Измерение расхода и количества вещества

Измерение расхода и количества веществ в пищевой промышленности осуществляется как на стадии приёмки сырья, для межцехового учета и при приготовлении различных смесей.

Приборы, измеряющие массу или объем вещества, протекающего через него в единицу времени, называются расходомерами. Массовый расход измеряется в кг/с, кг/ч, а объемный – в м³/с, м³/ч.

На рисунке 2.15 приведен внешний вид счетчика-расходомера РМ-5-П разработанного отечественной компанией ООО "Технопромтрейд" для пищевой промышленности. Прибор предназначен для измерения объема и расхода молока, кисломолочных и других жидких пищевых продуктов.

Рис. 2.15. Счетчик-расходомер РМ-5-П

Прибор позволяет:

- вычислить разовый и суммарный объем и расход жидкости (значение плотности жидкости вводится в измерительно-вычислительную часть с - помощью клавиатуры);

- вычислить массу продукта, соответствующую разовому и суммарному объему;

- отключить счетчик при незаполненном жидкостью трубопроводе.

Тахометрические расходомеры (счетчики). Расходомеры этой группы широко применяются во всех отраслях пищевой промышленности. Принцип их действия основан на использовании зависимостей скорости движения чувствительных элементов, помещаемых в поток, от расхода веществ, протекающих через эти расходомеры. На практике для измерения расходов жидкостей и газов применяют турбинные и камерные (шестерёнчатые) расходомеры – счетчики.

Счетчики – это приборы, измеряющие массу или объем вещества, протекающего через них в течение какого-либо промежутка времени.. Измерение осуществляется в кг или м³ /л.

Принцип работы турбинных расходомеров основан на измерении скорости вращения лопастей турбинки в потоке жидкости.

Для измерений массы вещества применяют весы.

По принципу действия выделяют рычажные и электромеханические (электротензометрические) весовые устройства. Весы предназначены для определения массы твердых, сыпучих и вязких материалов.

В рычажных весах сила тяжести взвешиваемого тела или материала уравновешивается посредством весового рычага (или системы весовых рычагов), участвующего в уравновешивании силы тяжести взвешиваемого тела и передаче возникающих при этом усилий. Уравновешивание силы тяжести осуществляется с помощью уравновешивающего устройства, имеющего конструкцию рычага, квадранта (поворотные). Рычажные весы используются для лабораторных, метрологических и специальных измерений.

Принцип действия электромеханических или электротензометрических весов основан на преобразовании механического воздействия силы тяжести взвешиваемого тела на чувствительный элемент – тензорезистор в пропорциональный электрический сигнал.

Принципиальная схема электротензометрического весового устройства приведена на рис. 2.16.

Рис. 2.16. Принципиальная схема электротензометрического устройства

Электротензометрическое весовое устройство предназначено для автоматического взвешивания загружаемых емкостей, а также для дистанционного дозирования, если в емкости предусмотрены дискретная загрузка или отпуск материала.

Принцип действия устройства основан на компенсационном методе измерения напряжения, возникающего в измерительной диагонали преобразования деформации его упругого элемента во время приложения измеряемой нагрузки. Устройство состоит из измерительного прибора 3, узла внешних соединений с кабелями 4 преобразователя 1. Преобразователи устанавливаются в воспринимающие устройства 4 или опоры 2.

На рис. 2.17 приведен пример тензометрического весоизмерительное электронное устройства (ТВЭУ), которое позволяет получить систему для взвешивания любых технологических емкостей с минимальными затратами. Комплект оборудования ТВЭУ состоит из тензодатчиков, узлов встройки и весового терминала. Благодаря широкому выбору тензодатчиков любую технологическую емкость – бак, смеситель, бункер, силос, мясорубку или реактор – можно оснастить ТВЭУ и получить при этом минимальное отклонение от реального веса продукта. ТВЭУ применяется для статического и, в отдельных случаях, динамического взвешивания. Области применения: строительная, мясоперерабатывающая, пищевая, химическая и другие отрасли промышленности.

Рис. 2.17. Тензометрическое весоизмерительное электронное устройство для взвешивания бункеров.

Тензодатчики, применяемые в ТВЭУ могут быть разных конструкций, например, тензодатчики балочного типа с металлическим сильфоном (рис. 2.18) Это одна из самых распространенных конструкций тензодатчиков в весоизмерительных системах, применяются в платформенных весах, бункерных весах, для взвешивание емкостей.

Рис. 2.18. Внешний вид тензодатчика балочного типа с металлическим сильфоном.

На рис. 2.19 приведен тензодатчик сжатия мембранного типа М50. Тензодатчики сжатия мембранного типа выполнены из нержавеющей стали. Диапазон нагрузок от 500 до 5000кг. Применяют для взвешивания емкостей и баков.

Рис. 2.19. Внешний вид тензодатчика сжатия мембранного типа М50.

На рис. 2.20 приведен тензорестивный самоустанавливающиеся датчик сжатия типа колонна МВ 150.Датчик выполнен из нержавеющей стали. Диапазон нагрузок от 5 до 100 т. Датчики этого типа применяют для автомобильных весов, вагонных весов, большегрузных платформенных весов, взвешивания емкостей и баков.

Рис. 2.20. Внешний вид тензорестивного датчика сжатия типа колонна МВ 150.

Для непрерывного автоматического дозирования сыпучих материалов с заданной производительностью применяют дозаторы.

В системах управления дозаторы выполняют функции измерительного или исполнительного устройства. В первом варианте доза материала выдается как готовая продукция, во втором – отмеренная порция поступает в объект управления (машину, аппарат).

Дозаторы делятся на два типа по принципу дозирования:

· Объемные дозаторы. Порция продукта определяется его объемом. Они могут быть шнековые, шиберные, роторные, клапанно-поршневые и т.д. Широко применяются для разлива жидких продуктов. Основное преимущество объемных дозаторов – это высокая производительность, быстрая перестройка дозы, возможность очень высокой степени автоматизации дозирования и фасовки.

· Весовые дозаторы. Порция продукта определяется взвешиванием. Преимущество - высокая точность, возможность работы с самыми разнообразными видами продукта. К недостаткам можно отнести низкую скорость дозирования. Как правило, применяются при дозировании сыпучих материалов различной плотности, гранулированных продуктов.

Точность дозирования различных типов объемных дозаторов для сыпучих продуктов порядка 1-2%.

В карусельных схемах, пока одна порция жидкости или пастообразного продукта выталкивается в емкость (банку, бутылку и др.), другие цилиндры заполняются. Таким образом, реализуется непрерывное объемное дозирование жидкостей или густых продуктов. Точность дозирования цилиндро-поршневых систем очень высокая. Промышленность выпускает как полуавтоматы для небольших предприятий, так и высокопроизводительные многоканальные комплексы.

На рисунке 2.21 приведен вид объемного шнекового дозатора "Бестром-1400", предназначенного для дозирования различных видов сыпучих пищевых продуктов, в том числе конфет.

Рис. 2.21.Объемный шнековый дозатор"Бестром-1400"

Система управления дозатора "Бестром-1400" состоит из дисплея и программируемого контроллера, используемых для управления процессом работы дозатора и диалога с оператором. Производительность дозатора (в зависимости от свойства продукта и объема дозы) до 150 доз в минуту. Масса дозы 10-10000 г.

На рисунке 2.22 приведен вид Мультиголовки "Multipond". В зависимости от требуемой производительности комбинационные весовые дозаторы MULTIPOND состоят из 10; 14; 16; 20 или более взвешивающих головок. За долю секунды мощный компьютер AUTOPOND® EP4.1 рассчитывает порционные количества, взвешиваемые индивидуальными взвешивающими системами, с целью достижения конечного заданного веса. Происходит единовременный сброс выбранных порционных количеств на упаковочную машину, синхронизированную с работой весового дозатора.

Использование принципа "взвешивание и вычисление" порционных количеств для весового дозирования сыпучих продуктов дает возможность получать конечный вес со значительно меньшими погрешностями, чем при взвешивании по штукам.

Весовые дозаторы MULTIPOND способны одновременно взвешивать до шести разных компонентов, для каждого из которых определен конечный вес, в результате чего достигается точное взвешивание полной упаковки конечного продукта. Более того, можно получать точно установленное количество взвешиваемых продуктов.

Рис. 2.22. Весовой дозатор MULTIPOND

Весовые дозаторы применяются в пищевой промышленности в случаях, где требуется очень большая точность порции, или где невозможно применить объемные дозаторы. Например, сыпучие, или продукты неоднородной фракции (куски) могут неравномерно заполнять мерный объем, что создает проблемы с измерением и определением порции. На рисунке 2.23 приведен вид в есового дозатора 1110В5, предназначенного для точного автоматического дозирования длинных макарон (спагетти, букатини) по 2-5 кг.

Рис. 2.23 В есовой дозатор 1110В5

Дозатор 1110В5 состоит из приемного вибролотка, виброжелобов точной и грубой подачи, отсечных шиберов точной и грубой подачи с приводами, весовой корзины с приводом, сборной корзины. Управление всеми параметрами дозирования осуществляется программируемым контроллером. Для их отображения используется ЖК дисплей. В памяти контроллера можно сохранить до 30 программ дозирования со своими параметрами, что сводит к минимуму время простоя при переходе с одного вида продукта на другой. С помощью оптических датчиков поддерживается необходимый уровень продукта на лотках.

Дата добавления: 2014-01-05