền thứ 1: nhằm rửa sạch ớt bằng nước sạch và ống thổi khí làm khô Băng truyền thứ 2 :trần ớt bằng nước ở nhiệt độ 95-100 độ C Sau đó 2 máy nghiền sẽ nghiền thô lần 1 sau đó nghiền mịn lần 2 để cho ra ớt mịn và đều như yêu cầu Tiếp theo cho vào một nồi nấu cho thêm nước và các gia vị phụ vào để trộn, nấu chin và tạo thành phẩm cho tương ớt cho vào một máy bằng inox để làm lạnh hạ nhiệt độ tương xuống 50 độ C Cuối cùng là cho vào băng truyền để đóng chai, đóng nắp, và đóng thùng. Ứng dụng : Hệ thống sản xuất tương ớt sẽ được áp dụng ở rất nhiều nhà máy sản xuất tương ớt với số lượng lớn nhằm xuất khẩu hoặc bán nhiều cho thị trường.
Ở Việt Nam do tương ớt là một gia vị quen thuộc được sự dụng hàng ngày nên nhu cầu sự dụng cao nên khả năng sự dụng, ứng dụng hệ thống sản xuất tương ớt này rất lớn. Và do nhu cầu ngày càng công nghiệp hóa hiện đại hóa các khâu nên hệ thống sản xuất này ngày càng được phát triển và hoàn thiện và được ứng dụng rộng rãi hơn 1. Mục đích nghiên cứu: Ở nước ta, việc sản xuất tương ớt còn rất mới mẻ, chất lượng của sản phẩm chưa cao. Do chưa được quan tâm nghiên cứu về công nghệ chế biến.
Việc nghiên cứu xây dựng 11 0 0 BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Trang 12/ 55 quy trình công nghệ là điều cần thiết. Việc tìm hiểu cũng như phát triển được một hệ thống sản xuất tương ớt sẽ mang lại rất nhiều lợi ích trong việc nâng cao chất lượng, sản lượng và giảm giá thành sản phẩm. Vì lý do đó nên với việc ứng dụng những kiến thức đã được học cũng như tìm hiểu thêm từ nhưng nguồn thông tin khác, nhóm quyết định thực hiện và tạo ra một hệ thống sản xuất tương ớt. CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.
Cảm biến mức: • Khái niệm: - Cảm biến mức là thiết bị để xác định mức hoặc lượng chất lỏng. Chất lỏng hoặc chất khác chảy trong hệ thống mở hoặc đóng.Một số hình ảnh cảm biến mức • Phân loại và nguyên lý hoạt động: - Để đo mức chất lỏng và đo mức chất rắn chúng ta có nhiều phương pháp đo. Trong đó, có hai loại chính: đo mức không tiếp xúc và đo mức tiếp xúc. - Đo mức tiếp xúc: Đo mức tiếp xúc là một phương pháp đo mà cảm biến sẽ báo mức khi tiếp xúc với nước hay các chất lỏng, chất rắn cần đo.
12 0 0 BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Trang 13/ 55 Hình 7.Cảm biến đo mức tiếp xúc - Đo mức không tiếp xúc: Công nghệ đo không tiếp xúc phát triển để giải quyết các vấn đề khó khăn khi lắp đặt do: không gian lắp đặt hạng hẹp, vị trí lắp đặt không phù hợp, môi chất không cho phép thiết bị đo tiếp xúc với thiết bị đo. Trong một số trường hợp các điều kiện không cho phép lắp trực tiếp thì bắt buộc phải lắp từ trên xuống và không cho tiếp xúc với chất lỏng.Cảm biến đo mức không tiếp xúc Nguyên lý hoạt động: - Cảm biến đo mức dạng phao: Đo mức nước dạng phao ON-OFF dùng để báo đầy hoặc báo cạn trong giới hạn của phao. Phao báo đầy: khi mức nước tới giới hạn trên thì sẽ cho ra Relay OFF, khi nước xuống giới hạn dưới thì sẽ cho ra Relay ON. Phao báo cạn: tương tự khi mức nước ở dưới cùng thì ON và 13 0 0 BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Trang 14/ 55 khi mức nước lên tới giới hạn trên OFF.
Cả hai mức giới hạn ON – OFF này tương ứng NO/ NC bên trong của cảm biến đo mức nước dạng phao.Nguyên lý hoạt động Cảm biến mức dạng phao - Cảm biến đo mức chất lỏng dạng điện dung: Nguyên lí cảm biến đo mức bằng điê n‘ dung hoạt đông ‘ dựa trên sự khác biê ‘t hằng số điê n‘ môi chất lưu với không khí. Điều kiê ‘n, điê ‘n môi của lưu chất phải lớn hơn hằng số điê ‘n môi của không khí. Theo đó, hằng số của điê ‘n môi không khí rơi vào khoảng 1.0, hằng số điê n‘ môi dầu 1.85 đến 5, còn nước có điê ‘n môi lớn từ 50 đến 80. Khi các chấy lưu thay đổi kéo theo sự thay đổi của hằng số điê ‘n dung môi tương ứng.Nguyên lý hoạt động Cảm biến đo mức dạng điện dung - Cảm biến siêu âm đo mức nước: Đo mức dạng siêu âm sử dụng công nghệ phát sóng từ cảm biến tới chất lỏng cần đo, sóng âm này sẽ bị phản 14 0 0 BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Trang 15/ 55 hồi lại khi gặp mặt nước.
Cảm biến siêu âm vừa phát sóng ra đồng thời cũng nhận sóng phản hồi lại, dựa vào sự thay đổi tần số mà cảm biến đo được khoảng cách từ cảm biến tới mặt nước. Cảm biến siêu âm phù hợp với các ứng dụng đo mức nước yêu cầu không được tiếp xúc với chất lỏng. Tín hiệu ngõ ra tuyến tính dạng analog 4-20mA hoặc 0-10V.Nguyên lý hoạt động Cảm biến siêu âm đo mức nước Ưu nhược điểm và ứng dụng: o Ưu - nhược điểm: - Cảm biến đo mức nước dạng phao: Ưu điểm: Giá thành tương đối thấp so với các loại cảm biến đo khác. Dùng được cho tất cả các loại chất lỏng ngoại trừ các chất kết dính, dạng sệt.
Lắp đặt và sử dụng đơn giản. Nhược điểm: Công nghệ lỗi thời. Dể hư hỏng sau thời gian ngắn sử dụng do phao từ dể bị kẹt gây báo sai tín hiệu. - Cảm biến đo mức chất lỏng dạng điện dung: Ưu điểm: Sử dụng được trong các ứng dụng có áp suất và nhiệt độ cao.
Giá thành rẻ. Đo mức chất lỏng khoảng cách ngắn nhất 100mm. Cảm biến sử 15 0 0 BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Trang 16/ 55 dụng được cho các môi trường khắc nghiệt như: nhiệt độ và áp suất cao. Đo được xăng, dầu, tích hợp chống cháy nổ.
Khoảng cách đo rộng đo mức chất rắn như: xi măng, hạt nhựa,… Nhược điểm: Không dùng cho các bồn chứa có cánh khuấy. - Cảm biến siêu âm đo mức nước: Ưu điểm: Độ chính xác cao, dùng được cho môi trường nước, hóa chất, thực phẩm như: sữa, rượu,…Ngoài ra cảm biến còn dùng để đo mức dầu các loại chống cháy nổ. Nhược điểm: Không dùng cho bồn chứa có nhiệt độ và áp suất cao. Do nguyên lý đo mức bằng sóng siêu âm.
Nên sóng sẽ bị ảnh hưởng bởi mặt nước gợn sóng như: bồn chứa có cánh khuấy, khu vực mặt hồ gợn sóng. Ứng dụng: - Đo mức chất lỏng: Sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp thực phẩm (Bia, rượu, nước giải khát, sữa.), nhà máy cấp nước thoát nước, nhà máy xử lý nước thải…; giám sát nhiên liệu (xăng, dầu…), .Ứng dụng cảm biến đo mức chất lỏng - Đo mức chất rắn: Ngành thực phẩm (Bột mì, đường,…), xi măng, thức ăn chăn nuôi, ngành nhựa. 16 0 0 BÁO CÁO ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH Trang 17/ 55 Hình 13.Ứng dụng cảm biến đo mức chất rắn Thông số kỹ thuật: - Để chọn cảm biến mức cần chọn một số thông số cơ bản: - Ứng dụng đo mức - Nguồn cấp - Nhiệt độ làm việc - Môi trường làm việc - Áp suất làm việc Một số lưu ý khi sử dụng: - Tùy vào mục đích sử dụng mà chọn loại cảm biến đo mức phù hợp.