03 11 2011 15786 Magistarski Rad Jankovich

7/30/2019 03 11 2011 15786 Magistarski Rad Jankovich

1/124

SVEUILITE U ZAGREBU

FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

ISPITIVANJE KOMORA ZA TERMIKU OBRADUPOLUTRAJNIH MESNIH PROIZVODA

MAGISTARSKI RAD

Dennis Jankovich

Zagreb, studeni 2011.


2/124

SVEUILITE U ZAGREBU

FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

ISPITIVANJE KOMORA ZA TERMIKU OBRADUPOLUTRAJNIH MESNIH PROIZVODA

MAGISTARSKI RAD

Mentor :

Prof.dr.sc. Davor Zvizdi Dennis Jankovich, dipl.ing.str.

Zagreb, studeni 2011.


3/124

PODACI ZA BIBLIOGRAFSKU KARTICU

UDK : 664.9

Kljune rijei : Proces termike obrade polutrajnih mesnihproizvoda , ispitna termostatika komora ,metoda odzivnih povrina (RSM) , ispitnametodologija, norma IEC 60068-3-5, ispitno-mjerna linija , mjerni otporniki termometri,umjeravanje mjernih osjetila , stabilizacijatemperature , smetnje - poremeaji , zonakontrolirane temperature, mjerna pogreka,procjena mjerne nesigurnosti

Znanstveno podruje : TEHNIKE ZNANOSTI

Znanstveno polje : STROJARSTVO

Institucija u kojoj je rad izraen : " Gavrilovi " d.o.o. - Petrinja

Mentor rada : Dr.sc. Davor Zvizdi, red.prof.

Broj stranica : 105

Broj slika : 34

Broj tablica : 11

Broj koritenih bibliografskihjedinica : 18

Datum obrane :

Povjerenstvo :

1.) Dr.sc. Davor Zvizdi, red.prof. Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb

2.) Dr.sc. Lovorka Grgec Bermanec, doc. Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb

3.) Dr.sc. Damir Ili, red.prof. Fakultet elektrotehnike i raunarstva, Zagreb

Institucija u kojoj je rad pohranjen : - Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb

- " Gavrilovi " d.o.o. - Petrinja

I


4/124

S v e u i l i t e u Z a g r e b u

F a k u l t e t s t r o j a r s t v a i b r o d o g r a d n j ePoslijediplomski znanstveni studij

Smjer Procesno-energetski__________________________________________________________________________

Zagreb, 2011-11-08

Zadatak za magistarski rad

Kandidat: Dennis Jankovich, dipl. ing. stroj.

Naslov zadatka: Ispitivanje komora za termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda

Sadraj zadatka:

U ovom magistarskom radu istraiti e se, razviti i primijeniti postupak za ispitivanje svojstavatermostatiranih i hlaenih komora za termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda, koje se koriste utvornici "Gavrilovi" d.o.o. Petrinja. Glavne znaajke komora koje je potrebno ispitati su: prostornitemperaturni gradijenti u komorama, stalnost temperature u prostoru komore i dinamika zagrijanja ilihlaenja komore izmeu dvije temperaturne radne toke komore. Razvijeni postupci ispitivanja ipripadajua metodologija moraju biti primjenjivi za validaciju provedbe termike obrade polutrajnihmesnih proizvoda koji ukljuuju: mesne kobasice, salame, hrenovke, mortadele, patetu u crijevu idruge sline proizvode. Metodologija koja e se primijeniti treba obuhvatiti ispitivanje praznih kao iispitivanje djelomino i potpuno napunjenih komora s ciljem dobivanja spoznaja o utjecaju punjenjakomore na rezultate navedenih ispitivanja, a time i na postupke termike obrade polutrajnih mesnihproizvoda. Temperature termike obrade kreu se u podruju od +60 C do +78 C, a temperaturerashlaivanja proizvoda su u intervalu od +2 C do +5 C.

Cilj ovog rada je razvoj postupaka za uspostavljanje ispitne metodologije za komore za termikuobradu polutrajnih mesnih proizvoda, odnosno, njegova primjena za dobivanje relevantnih podatakaza provedbu i unapreenje postupka termike obrade, optimizacije i kontrole vrijednosti glavnihutjecajnih parametara kao to su: temperatura i trajanje obrade, brzina zagrijavanja ili hlaenja,ujednaenost temperature u radnom obujmu, utjecaj punjenja na parametre i postignute rezultatetermike obrade.

Eksperimentalno istraivanje treba ukljuiti: projektiranje i primjenu mjerne linije za praenjevrijednosti temperature procesa termike obrade i procesa rashlaivanja polutrajnih mesnihproizvoda. U mjernu liniju potrebno je ugraditi odgovarajue mjerne osjetnike.

Teorijsko istraivanje ukljuuje: prikupljanje dosadanjih spoznaja o postojeim procesima termikeobrade polutrajnih mesnih proizvoda, prikupljanje dokumentacije i spoznaja o metodologijamaispitivanja komora te procjenu mjerne nesigurnosti koja e kvantificirati pojedinani i ukupni utjecajsvih relevantnih utjecajnih imbenika na rezultate mjerenja.

Zadatak zadan: 18.11.2008.

Rad predan:

Mentor:

Prof. dr.sc. Davor Zvizdi

Predsjednik Odbora zaposlijediplomske studije:

Prof. dr.sc. Tomislav Filetin

Voditelj smjera:

Prof. dr.sc. Mladen Andrassy

II


5/124

ZAHVALA

Zahvaljujem se gdinu mentoru, prof. dr. sc. Davoru Zvizdiu, na maksimalnoj podrci,savjetima, korisnim raspravama i primjedbama, tijekom izrade ovog magistarskog rada.

Zahvaljujem se i mojem tehnikom direktoru, gdinu Mladenu Kirinu, ing. elek., koji je u

ime tvrtke "Gavrilovi", omoguio da dio svojeg radnog vremena izdvojim za izradu ovog

magistarskog rada.

Hvala kolegama Nevenu Lasiu i Milanu Ivankoviu iz Odjela "Elektroniari", na

nesebinoj pomoi i vremenu koje smo zajedniki utroili na brojne analize i rasprave, a kojesu rezultirale veom kvalitetom prikazanog istraivanja.

Posebno se zahvaljujem i kolegi Damiru Svobodi, ing. elek., elektro-energetskom

tehnologu iz Odjela "Tehnike slube", koji je, takoer, nesebino izdvojio znatan dio svojeg

slobodnog vremena i znanja za praktinu primjenu dobivenih mjernih rezultata ovog

istraivanja, unutar postojeeg procesa termike obrade polutrajnih mesnih proizvoda u

tvornici "Gavrilovi".

Na kraju, zahvaljujem se i svojoj obitelji na razumijevanju i cjelokupnoj potpori u

trenucima izrade ovog rada.

III


6/124

SADRAJ

BIBLIOGRAFSKA KARTICA ...........I

ZADATAK ......II

ZAHVALA ........III

SADRAJ ........IV - VII

POPIS SLIKA ......XIII - IX

POPIS TABLICA ........X

PREDGOVOR .......XI

SAETAK RADA ......XII

SUMMARY ......XIII

KLJUNE RIJEI ........XIV

KEYWORDS ......XV

POPIS OZNAKA .........XVI - XVII

1. UVOD ......1

1.1. POZADINA I DEFINICIJA PROBLEMA ........2

1.2. PRETPOSTAVKA ( HIPOTEZA ) RADA ........3

1.3. POLAZITE I PODRUJE ISTRAIVANJA .......3

1.4. OSNOVNI ZAHTJEV ZA PROCES TERMIKE OBRADEPOLUTRAJNIH MESNIH PROIZVODA ........4

2. DOSADANJE SPOZNAJE O PROCESU TERMIKE OBRADE .........4

2.1. RAZLOZI ZAMJENE STARIH KOMORA NOVIM......5

3. UVOENJE NOVE KOMORE U PROCES TERMIKE OBRADE .........6

3.1. KRATAK OPIS NOVE KOMORE .........6

3.2. KRATAK OPIS NOVOG DIMNOG GENERATORA ..........9

3.3. NOVI PROIZVODNI PROCESI ( FAZE RADA ) ...........9

3.4. TEHNIKI PODACI ZA NOVU KOMORU ......133.4.1. OPIS RADNIH MEDIJA .......13

3.4.2. GLAVNI RADNI MEDIJ SUHOZASIENA TEHNOLOKA PARA ......13

4. NOVI CENTRALNI RAUNALNO-UPRAVLJAKI SISTEM MC-3.1. .......14

4.1. TEHNIKI OPIS I KARAKTERISTIKE MC-3.1. ................................................................14

4.1.1. UPRAVLJAKA PLOA MC-3.1. ...........................................................................16

4.2. PROCESNI KODOVI RADNIH PROCESA ...........................................................................20

4.3. KONTROLA BADARENJE PT-100 OSJETILA ................................................................21

4.4. PARAMETRI REGULACIJE MC-3.1. ......23

4.5. DRANJE TAKTA REGULACIJE MC-3.1. .....24

IV


7/124

4.6. CENTRALNI RAUNALNI NADZORNI UPRAVLJAKI SUSTAV "MIPAS".......29

5. METODA ODZIVNIH POVRINA ( RSM ) ........30

5.1. OPENITO O METODI ......30

5.2. TEORETSKA OSNOVA METODA .....31

5.2.1. ODZIVNA POVRINA ......315.2.2. MATEMATIKE POSTAVKE METODE .......32

5.2.3. CENTRALNO-KOMPOZITNI ROTATABILNI PLAN POKUSA (CCD) ....33

5.3. SOFTWARE-SKI PAKET " DESIGN EXPERT " (DOE) ......36

5.3.1. OBRADA PODATAKA POMOU SOFTWARE-A ......36

5.3.2. PRIMJENJIVOST SOFTWARE-A U " OS WINDOWS " .....36

5.3.3. MOGUNOSTI SOFTWARE-A .....36

5.4. IZBOR I MEUSOBNA OVISNOST GLAVNIH UTJECAJNIH VELIINA ....37

5.5. DVOFAKTORSKI EKSPERIMENT .....39

5.5.1. IZVJETAJ O DVOFAKTORSKOM EKSPERIMENTU .....40

5.6. TROFAKTORSKI EKSPERIMENT .....45

5.6.1. IZVJETAJ O TROFAKTORSKOM EKSPERIMENTU .....46

5.7. ZAKLJUAK ....52

6. ISPITNA METODOLOGIJA ......54

6.1. OPIS ISPITNE METODOLOGIJE .....54

6.2. MJERENJE U USPOSTAVLJENOM OKOLIU KOMORE ......58

7. MJERNA NESIGURNOST ......59

7.1. POJAM MJERNE NESIGURNOSTI .....59

7.2. METODE NESIGURNOSTI ......60

7.3. DEFINICIJE ....60

7.4. KOMPONENTE NESIGURNOSTI .....61

7.5. ODREIVANJE NESIGURNOSTI TIPA A ....62

7.6. PROCJENA NESIGURNOSTI TIPA B ....63

7.7. PROCJENA NESIGURNOSTI IZ GRANINIH POGREAKA .....64

7.8. PRETVORBA PROIRENE NESIGURNOSTI U STANDARDNU NESIGURNOST....64

7.9. PARAMETRI KOJI DOPRINOSE MJERNOJ NESIGURNOSTI .....65

7.9.1. EFEKT ZRAENJA ......65

8. UVOENJE MEUNARODN NORME IEC 60068-3-5 .......66

8.1. OPENITO .....66

8.2. DEFINICIJE VANIH POJMOVA ......66

8.3. POSTUPAK MJERENJA U ISPITNIM KOMORAMA .......69

V


8/124

8.3.1. VANJSKI UTJECAJI NA UVJETE U ISPITNOJ KOMORI ......69

8.3.2. NAIN MJERENJA TEMPERATURE .....69

8.3.3. NAIN UGRADNJE TEMPERATURNIH OSJETILA .......69

8.3.4. UDIO TEMPERATURNE PROMJENE .....70

8.4. STANDARDNI ISPITNI POSTUPAK (SLIJED) ........71

8.5. KRAJNJI IZVJETAJ O SVOJSTVIMA ISPITNE KOMORE ......72

9. ISPITNO MJERNA LINIJA .......73

9.1. OPIS ISPITNO MJERNE LINIJE ......73

9.2. PC RAUNALO ........73

9.3. APLIKACIJA ZA MJERENJE i CENTRALNI NADZOR .......73

9.4. MRENI MULTIPLEKSOR CFP 1804 .....74

9.5. ULAZNO IZLAZNI MODUL ( KARTICA ) RTD 122 .......74

9.6. TEMPERATURNA MJERNA OSJETILA .....759.6.1. TEHNIKI PODACI OTPORNIKIH Pt-100 MJERNIH UBODNIH OSJETILA.........77

10. UMJERAVANJE MJERNIH OSJETILA .....78

10.1. OPIS POSTUPKA ........78

10.2. ZONA KONTROLIRANE TEMPERATURE ........79

10.3. ODREIVANJE POGREKE ISPITNO MJERNE LINIJE ......79

10.4. ANALIZA NESIGURNOSTI UMJERAVANJA ........79

11. STABILIZACIJA TEMPERATURE PROCESA TERMIKE OBRADE .....80

11.1. GRAFIKA METODA .......81

11.2. NAELO STABILNOSTI .......82

12. SMETNJE ( POREMEAJI ) VEZANI UZ KOMORU ......84

12.1. SMETNJE KAO POSLJEDICA UZORKA .....84

12.2. RAZLIKA PROIZALA IZ PROGRAMIRANE VRIJEDNOSTI (co) .........84

12.3. VRIJEME REGULACIJE .......86

12.4. NESTABILNO PREKORAENJE DOPUTENE TEMP. GRANICE .....86

13. PROCJENA MJERNE NESIGURNOSTI NOVOG POSTUPKA ......89

13.1. USPOSTAVA OKOLINIH UVJETA POMOU STATISTIKE METODE......90

13.1.1. SADRAJ ( ZNAENJE ) TESTA .....90

13.1.2. HIPOTEZA A ........91

13.1.3. HIPOTEZA B ........91

13.1.4. HIPOTEZA C ........9213.1.5. HIPOTEZA D ........92

13.2. PRORAUN MJERNE NESIGURNOSTI POVEZAN SA SREDNJOMVRIJEDNOSTI MJERNIH OSJETILA...92

VI


9/124

13.3. PRORAUN MJERNE NESIGURNOSTI POVEZAN SA SREDNJOMVRIJEDNOSTI SVIH MJERENJA (Xair) PARAMETARA IZMJERENIHU RADNOM VOLUMENU ISPITNE KOMORE.94

13.3.1. KOMPONENTE PROIRENE NESIGURNOSTI 94

13.3.2. PROIRENA NESIGURNOST POVEZANA S OPOM SREDNJOMVRIJEDNOSTI.95

13.3.2.1. PROMJENJIVOST KONTROLIRANE TEMPERATURE..95

14. ZAVRNA PROCJENA NOVE KOMORE ...97

15. ZAKLJUAK 98

16. POPIS LITERATURE ...99

17. IVOTOPIS ..101

18. CURRICULUM VITAE .102

19. PRILOG ..103

VII


10/124

POPIS SLIKA

SLIKA 1 Komora za termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda , tipa

proizvoa: "Maurer-AG" (Njemaka), tip: ASL 3641, s dimnimgeneratorom "Goliath-01", [3 ; str.7

SLIKA 2 Instalacija glavnog radnog medija tehnoloka suhozasiena para.,;[3 ; str.14

SLIKA 3 Upravljaka ploa centralnog raunalno-upravljakog sistema MC-3.1.,[3 ; str.17

SLIKA 4 Opis simbola na upravljakoj konzoli MC-3.1., [3 ; str.18

SLIKA 5 Histereze grijanje-ovlaivanje i hlaenje-odvlaivanje, [3 ; str.22

SLIKA 6 Dranje takta, [3 ; str.24

SLIKA 7 Derivacijski D-lan, [3 ; str.26

SLIKA 8 Previsoka i preniska vrijednost derivacijskog D-lana, [3 ; str.26

SLIKA 9 Integrirajui I-lan, [3 ; str.27

SLIKA 10 Poetak integracije, [3 ; str.28

SLIKA 11 Grafiki prikaz centralno-kompozitnog rotatabilnog plana, [4 ; str.34

SLIKA 12 Utjecajni parametri za dvofaktorski eksperiment. ; str.38

SLIKA 13 Utjecajni parametri za trofaktorski eksperiment. ; str.39

SLIKA 14 Ulazni i izlazni parametri za dvofaktorski eksperiment. ; str.39

SLIKA 15 Ulazni i izlazni parametri za trofaktorski eksperiment. ; str.45

SLIKA 16 Razmjetaj osjetila (senzora) u radnom prostoru ispitne komore, [11 ;str.55

SLIKA 17 Prostorni raspored 15 mjernih temperaturnih osjetila u radnomvolumenu ispitne komore. ; str.56

SLIKA 18 Prikaz radnog prostora ispitne komore, [9 ; str.67

SLIKA 19 Primjer temperaturnih razlika unutar radnog prostora komore, [9 ; str.68

SLIKA 20 Smjetaj minimalnog broja dodatnih temperaturnih osjetila zatermostat. komore volumena preko 2000 lit. (velika komora), [9 ; str.70

VIII


11/124

SLIKA 21 Udio temperaturne promjene za procese zagrijavanja i hlaenjaunutar termostatike ispitne komore, [9 ; str.71

SLIKA 22 Sonda otpornikog osjetila temperature. ; str.75

SLIKA 23 Karakteristika otpornikog Pt-100 osjetila temperature. ; str.76

SLIKA 24 Prikaz ispitno-mjerne linije. ; str.76

SLIKA 25 Prikaz procesa termike obrade proizvoda "Kranjska kobasica32" (15 mjernih temperaturnih osjetila). ; str.80

SLIKA 26 Prikaz poetka procesa stabilizacije za svako pojedinano mjernotemperaturno osjetilo (15 kom.). ; str.81

SLIKA 27 Prikaz kraja procesa stabilizacije za svako pojedinano mjerno

temperaturno osjetilo (15 kom.). ; str.82

SLIKA 28 Prikaz stabilizirane temperature procesa termike obrade (TTO) sodstupanjem vrijednosti temperature (TTO) od +/- 0,5 C. ; str.83

SLIKA 29 Stabilnost i maksimum stabilnosti toke unutar radnog volumenakomore, [3 ; str.83

SLIKA 30 Razlika proizala iz programirane vrijednosti i indicirane pogreke,[3 ;str.85

SLIKA 31 Promjena vrijednosti unutar parametra temperature u radnomvolumenu ispitne komore, [3 ; str.86

SLIKA 32 Prikaz poloaja temp. osjetila za radne volumene komora veihod 2 m3 i manjih ili jednakih 20 m3, [9 ; str.87

SLIKA 33 Vrijeme trajanja temperaturne promjene, [9; str.88

SLIKA 34 Promjenjivost kontrolne temperature u radnom volumenuispitne komore, [9 ; str.96

IX


12/124

POPIS TABLICA

TABLICA 1 Pregled radnih medija za novu komoru ASL 3641, [3. ; str.13

TABLICA 2 Glavne programske mogunosti MC-3.1. ; str.15

TABLICA 3 Tehniki podaci za centralni raunalno-upravljaki sistem MC.3.1.,[3 ; str.19

TABLICA 4 Procesni kodovi radnih procesa, [3 ; str.20

TABLICA 5 Parametri regulacije centralnog raunalno-upravljakog sistemaMC-3.1., [3 ; str.23

TABLICA 6 Pregled glavnih podruja i svih podpodruja software-skog paketaDesign Expert 7.1.6., [4 ; str.37

TABLICA 7 Vrijednosti utjecajnih parametara na proces termike obradepolutrajnih mesnih proizvoda za dvofaktorski eksperiment. ; str.103

TABLICA 8 Vrijednosti utjecajnih parametara na proces termike obradepolutrajnih mesnih proizvoda za trofaktorski eksperiment. ; str.104

TABLICA 9 Klasifikacija termostatikih komora, [9 ; str.68

TABLICA 10 Stabilizacija temperature procesa termike obrade (TTO) udijelu vremenskog intervala procesa termike obrade sodstupanjem vrijednosti temperature (TTO) od +/- 0,5 C .Izmjerene stvarne vrijednosti temperatura odnose se namjerna osjetila od rednog br.1 do rednog br.15. ; str.105

TABLICA 11 Rezultati zavrne procjene termostatike ispitne komore. ; str.97

X


13/124

PREDGOVOR

Ovaj magistarski rad dio je istraivakog rada, a potaknut je viegodinjim radom

autora na primjeni i razvoju novog postupka za ispitivanje svojstava termostatikih komora za

termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda u tvrtki "Gavrilovi" d.o.o. - Petrinja.

U uvjetima sveope svjetske globalizacije trita, prisutnost gavrilovievih polutrajnih

mesnih proizvoda na tritima SAD-a i Kanade, potrebe za udovoljenjem strogim normama,

standardima i propisima unutar zahtjevne anglo-amerike prehrambene industrije i popratnog

zakonodavstva, potrebno je uvesti i razraditi preciznu i potpunu metodologiju ispitnih

postupaka, koji moraju biti primjenjivi za validaciju provedbe procesa termike obrade

polutrajnih mesnih proizvoda poput raznih mesnih kobasica, salama, hrenovki, mortadela,

unki, pateta u crijevu i sl.

Tokom izrade ovog rada ispitivana je prazna, te djelomino i potpuno napunjena

termostatika komora, s ciljem dobivanja spoznaje o utjecaju napunjenostikomore na mjerne

rezultate dobivene u navedenim ispitivanjima, tj. dobiti to jasniju sliku takvog utjecaja na

sam proces termike obrade polutrajnih mesnih proizvoda.

Osnovni motivza izradu ovog rada posljedica je injenice da je postojea (uvrijeena,

iskustvena) ispitna metodologija, kako procesa termike obrade polutrajnih mesnih

proizvoda, tako i procesa hlaenja istih, odreena na temelju kontinuiranih eksperimentalnih

ispitivanja i iz njih dobivenih podataka (mjernih rezultata) u vremenskom periodu unatrag

posljednjih 30 godina, nezadovoljavajua, tj. ne osigurava vie zahtjevanu konkurentnost istih

na sveopem (globaliziranom) svjetskom tritu polutrajnih mesnih proizvoda.

U uvjetima globalizacije svjetskog prehrambenog trita, sve vei je broj polutrajnih

mesnih proizvoda koji su prilagoeni zahtjevima takvog trita, ivotni se vijek takvih

proizvoda neprestano poveava, sami proizvodi su sve zahtjevniji u svojoj nutricionistikoj

vrijednosti, a ukupno vrijeme potrebno da se takav proizvod pojavi na tritu neprekidno seskrauje.

U sprovedenom istraivanju, postojei postupak za ispitivanje svojstava termostatikih

i hlaenih komora za termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda, koriten je kao osnova

za razvoj potpuno nove metodologijeispitivanja spomenutih komora, a pomou koje e se u

potpunosti udovoljiti brzom odgovoru na bilo koji od zahtjeva samog naruitelja.

XI


14/124

SAETAK RADA

Provedeno istraivanje unutar ovog rada ima za cilj razvoj postupka zauspostavljanje

ispitne metodologije za termostatike komore za termiku obradu polutrajnih mesnih

proizvoda unutar tvrtke "Gavrilovi" d.o.o. - Petrinja. Spomenuta ispitna metodologija detaljno

procjenjuje kvalitetu radnog volumena unutar promatrane ispitne komore. Glavne utjecajne

veliine unutar komore koja se ispituje su : temperatura procesa termike obrade,

temperatura u geometrijskom centru proizvoda nakon hlaenja postupkom tuiranja, masa

pojedinanog proizvoda unutar pojedinane are, trajanje procesa termike obrade, stalnost

temperature termike obrade i procesa hlaenja proizvoda, prostorno-temperaturni gradijenti,

dinamika zagrijanja i hlaenja radnog volumena komore izmeu 2temperaturne radne toke,

mjerna nesigurnost i odstupanje stvarne vrijednosti od zadane vrijednosti temperature radne

toke unutar procesa termike obrade.

Kao posljedica mnogih uobiajenih tehnikih problema u praksi, u ovom radu je

obraena i analiza utjecajnih parametara metodom odzivnih povrina (RSM=Response

Surface Method), koja predstavlja izuzetno uinkovit i iroko primjenjiv alat za rjeavanje

istih. Pomou ove metode ininjeri mogu analizirati i pronai nepoznate odgovore (izlaze-

outpute) na temelju unaprijed poznatih ulaznih podataka (ulaza-inputa), a sama metoda ima

mogunost predvianja vjerojatnih ishoda i rangiranja razliitih utjecaja pojedinanihparametara.

Sprovedena ispitna metodologija opisana je i u skladu s uputom meunarodne norme

IEC 60068-3-5.

Meunarodna norma IEC 60068-3-5 govori o postupcima ispitivanja stanja

uspostavljenog okolia, te o klasifikaciji i metodama ispitivanja istog unutar termostatike

ispitne komore. Ovdje su definirani i svi vani pojmovi vezani uz termostatiku ispitnu

komoru, kao i vanjski utjecaji na uvjete uspostavljenog okolia unutar komore, nain mjerenjatemperature, nain ugradnje temperaturnih osjetila, udio temperaturne promjene, standardni

ispitni postupak i krajnji izvjetaj o svojstvima ispitne termostatike komore.

Zbog prethodno uvjetovanih i definiranih postupaka, parametara i zahtjevanih

ispitivanja, upotrebljavaju se termostatike ispitne komore koje mogu osigurati

zadovoljavajue kontrolirane uvjete uspostavljenog okolia unutar svojeg radnog volumena.

XII


15/124

SUMMARY

The aim of this thesis is to develop the procedure for the test methodology of

thermostatic chambers for thermal processing of meat products in Gavrilovic Company. Thetest methodology detaily has to estimate the quality of working space of the test chamber. In

the test chamber there are these main influential parameters : temperature of thermal

processing, temperature in geometrical centre of meat product after process cooling shower,

mass of individual meat product in the batch, time-duration of thermal processing,

temperature uniformity of thermal processing and cooling process of meat product, spatial-

temperature gradients, dynamics of warming and cooling of working space in chamber

between 2 temperature set points, measurement uncertainty and deviation of actual

temperature value from set temperature value of operating point in thermal processing.

As a result of many usual technical problems, the influent parameter analysis is

presented in the response surface method (RSM = Response Surface Method) in this work.

This method is efficiet and applicable technology tools for solving a lot of different technical

problems.

By this method engineers can analyse and find out a lot of unknown answers

(parameter-outputs) which are based on pre-known input data (parameter-inputs). This

method can predict a few likely solutions and classify different influences of each singular

parameter.

Conducted test methodology is described in accordance with the instruction of IEC

60068-3-5.

The international norm IEC 60068-3-5describes the classification, test methods and

procedure of testing of atmosphere conditions into working space of thermostatic test

chamber. In this norm are defined all the important terms related to the thermostatic test

chamber like: external influences which affect to the atmosphere conditions in the chamber,

the way of the temperature measuring and the way of the temperature sensors installing, the

range of temperature change, the standard test method and the final report of the

atmosphere conditions into the thermostatic test chamber.

Because of these requested procedures, parameters and defined possible tests, in

many situations we can use the thermostatic chambers which ensure the well- controlled

atmosphere conditions into its working space.

XIII


16/124

KLJUNE RIJEI

- proces termike obrade polutrajnih mesnih proizvoda, ispitna termostatika komora,

metoda odzivnih povrina (RSM), software-ski paket "Design Expert" (DOE),

2-faktorski eksperiment, 3-faktorski eksperiment, vrijeme trajanja procesa termike

obrade (tTO), temperatura procesa termike obrade (TTO), masa pojedinanog

proizvoda u ari (m), temperatura u geometrijskom centru proizvoda nakon hlaenja

postupkom tuiranja (TGC), vrijeme hlaenja proizvoda (tH), ispitna metodologija,

meunarodna norma IEC 60068-3-5, ispitno-mjerna linija, otporniki termometri,

umjeravanje temperaturnih osjetila, stabilizacija temperature, temperaturna mjerna

nesigurnost, stalnost temperature, prostorno-temperaturni gradijent, dinamika

zagrijanja i hlaenja izmeu 2 temperaturne radne toke, temperaturna radna toka,

radni volumen ispitne komore, utjecaj punjenja komore, optimizacija procesa, mjerna

pogreka, zona kontrolirane temperature, procjena temperaturne nesigurnosti (u)

XIV


17/124

KEYWORDS

- the thermal processing, thermostatic test chember, Response Surface Method (RSM),

Design Expert Software (DOE), 2-factors experiment, 3-factors experimen, the time-

duration of thermal processing (tTO), the temperature of thermal processing (TTO), the

mass of individual meat product (m), the temperature in geometrical centre of the meat

product after cooling shower process (TGC), cooling time of meat product (tH), the test

methodology, the international norm IEC 60068-3-5, the test-measurement line,

resistance thermometers, the calibration of temperature senzors, the temperature

stabilization, the temperature uncertainty, the temperature uniformity, spatial

temperature-induced gradients, the heating and cooling dynamics between 2

temperature setpoints, the temperature operating setpoint, the working space of test

chamber, the influence of loaded chamber, the optimalisation of process, the

measurement error, the zone of controlling temperature, the estimate of temperature

uncertainty (u)

XV


18/124

POPIS OZNAKA

Oznaka Naziv

TO proces termike obrade

ASL 3641 novoinstalirana termostatika komora

MC-3.1. centralni raunalno upravljaki sistem

MIPAS centralni nadzorni upravljaki sustav("Maurer Integrated Production and Administration System")

SP zadana temperaturna toka (Set Point)

RP poetna referentna temperaturna toka (Reference Point)

Xp podruje takta regulacije

Vrijeme trajanja taktnih perioda

D derivacijski lan

I integralni lan

RSM metoda odzivnih povrina ("Response Surface Method")

CCD centralno kompozitni rotatabilni plan pokusa

DOE software-ski paket "Design of Experiments"m masa pojedinanog polutrajnog mesnog proizvoda

TTO temperatura procesa termike obrade

TGC temperatura u geometrijskom centru proizvoda nakonpostupka hlaenja metodom tuiranja hladnom vodom

tTO vrijeme trajanja procesa termike obrade

2 izlazna vrijednost kofecijenta prijelaza topline

s eksperimentalna standardna deviacija

xji vrijednost i-tog mjerenja za j-to osjetilo

n broj ponovljenih mjerenja

N broj mjernih osjetila

u standardna mjerna nesigurnost

uc(y) sloena standardna nesigurnost

U proirena mjerna nesigurnost

k obuhvatni faktor

x aritmetika sredina

xi pojedinani mjerni rezultat

XVI


19/124

IEC 60068-3-5 meunarodna norma

CFP-1804 oznaka tipa mrenog multipleksora

RTD-122 oznaka tipa ulazno - izlaznog modula ( kartice )

STPV sanitarna topla potrona voda

co programirana vrijednost temperature u komori

air aritmetika sredina srednjih vrijednosti temperature poosjetilu za vrijeme trajanja mjerenja

co razlika proizala iz programirane vrijednosti

in srednja temperatura okolia

in razlika izmeu in i air

SS varianca

mi "stvarna" srednja vrijednost temperature unutar vremenskogintervala (i)

i2 "stvarna" varianca temperature u vremenskom intervalu (i)

ix procjena srednje vrijednosti (mi)

2

i procjena variance (SS)

i2 sensor poznata varianca osjetila i mjernog sistema (u uvjetima

ponovljivosti) povezana sa serijom mjernih rezultata

sR standardna deviacija reproduciranjaair

x srednja vrijednost svih mjerenja (opa srednja vrijednost)

/RPt prosjean udio porasta temperature u poetnoj-referentnojtoki RP (Reference Point) unutar ispitne komore

RPt maksimalno prostorno odstupanje u referentnoj tokiRP (Reference Point) unutar ispitne komore

Ct maksimalni prostorno-uzduni temperaturni gradijent kroz

radni volumen ispitne komore

t maksimalna nestabilnost temperature za toku ),( iti koja

odraava kvalitetu temperaturnog regulacijskog kruga

SPDt razlika (odstupanje) deviacije temperature RP (Reference

Point) od vrijednosti zadane toke SP (Set Point)

XVII


20/124

Magistarski rad Ispitivanje komora za termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda

1. UVOD

Ispitna termostatika komora s kontroliranim temperaturnim uvjetima esto je prisutna

unutar raznih proizvodnih pogona i ispitnih laboratorija u brani prehrambene industrije, a

upotrebljava se i za razne izotermike postupke i istraivanja u razvoju materijala i aparature,

te za kalibraciju osjetila temperature. Zbog svega prethodnog, ova je komora kao dio

osiguranja kontrole kvalitete same za sebe predmet procjene.

U ovom radu prikazan je razvijeni postupak ispitivanja i pripadajua metodologija za

validaciju provedbe procesa termike obrade polutrajnih mesnih proizvoda (mesne kobasice,

salame, hrenovke, mortadele, patete u crijevu) za ispitnu termostatiku komoru u tvornici"Gavrilovi" d.o.o.-Petrinja.

Prikazana ispitna metodologija obuhvaa ispitivanje prazne, te djelomino i potpuno

napunjene ispitne komore s ciljem dobivanja spoznaje o utjecaju punjenja komore na

rezultate navedenih ispitivanja.

Glavne znaajke spomenute komore koje je potrebno ispitati su sljedei :

- prostorni-temperaturni gradijenti unutar prostora ispitne komore- stalnost temperature unutar prostora ispitne komore i

- dinamika zagrijanja ili hlaenja ispitne komore izmeu 2 temperaturneradne toke

Vrijednosti temperatura procesa termike obrade polutrajnih mesnih proizvoda za

svaki su pojedinani proizvod razliite i kreu se u intervalu od +60C do +78C, dok su

vrijednosti temperatura rashlaivanja istih unutar intervala od +2C do +5C.

Cilj svega je razvoj postupka za uspostavljanje ispitne metodologije za komoru za

termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda, odnosno, njegova primjena za dobivanje svih

relevantnih podataka za provedbu i unapreenje procesa termike obrade, optimizacije i

kontrole vrijednosti glavnih utjecajnih parametara kao to su :

- temperatura procesa termike obrade (TO)

- trajanje procesa termike obrade (TO)

- brzina zagrijavanja i hlaenja proizvoda

- ujednaenost temperature u radnom volumenu komore i

- utjecaj punjenja na parametre i postignute rezultate procesa TO

1


21/124


- Sprovedeno eksperimentalno istraivanje ukljuuje sljedee :

a) Projektiranje i primjenu mjerne linije za praenje vrijednosti temperatureprocesa termike obrade i procesa rashlaivanja polutrajnih mesnihproizvoda.

b) Odgovarajua mjerna osjetila ugraena u mjernu liniju.

- Sprovedeno teoretsko istraivanje ukljuuje sljedee :

a) Prikupljene dosadanje spoznaje o postojeim procesima termikeobrade polutrajnih mesnih proizvoda u tvornici Gavrilovi

b) Prikupljenu postojeu dokumentaciju i spoznaje o dosadanjimmetodologijama ispitivanja komora

c) Procjenu mjerne nesigurnosti koja kvantificira pojedinani i ukupni utjecajsvih relevantnih utjecajnih imbenika na rezultate mjerenja

Prethodno reeno navodi na zakljuak da procjena ispitnih komora nije jednostavan

postupak, tj. ona zahtijeva opsena i vremenski dugotrajna ispitna mjerenja, dok je sam

postupak procjene mjerne nesigurnosti i dalje otvoren za diskusiju.

1.1. POZADINA I DEFINICIJA PROBLEMA

Pozadina ovog problema obuhvaa vanost ouvanja postojeih pripadajuih

mehanikih svojstava koritenih ovitaka i crijeva, kao i kvalitetne raspodjele (to manja

poroznost) mase punjenja polutrajnih mesnih proizvoda, nakon postupka termike obrade

(TO), a proizalih iz utjecaja napunjenosti promatrane komore finalnim proizvodima i

postojee dinamike procesa zagrijavanja, odnosno, hlaenja polutrajnih mesnih proizvoda.

Tijekom Domovinskog rata (vremenski period 1991.-1995. god.), dolazi do nestrune

uporabe i odravanja postojeih (starih) komora za termiku obradu polutrajnih mesnihproizvoda, to se u periodu nakon osloboenja grada Petrinje negativno odrazilo na kvalitetu

provoenja procesa termike obrade finalnih-polutrajnih mesnih proizvoda. Zbog spomenutih

razloga, kao i zbog dotrajalosti i oteenja spomenutih komora, pristupilo se zamjeni istih

(proizvoa: "Atmos", Njemaka), novim komorama proizvoaa "Maurer-AG" (Njemaka),

tipa ASL 3641, s dimnim generatorom tipa Goliath-01. Ova zamjena bila je neophodna, iz

razloga prisutnosti gavrilovievih polutrajnih mesnih proizvoda na sve zahtjevnijim

prehrambenim tritima SAD-a i Kanade, a unutar kojih se moralo udovoljiti strogim anglo-amerikim normama i propisima.

2


22/124


Da bi se prethodno reeno postiglo, potrebno je pristupiti sveobuhvatnim prepravkama

postojeih regulacijskih i mjernih sistema na 8novoinstaliranih komora za termiku obradu

polutrajnih mesnih proizvoda, jer postojei regulacijski i mjerni sistemi komora ne

zadovoljavaju u potpunosti novopostavljene uvjete, kako europskog, tako i anglo-amerikog

prehrambenog trita.

Takoer, iskustveno se uvidjelo da je potrebno i korjenito unapreenje postojeeg

tehnolokog procesa termike obrade gavrilovievih polutrajnih mesnih proizvoda.

1.2. PRETPOSTAVKA ( HIPOTEZA ) RADA

Prema literaturi [1] pretpostavka (hipoteza) ovog znanstveno-istraivakog rada je ta

da se u konanici, pomou razvijenog ispitnog postupka novouspostavljene ispitnemetodologije, modelira eljeni proces za validaciju provedbe procesa termike obrade

polutrajnih mesnih proizvoda.

Povezivanje svega prethodno spomenutog s onim buduim, trebalo bi razviti i

integriranu okolinu za razvoj zahtjevanog postojeeg ili novog proizvoda unutar pripadajueg

okruenja.

1.3. POLAZITE I PODRUJE ISTRAIVANJA

Osnovno polazite, koje je ujedno i glavni razlog zamjene svih postojeih "Atmos"

komora za termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda, je :

1.) Postojee komore za termiku obradu po svojoj su izvedbi i geometriji zastarjele i nemogu vie adekvatno pratiti kontinuirano poveanje zahtjevane proizvodnje.

2.) Poveana proizvodnja diktirana je novim europskim i anglo-amerikim normama istandardima, a propisana je unutar prehrambenog trita polutrajnih mesnihproizvoda.

3.) Zastarjelost regulacije postojeih komora (regulacija uvedena davne 1973. godine)omoguuje iskljuivo runo podeavanje svih vanijih teh. parametara.

4.) Uestalost pojave volumenske deformacije oblika proizvoda (vie vrsta polutrajnihsalama, jeger, ajna pateta u crijevu, hrenovke i sl.) poprimila je izuzetno ozbiljan izabrinjavajui karakter.

5.) Nepoeljan proces dinamike hlaenja polutrajnih mesnih proizvoda, nakon procesa

termike obrade, uzrokuje neeljeno smanjenje mehanikih svojstava ovitaka i crijeva(razne plastine deformacije i puknua), kao i lou kvalitetu raspodjele (velikaporoznost) mase punjenja gotovo svih polutrajnih mesnih proizvoda.

3


23/124


Poveanje zahtjeva na svjetskom prehrambenom tritu uzrokuje i odreenu

posljedicu unutar samog proizvodnog procesa. Do danas nije dokazano da bilo koja vrsta

proizvodnog procesa ovakvog tipa hrane, osim serijskog naina proizvodnje, moe ukupan

proizvodni proces uiniti znaajnije uinkovitijim. Upravo iz tog razloga, namee se i

zakljuak, da se s poveanjem zahtjeva vezanih uz serijsku proizvodnju nekog odreenog

polutrajnog mesnog proizvoda, proizvodni proces poduzea kao to je "Gavrilovi", mora

imati znaajke moderne serijske proizvodnje.

Prethodno reenim, ulazi se i u pojedinanu specifinost sasvim odreenog podruja

rada, tj. u ovom sluaju rije je o razvoju ispitnog postupka zauspostavljanje pripadajue

ispitne metodologije za validaciju provedbe promatranog procesa termike obrade polutrajnih

mesnih proizvoda.

1.4. OSNOVNI ZAHTJEV ZA PROCES TERMIKE OBRADE ( TO )POLUTRAJNIH MESNIH PROIZVODA

Reimi procesa termike obrade (TO) polutrajnih kobasica, u hermetiki zatvorenoj

ambalai, definirani su na temelju uinka unitavanja mikroorganizama osjetljivih na relativno

niske temperature, koje se postiu u geometrijskom centru takvog proizvoda. Unitavanje

mikroorganizama vri se toplinom tako da se u geometrijskom centru proizvoda postignetemperatura od cca +70C.

Termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda mogu preivjeti sporogene bakterije,

dok se unitavaju vegetativni oblici mikroorganizama, pa stoga polutrajni mesni proizvodi

imaju svoju ogranienu trajnost i moraju se skladititi u hlaenim prostorima na temperaturi

od 0C do +4 C. Time se potpuno sprijeava ili maksimalno usporava rast i razvoj takovih

mikroorganizama.

Prema literaturnim, strunim i iskustvenim saznanjima, te na temelju pra

enja

mikrobiolokih pokazatelja, a prema literaturi [2], uz ispunjenje svih zahtjeva termike obrade

polutrajnih mesnih proizvoda, maksimalna trajnost proizvoda postie se iskljuivo

skladitenjem na propisanoj temperaturi od 0C do + 4 C .

2. DOSADANJE SPOZNAJE O PROCESU TERMIKE OBRADE

U tvrtki "Gavrilovi" d.o.o. Petrinja, unutar Odjela "Termika obrada kobasica",

tijekom 2001. godine, dolo je do zamjene 8postojeih (starih) komora za termiku obradu

polutrajnih mesnih proizvoda (proizv.: "Atmos", Njemaka) sa 8 novih termostatikih komora

4


24/124


(proizv.: "Maurer-AG", Njemaka), a iste se godine zapoelo i sa zamjenom stare

automatske regulacije novom.

2.1. RAZLOZI ZAMJENE STARIH KOMORA NOVIM

Glavni razlozi zamjene svih starih komora bili su zastarjelost u geometriji izvedbe i

nemogunost kontinuiranog praenja poveanja proizvodnje koja je u dananje vrijeme

diktirana novim europskim i svjetskim zahtjevima i odnosima na tritu polutrajnih mesnih

proizvoda.

Zidovi starih komora nisu bili obloeni prokromskim limom, ve su bili nainjeni od

obine opeke na kojima se nalazio samo sloj buke sa zatitnim premazom protiv vlage. Na

podovima komora nisu bile specijalne ploice koje se koriste u dananjoj prehrambenoj

industriji, ve su to bili betonski podovi kanalnog tipa s gornjim drvenim pokrovom.

Takoer, jedan od izuzetno vanih faktora zamjene starih komora novim jest i

zastarjelost regulacije dotinih komora, koja je uvedena jo davne 1973. godine i koja je

omoguavala samo runo podeavanje vremena otvaranja i zatvaranja servo-motornih

ventila (grijanje i hlaenje). Elektronike komponente (tranzistori, kondenzatori, otpornici)

zbog svoje velike zastarjelosti neprekidno su se kvarile i gotovo kontinuirano gubile radnu

funkciju. Kroz postojee stare limene zrane kanale, ventilatorima se transportirao i ubacivaou komore temperirani zrak. Temperatura takvog zraka odravala se pomou 2 cijevna

izmjenjivaa topline (tzv. "cijevna zmija") ZRAKPARA (za grijanje zraka) i ZRAKGLIKOL

(za hlaenje zraka). Kod temperaturne pripreme zraka, pojavljivali su su i veliki problemi

nestabilnosti zadane vrijednosti potrebne radne temperature, unutar svake pojedine komore,

zbog nepravilnog rada 2 servo-motorna ventila za odravanje zadane radne temperature

(1 ventil je sluio za zagrijavanje zraka, a 2. za hlaenje zraka).

Upravo zbog svih tih razloga, uestalost pojave volumenske deformacije oblikaproizvoda (mesne kobasice, salame, hrenovke, mortadele, patete u crijevu) poprimila je

izuzetno ozbiljan i zabrinjavajui karakter.

Iz svega prethodno spomenutog, vidljivo je, da postojei stari sistem izvedbe i

regulacije komora u potpunosti nije zadovoljavao precizno odravanje vrijednosti glavnog

zadanog radnog parametra, tj. radne temperature procesa termike obrade TO.

U svim postojeim komorama bili su ugraeni stari "Hartmann-Brown-ovi" regulatori

temperature zraka. Parametre vremenskog otvaranja i zatvaranja servo-motornih i

elektromagnetskih ventila za grijanje i hlaenje zraka podeavalo se iskljuivo runo. U

samim elektro-ormarima svih komora bili su postavljeni "Phillips"- ovi pretvarai signala, koji

5


25/124


su potom omske signale pretvarali u elektrine izlazne impulse. Na postojea dva Pt-100

osjetila, od kojih je jedno dvostruko, dovodilo se informacije o stanju temperature zraka

unutar svake komore. Ti stari pretvarai signalapretvarali su postojee omske signale, te ih

dalje prosljeivali do tzv. starih "Hartmann-Brown-ovih" regulatora. Unutar komora bila su

postavljena i stara-troma Pt-100 osjetila, koja nisu dovoljno brzo registrirala promjene

temperature zraka u dotinim komorama.

"Phillips"-ovi stari pretvarai signala bili su, takoer, zbog svoje zastarjelosti spori i

skloni pogrekama u samom procesu pretvaranja.

Stari "Hartmann-Brown-ovi" regulatori temperature zraka bili su, zbog dugotrajnog

runog podeavanja, u potpunosti "ratimani" i nepodeeni, tj. bili su skloni pogreci

("laganju") u procesu regulacije temperature u rasponu od 2-5%.

To je bio osnovni pokazatelj da dotini regulatori vie uope, niti priblino, ne

zadovoljavaju nametnute uvjete regulacije zadane radne temperature zraka, unutar bilo koje

postojee komore za termiku obradu.

3. UVOENJE NOVE KOMORE U PROCES TERMIKE OBRADE

3.1. KRATAK OPIS NOVE KOMORE

Novoinstalirana termostatika komora za termiku obradu polutrajnih mesnih

proizvoda, proizvoaa "Maurer-AG" (Njemaka), tipa ASL 3641, s dimnim generatorom

"Goliath-01", prema literaturi [3], postrojenje je s funkcijama dimljenja, kuhanja, suenja,

aenja, prenja, grijanja i peenja svih vrsta polutrajnih mesnih proizvoda, te je instalirana u

proizvodnom pogonu tvrtke "Gavrilovi" tijekom 2010. godine.

Prostor obrade dimnog postrojenja s pripadajuim priborom, slui za preuzimanje

maksimalno 4 kolica ispunjenih polutrajnim mesnim proizvodima. Odsisni ventilator slui za

odsisavanje oienog dimnog plina iz prostora za obradu. Odsisni vodovi su cjevni spoj

izmeu prostora za obradu i odsisnog dimnjaka, dok je odsisni dimnjak spoj izmeu odsisnih

vodova i atmosfere. Grijanjeprostora obrade vri se suhozasienom parom tlaka 5bara, koja

slui za postizanje eljene temperature razliitih radnih reima unutar procesa termike

obrade.

Ulazni materijal koji se upotrebljava za proces dimljenja iskljuivo je piljevina

(podruje veliine estica je od 0,1 do 3 mm, u ravnomjernoj raspodjeli). Piljevina mora biti

navlaena (mora imati vlanost zemlje), i biti toliko vlana da se u ruci moe stisnuti u grudu

koja se ne rasipa. Potrebno je izbjegavati uporabu premokrog materijala za dimljenje.

6


26/124


Za piljevinu, koja se kupuje u plastinim vreama i vrlo je suha , treba na cca 25 kg

upotrijebiti 15-20 litara vode (koliina upotrebljene vode najvie ovisi o finoi estica

piljevine). Nekoliko sati prije uporabe, potrebno je mijeati tzv. "dimni materijal" u koritu za

mijeanje, da bi vlaga kroz piljevinu bila ravnomjerno "provuena". Topla voda znatno

pospjeuje ovaj postupak.

U izoliranom kuitu (1), s prostorom obrade (2), u gornjem dijelu, nalaze se optoni

ventilator(3), s elektromotorom (4), lim za raspodjelu zraka (5) i grijanja (6) (grijanje moe biti

elektro, plinsko, uljno, suhozasienom-niskotlanom parom, toplim uljem ili visokotlanom

toplom vodom), dok je ispod toga postavljen lim za hvatanje oroenja (7).

Potrebna koliina svjeeg zraka usisava se preko uvodne cijevi ulaznog zraka (8), s

pneumatski upravljanom prstenastom razdvojnom zaklopkom (9). Preko dimnog cjevovoda

( 10 ) s identino pneumatski upravljanom prstenastom razdvojnom zaklopkom (45),

dovodi se u postrojenje po potrebi (za vrijeme programa dimljenja) dim iz smjera generatora

dima. U gornjem dijelu kuita (1) nalazi se odvodna cijev za odvod zraka (12), s pneumatski

upravljanom prstenastom razdvojnom zaklopkom (13), dok se na kraju nalazi odsisni vod

(14) s puhalom odvodnog zraka (15).

SLIKA 1 : Komora za termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda ,Proizvoa : " Maurer - AG " ( Njemaka ) , tip: ASL 364 ,s dimnim generatorom "Goliath-01".

7


27/124


gdje je :

1 Izolirano kuite komore

2 Prostor obrade komore ( = radni volumen komore )

3 Optoni ventilator

4 Elektromotor optonog ventilatora

5 Lim za podjelu zraka

6 Grijanje

7 Lim za hvatanje oroenja

8 Uvodna cijev ulaznog zraka

9 Pneumatski upravljana prstenasta razdvojna sklopka

10 Dimni cjevovod

11 Dimni generator tipa Goliath-01 ( proizvoa : " Maurer AG " )

12 Odvodna cijev za odvod zraka

13 Pneumatski upravljana prstenasta razdvojna sklopka

14 Odsisni vod

15 Puhalo odvodnog zraka

26 Kuite za tinjanje

27 Priuvni spremnik

28 Priuvni materijal za dimljenje ( piljevina )

29 Poklopac priuvnog spremnika

30 Cijev za punjenje priuvnog spremnika

31 Visoko podesiva maneta

32 Ploa za tinjanje

33 Ploa za odvajanje sa klinovima

34 Motor - reduktor

35 Okvir za mijeanje

36 Elektrini tapni grija

37 Osovina za mijeanje38 Puhalo struje zraka

39 Cjevovod za raspirivanje tinjajueg dima

40 Runo podesiva ( regulirana ) zaklopka

41 Hvata pepela

42 Spremnik kondenzata

43 Priguna zaklopka

44 Termostat na izlaznoj tucni dimnog generatora

45 Pneumatski upravljana prstenasta razdvojna sklopka46 Odvod kondenzata

47 Ureaj za gaenje

8


28/124


3.2. KRATAK OPIS NOVOG DIMNOG GENERATORA

Dimni generator (11) sastoji se od kuita za tinjanje (26) za proizvodnju dima, od

priuvnog spremnika (27) s lijevkom za punjenje, odnosno, za primanje priuvnog materijalaza dimljenje (28) , kao i pripadajueg poklopca (29) . Na donjem kraju

priuvnog spremnika materijala nalazi se cijev za punjenje (30), s visoko podesivom

manetom (31) koja slui za podeavanje priuvne koliine piljevinskog brana na plou za

tinjanje (32). Kuite za tinjanje podijeljeno je preko ploe za odvajanje klinovima (33) za

ogranienje tinjajue povrine u dvije polovice. Osovina za mijeanje (37), s okvirima za

mijeanje (35), a koji su smjeteni na razliitim visinama, pogonjena je preko motor-reduktora

(34) i slui za dopremu materijala za dimljenje do mjesta tinjanja. Pomak materijala za

dimljenje odvija se u podeenim taktovima. Na ploi za tinjanje ugraen je i elektrini tapni

grija(36) za predpaljenje materijala za dimljenje.

Za proizvodnju dima dovodi se struja zraka dimnom generatoru pomou puhala (38) i

cjevovoda za raspirivanje (39) runo-podesivom zaklopkom (40). Struja zraka dijelom slui

kao zrak za tinjanje za proizvodnju dima, a dijelom kao zrak za transport proizvedenog dima

od dimnog generatora kroz dimni cjevovod (10) do same komore. Svjee proizvedeni dim

vodi se u dimnom generatoru preko hvataa pepela (41) u kojem se odvajaju (unutar dima)

letee estice pepela. Protona koliina zraka za tinjanje i transport dima kroz dimni

generator podeava se pomou runo-regulirane zaklopke (40) u cjevovodu za raspirivanje

(39), a dodatno se podeava prigunom zaklopkom (43) u dimnom cjevovodu (10).

Podeavanje bi trebalo vriti struno osoblje, koje i mehaniki zakljuava (zabravljuje).

Termostat (44) na izlaznom umetku (tucni) dimnog generatora, pri nedoputenom

prekoraenju temperature, automatski ukljuuje ureaj za gaenje (47), koji potom prska

vodu u kuite za tinjanje. Dimni cjevovod ima ispred svog ulaza u dimni generator odvod

kondenzata (46), koji zavrava u spremniku kondenzata (42) vodenim zatvaraem.

3.3. NOVI PROIZVODNI PROCESI ( FAZE RADA )

a) Proces grijanja / crvenjenja :

Nova komora za termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda radi zatvoreno, sa

tono odreenom koliinom zraka u optoku. Proizvodi koji se termiki obrauju zagrijavaju se

ravnomjerno zbog poetka procesa crvenjenja mesne smjese. U ovom stadiju nikakvekoliine zraka se ne dovode niti odvode polutrajnim mesnim proizvodima.

9


29/124


b) Proces vrenja / prenja / peenja :

Nova komora za termiku obradu radi zatvoreno u pogonu s optonim zrakom.

Proizvodi koji se tako termiki obrauju zagrijavaju se ravnomjerno, a potom zapoinje

proces vrenja, prenja ili peenja, odnosno, otopljenja i zagrijavanja proizvoda. U ovom se

stadiju nikakve koliine zraka se stavljaju u opticaj. Komora radi u pogonu svjei zrak

otpadni zrak. Koliine svjeeg zraka predaju se (odvode se) preko odsisnih vodova u

slobodni prostor (atmosferu). Proces je bez ikakve emisije.

c) Proces suenja :

Proces suenja odvija se u otvorenom sistemu. Suenje proizvoda provodi se u

pogonu svjei zrakotpadni zrak. Pri otvorenim zaklopkama za svjei zrak, usisno-suho-

svjei zrak dolazit kroz opticajni sistem u doticaj s proizvodima, a nakon to iz njih preuzme

vlagu, odvodi se pomou odsisnog ventilatora u slobodni prostor (atmosferu). Iz komore se

zrakom ne emitiraju nikakve strane tvari.

d) Proces dimljenja :

Proces dimljenja odvija se dovoenjem svjeeg zraka u otvorenom pogonu propuha.

Za proizvodnju dima postavlja se poseban dimni generator tipa Goliath-01. Razvijanje dima

slijedi kroz kontrolirano tinjanje piljevine. Za vrijeme procesa dimljenja nastaje prisilno

emisijsko-volumsko strujanje. Ova struja otpadnog dima odvodi se u slobodni prostor

(atmosferu).

e) Proces pranjenja :

Kod procesa pranjenja, iz komore se odsisava (s dimom) i atmosfera obrade. Proces

pranjenja odvija se dovoenjem svjeeg zraka preko otvorene zaklopke za svjei zrak.

Dimni generator je tada izvan pogona. Nakon dimljenja, u komori se preostali otpadni

volumen dima odsisava pomou puhala, a preko dovodnog voda odvodi u slobodni prostor

(atmosferu).

f) Proces kuhanja :Proces kuhanja odvija se pri zatvorenoj komori, u pogonu sa zrakom u optoku, pod

atmosferom suhozasienom parom tlaka 0,8bara. Pri tome se para unutar komore proizvodi

vlastitim generatorom pare ili se u komoru dovodi svjea vanjska niskotlana-suhozasiena

para. Tada otpadni kondenzat nije oneien i odvodi se u pogonski sistem otpadne vode

(sistem povrata kondenzata). Vrua para, nastala od parne atmosfere i povienja

temperature, odvodi se preko odvodnog zranog voda u slobodni prostor (atmosferu).

10


30/124


g) Proces ispiranja :

Pri procesu ispiranja, proizvodi se hlade putem taktnog dodavanja svjee vode.

Dodavanje se odvija preko instaliranog sistema mlaznica (tzv. "tuiranje"), koje su instalirane

u prostoru obrade (radnom volumenu). Otpadna voda od ispiranja nije oneiena i odvodi se

u pogonski sistem otpadne vode (kanalizaciju).

h) Proces ienja :

ienje komore odvija se fiksno, pomou instaliranog ureaja za ienje, tj. pomou

smjese sredstava za ienje i vode, a uz pomo sistema mlaznica i cijevnih vodova, koji su

instalirani u samom prostoru obrade. Unoenje otopine za pranje (voda i koncentrat sredstva

za ienje) izvodi se pomou komprimiranog zraka iz stacionarnog priuvnog spremnika ili

iz pokretnog priuvnog spremnika koji je opremljen pumpom.

i) Novorazvijeni postupak " Delta kuhanje " :

Da bi se omoguio poseban proces tzv. naroito tedljivog kuhanja, s vrlo malim

gubljenjem teine samog proizvoda, razvijen je postupak tzv. " Delta-kuhanja ".

Sve do sada, dobivani su relativno dobri rezultati postojeim postupkom tzv. "Stupnjevitog

kuhanja", a koje se postie u viekratnim procesima kuhanja, u redosljedu jedno za drugim, s

razliitim temperaturnim stupnjevima.

Kod novorazvijenog postupka " Delta-kuhanja ", programirat se samo 1 korak, kojim

se za promatrani proizvod, u procesu kuhanja, unutar komore, pronalazi najpovoljnija radna

temperatura pomou postavljenog matamatikog modela putem centralnog-raunalnog

sistema (raunala) MC-3.1.

Spomenuti centralni-raunalni sistem MC-3.1. odreuje najpovoljniju zahtjevanu radnu

temperaturu procesa, u ovisnosti o rastuoj temperaturi jezgre proizvoda, u tijeku procesa

termike obrade. Ovako izraunata (dobivena) radna temperatura procesa kontinuirano se

rasporeuje unutar radnog volumena promatrane ispitne komore.

j) Postupak " Delta T " :

" Delta T postupak " je postupak koji je jednosmjerno (direktno) dodijeljen

procesnom kodu "Delta-kuhanje". Procesni kod "Delta-kuhanje" uvijek iziskuje da se

prethodno namjesti samo 1 pripremni korak (u pravilu "Kuhanje L" - polako, odnosno,

"Kuhanje S" - brzo). Razlog tome je da stvarne vrijednosti radne temperature procesa i

temperature jezgre proizvoda, na poetku koraka procesnog koda "Delta-kuhanje", slue kao

poetne toke za razvoj radne temperature cjelokupnog procesa, odnosno, temperature

jezgre proizvoda.

11


31/124


Pripremni korakobavezno mora biti proveden s modom rada "Temperatura jezgre

upravljanje", ime se unutar odreenog vremena utvruju poetne vrijednosti radne

temperature procesa i temperature jezgre proizvoda.

- Prethodno reeno znai da se "Delta-proces"odreuje s 4 vrijednosti temperature :

1.) Poetna stvarna vrijednost radne temperature procesa termike obrade

2.) Poetna stvarna vrijednost temperature jezgre unutar proizvoda

3.) Radna temperatura procesa termike obrade Traena vrijednost

4.) Temperatura jezgre unutar proizvoda Traena vrijednost

Poetna-stvarna vrijednost radne temperature procesa i temperature jezgre unutar

proizvoda, odreuju se kroz prethodno spomenuti pripremni korak , pri emu je naroito

vana razlika izmeu obje temperature [(1)(2)] , a kroz koju e biti odreena i brzina, tj.

trajanje "Delta-procesa".

Traena radna temperatura procesa termike obrade ne smije biti postavljena

previsoko (nia temperatura uvjetuje krae vrijeme trajanja procesa), jer previsoko

namjetena vrijednost, posebno u zavrnoj fazi procesa kuhanja, sigurno e tetno utjecati

na stanje i kvalitetu vanjske povrine ovitka ili crijeva proizvoda, odnosno, rubne zone mesne

smjese proizvoda koji se trenutno termiki obrauje unutar komore.

Traena temperatura jezgre unutar proizvoda zadaje se za svaki proizvod unaprijed izasebno, te predstavlja referencu za kvalitetu proizvoda, tj. predstavlja tzv. " optimalno

kuhano stanje " , a s njim i optimalno postignutu termodinamiku postojanost samog

proizvoda.

Pri programiranju koda "Delta-kuhanje" posebno treba paziti da se ne zada

neprikladno vrijeme, jer e u tom sluaju prenoenje stvarne vrijednosti temperature

jezgre proizvoda biti prisilno. Spomenuti korak mora se ostvariti putem moda rada

"Temperatura jezgre upravljanje". Da bi se po elji oblikovalo procesno-tehniki mod rada,tijekom procesa termike obrade, unutar promatrane komore, mogue je provesti i vie

koraka jedan za drugim. Od izuzetne je vanosti da poetna stvarna vrijednost radne

temperature procesa termike obrade i njezina stvarna vrijednost , uvijek budu vie od

pripadajue vrijednosti temperature jezgre unutar proizvoda. Ove se vrijednosti ne smiju

preklapati.

Spomenutim postupkom, uestalost pojave volumenske deformacije oblika proizvoda i

loa kvaliteta raspodjele (poroznost) mase punjenja polutrajnih mesnih proizvoda, sveste

se na minimum i nee vie poprimati neeljeni karakter.

12


32/124


3.4. TEHNIKI PODACI ZA NOVU KOMORU

- Geometrijske unutarnje dimenzije isp. komore tipa ASL 3641 (duina x irina x visina)

iznose : D x x V = 420 cm x 130 cm x 210 cm

- Iz prethodnog proizlaze unutarnji volumen i masa ispitne komore :

VUN= 11 466 litara 11,47 m3 (2 m3 VUN 20 m3 Velika komora )m = 3200 kg

- Minimalna udaljenost Pt-100 osjetila od stijenke ispitne komore je :

X = 150 mm

3.4.1. OPIS RADNIH MEDIJA

U komori za termiku obradu polutrajnih mesnih proizvoda tipa ASL 3641 s dimnimgeneratorom tipa Goliath-01, proizvoaa "Maurer-AG" (Njemaka), koriste se, prema literaturi [3],sljedei radni mediji :

MEDIJ UPOTREBA NOMIN. KAPACITET POTRONJA PRIKLJUAK

Svjei zrak dobava 2 000 m3/h ----- -----

Suhoz. para (5 bar) grijanje95,4 kW 151 kg/h 1

Suhozasiena para( 0,8 bar )

kuhanje ----- 151 kg/h 1 1/2

Voda (2-5 bar) tuiranje ------ 100-144 lit./min. 1

Komp. zrak (4-6 bar) kontrola ----- 50 lit./h 8x1 mm

TABLICA 1 : Pregled radnih medija za novu komoru ASL 3641.

3.4.2. GLAVNI RADNI MEDIJ - SUHOZASIENA TEHNOLOKA PARA

Glavni radni medij je tehnoloka suhozasiena (visokotlana) para tlaka 5 bara, a

koristi se u fazi rada "Grijanje", dok se radni medij tehnoloka suhozasiena (niskotlana)

para tlaka 0,8 bara koristi u fazi rada "Kuhanje", gdje je :

1 parni, runi, zaporni ventil2 parni, nepovratni ventil3 parni, elektromagnetski (ili pneumatski) ventill4 filter pare

13


33/124


5 tzv. "ventilacijski" ventil6 tzv. "prekida" vakuuma7 odvodnik kondenzata8 stakleni pokaziva protoka kondenzata9 manometar

10 spoj na komoru11 separator vode12 automatski regulator tlaka

SLIKA 2 : Instalacija glavnog radnog medijatehnoloka suhozasiena para.

4. NOVI CENTRALNI RAUNALNO-UPRAVLJAKI SISTEM MC-3.1.

4.1. TEHNIKI OPIS I KARAKTERISTIKE MC-3.1.

Centralni raunalno-upravljaki sistem MC-3.1. je prema literaturi [3 "inteligentan

upravljaki sistem", koji je posebno konfiguriran u svrhu upravljanja industrijskim procesima,

prvenstveno procesima proizvodnje prehrambenih mesnih proizvoda. Razvijen je unutar

tvrtke Maurer-AG (Njemaka), na temelju dugogodinjeg iskustva pri proizvodnji polutrajnih

14


34/124


mesnih proizvoda, te razvoju i primjeni mikroprocesorskih upravljakih sustava visoke

kvalitete. Ovim sistemom unaprijed je mogue programirati i do 20programa, od kojih svaki

program moe sadravati i do 12 tehnolokih, odnosno, procesnih koraka. Postoji i

mogunost unoenja do 99 razliitihpostupaka obrade (procesnih kodova).

Upravljanje centralnim raunalno-upravljakim sistemom MC-3.1. nudi pored obrade

proizvodnih podataka i najviu mjeru fleksibilnosti i mogunosti prilagodbe za rjeenja

tehnike problematike upravljanja i regulacije nove komore.

RAUNALNI SISTEM MC-3.1. MOGUNOSTI RAUNALNOG SISTEMA MC-3.1.

PROGRAMIRANJE Nove programe ugraditi ili postojee mijenjati.

ZAHVATI U PROGRAMU Postojee programe prilagoditi izmjenjenim uvjetimanaina rada bez trajnih izmjena izvornih programa.

KORAK PROGRAMAKorak programa obino zavrava nakon postizanjazadane vrijednosti. Upravljaki sklop se prebacujena sljedei korak programa ili na kraj programa.

POZIV NA POHRANJENEPROGRAME

Programske podatke pozvati na startanje ili programpohraniti.

TABLICA 2 : Glavne programske mogunosti MC-3.1.

Prema unosu zadanih vrijednosti , raunalni sklop MC - 3.1. upravlja :

- radnom temperaturom procesa termike obrade

- procesima s razlikom u temperaturi ("Delta - T procesima") izmeu vanjskeatmosfere i atmosfere procesa termike obrade, kako bi dolo do klimatizacijepomou vanjskog zraka (u svrhu utede energije za proces hlaenja)

- gornjim i donjim graninim vrijednostima radne temperature procesa TO

Postoji i mogunost prikljuivanja pisaa za zadane i realne, ili samo za realne

vrijednosti, kao i mogunost prikljuka na centralno-nadzorno-upravljaki sustav MIPAS

( Maurer Integrated Productionand Administration System).

15


35/124


4.1.1. UPRAVLJAKA PLOA MC-3.1.

- Upravljaka ploa centralnog raunalno-upravljakog sklopa MC-3.1. sadri sljedeefunkcije :

Prikaz elemenata za posluivanje, nadzor i prikazivanje:- program - broj

- korak - broj

- procesni kod lozinka

Traku za pokazivanje stvarnih vrijednosti :

- ostatak vremena / proteklo vrijeme

- stvarna radna temperatura i temperatura u rubnoj zoni izraena u [C]

- stvarna temperatura jezgre proizvoda izraena u [C]- dojava smetnje

Traku za pokazivanje zadanih vrijednosti (referenci) :

- vrijeme koraka do 99:59 h

- zadana radna temperatura i temperatura u rubnoj zoni izraena u [C]

Vrste upravljanja :

- svjetlee tipkalo za upravljanje vremenom

- svjetlee tipkalo za upravljanje temperaturom unutar jezgre proizvoda

- svjetlee tipkalo za upravljanje radnom temperaturom procesa

- svjetlee tipkalo za pogon u intervalima (npr. zrenje,prekid energije i sl.)

- svjetlee tipkalo za pogon "korak po korak" (tipkalo moe biti aktivirano,takoer i tijekom odvijanja tekueg programa)

- svjetlee tipkalo za "Delta-proces"

Pokazivanje funkcija :

- pokazivanje funkcije GRIJANJE

- pokazivanje funkcije HLAENJE

- pokazivanje funkcije DIMNI GENERATOR

- pokazivanje funkcije OPTONI ZRAK POLAKO

- pokazivanje funkcije OPTONI ZRAK BRZO

- pokazivanje funkcije PUHALO OTPADNOG ZRAKA

16


36/124


SLIKA 3 : Upravljaka ploa centralnog raunalno-upravljakog sistema MC-3.1.

17


37/124


SLIKA 4 : Opis simbola na upravljakoj konzoli MC-3.1.

18


38/124


TABLICA 3 : Tehniki podaci za centralni raunalno-upravljaki sistem MC.3.1.

19

PARAMETRI VRIJEDNOSTI i SVOJSTVA

Program broj 2 brojni ( 01 99 )

Korak broj 2 brojni ( 01 99 )

Stvarne vrijednostiparametara

- Ostatak vremena, odnosno proteklo vrijeme max. 99:59 h- Radna temperatura procesa ( 3 brojna )- Temperatura jezgre proizvoda ( 3 brojna )- Kod pogreke ( za pokazivanje smetnje , 1-8, 10-13,

20-23, 30,40 i 90 )

Traene vrijednostiparametara

- Vrijeme koraka max. 99:59 h- Radna temepratura procesa : temperaturno podruje

odgovarajue tipu postrojenja ( u ovom sluaju 3-brojna )- Temperatura jezgre proizvoda ( 3-brojna )

- Gustoa dima ( 2-brojna )

Vrste upravljanja

- Upravljanje vremenom , radnom temperaturomprocesa i temperaturom jezgre proizvoda

- Upravljanje pogonom u intervalima- Upravljanje korak po korak- Upravljanje DELTA-procesom

Pokazivanje funkcija- Grijanje, hlaenje, dimni generator-paljenje, optoni

zrak-polako, optoni zrak-brzo, puhalo za otpadni zrak

Tipkovnica - 2 bloka tipkovnica sa 3x5 i 2x5 tipkala

Razvodni ormar - Krom-nikal elik , material 1.4301- Mjere: 600 x 380 x 210 mm ( v x x d )

Kapacitet programskememorije

- 566 ili 1151 programskih koraka , premastupnju izgradnje

Broj programa - do 99

Broj koraka poprogramu

- do 99

Regulacija - Digitalna regulacija u 3 toke s dranjem takta( PD-regulacija s dodatkom diferencijalnog postupka )

Regulirane veliine - Radna temperatura procesa i temperatura jezgreproizvoda

Nadzor - 8 pokazivanja funkcija, 8 vanjskih ulaza alarma i do 99pokaznih dojava greki preko LED-pokazivaa s brojevima

Upravljaki relejni izlaz - 32 ili 48

Osiguranje od ispadamree (mrenog

napona)

- Zatita od gubitka podataka i pri dugotrajnim ispadimamrenog napona, preko akomulatora.

- Automatski povratak (restart) nakon ispada mree zavrijeme pogona upravljanja.

Pomoni programi- Jednostavna primjena za provedbu funkcionalnih ispitivanja

za vrijeme putanja u rad,za ope pomone radove i radovena podeavanju, kao i za traenje greaka


39/124


4.2. PROCESNI KODOVI RADNIH PROCESA

BROJ KODA NAZIV PROCESA RAD

01 CRVENJENJE , ZAGRIJAVANJE polagano

02 SUENJE 1 polagano

03 SUENJE 2 brzo

04 HLADNI DIM polagano

05 VRUI DIM 1 brzo

06 VRUI DIM 2 brzo

07 INTENZIVNO DIMLJENJE brzo

08 DIMNA PARA polagano

09 VRENJE, PEENJE , PRENJE brzo

10 KUHANJE , PARENJE 1 polagano

11 KUHANJE , PARENJE 2 brzo

12 DELTA - KUHANJE polagano

13 ZRENJE ( INTERVAL ) polagano

14 PRANJENJE polagano

15 ISPIRANJE polagano

16 IENJE brzo

TABLICA 4 : Procesni kodovi radnih procesa.

20


40/124


4.3. KONTROLA BADARENJE PT-100 OSJETILA

Za badarenje ili kontrolu PT-100 osjetila potreban je jedan spremnik s vodom i jedan

badareni ureaj za mjerenje temperature.

- tijek postupka :

a) Pozvatipomoni program 02. Pokazivanje temperature slijedi u stotinkama

stupnjeva Celzijusa.

b) Prikljueno osjetilo neprestano mijeati u vodi zajedno s osjetilom badarenog

ureaja za mjerenje temperature.

c) Pokazane temperature potrebno je izjednaiti , odnosno , korigirati s

vrijednou temperature na badarenom ureaju za mjerenje temperature

prema sljedeem pravilu :

- Pokazivanje radne temperature prenisko = korigirati tipkom 1

- Pokazivanje radne temperature previsoko = korigirati tipkom 6

- Pokazivanje temperature jezgre prenisko = korigirati tipkom 2

- Pokazivanje temperature jezgre previsoko = korigirati tipkom 7

- Pokazivanje dodatne temperature prenisko = korigirati tipkom 4

- Pokazivanje dodatne temperature previsoko = korigirati tipkom 9

- Ako je osjetilo u prekidu ili u kratkom spoju ukljuiti e se :

- Osjetilo radne temperature i pokazivanje funkcije GRIJANJE

- Osjetilo temperature jezgre i pokazivanje funkcije HLAENJE

- Adrese i znaenja varijabli :

Sklopne toke (SP) daju se u 1/10stupnja

Sa OFFSET-om (izjednaenje, poravnanje) podeava se odstupanje

od traene vrijednosti.

- OFFSET moe biti : pozitivan 0 127 ilinegativan 128 255

21


41/124


[ npr. + 0,5 stupnjeva = 00005 ; - 0,5 stupnjeva = 00133 (128 + 5=133) ]______________________________________________________________

Sa histerezom +/- ukljuuje se sklopna histereza.

Hyst + = Toka iskljuenja (Traena vrijednost je postignuta).

Hyst - = Toka ukljuenja (Traena vrijednost nije postignuta).

Traena vrijednost + OFFSET + Hyst + = Sklopna toka ISKLJ.

Traena vrijednost + OFFSET + Hyst - = Sklopna toka UKLJ.

SLIKA 5 : Histereze grijanje-ovlaivanje i hlaenje-odvlaivanje.

22


42/124


4.4. PARAMETRI REGULACIJE MC-3.1.

ADRESA OZNAAVANJE ZNAENJE EPROM

000 Sklopna toka1 OFFSET u 1/10 C Toka ISKLJ. Temperatura jezgre 00000001 Sklopna toka 1 HISTEREZA + u 1/10 C Temperatura jezgre 00000002 Sklopna toka 1 HISTEREZA - u 1/10 C Toka UKLJ. Temperatura jezgre 00005003 Sklopna toka2 OFFSET u 1/10 C Toka ISKLJ. VT para 00000004 Sklopna toka 2 HISTEREZA + u 1/10 C VT para 00000005 Sklopna toka 2 HISTEREZA - u 1/10 C Toka UKLJ. VT para 00003

009 Sklopna toka4 OFFSET u 1/10 C Toka ISKLJ. NT para 00000010 Sklopna toka 4 HISTEREZA + u 1/10 C NT para 00000011 Sklopna toka 4 HISTEREZA - u 1/10 C Toka UKLJ. NT para 00003

015 Sklopna toka6 OFFSET u 1/10 C Toka ISKLJ. Svjetiljka grijanje 00000

016 Sklopna toka 6 HISTEREZA + u 1/10 C Svjetiljka grijanje 00000017 Sklopna toka 6 HISTEREZA - u 1/10 C Toka UKLJ. Svjetiljka grijanje 00005018 Sklopna toka7 OFFSET u 1/10 C Toka ISKLJ. Slobodno 00000019 Sklopna toka 7 HISTEREZA + u 1/10 C Slobodno 00000020 Sklopna toka 7 HISTEREZA - u 1/10 C Toka UKLJ. Slobodno 00005021 Sklopna toka8 OFFSET u 1/10 C Toka ISKLJ. Hlaenje 00005022 Sklopna toka 8 HISTEREZA + u 1/10 C Hlaenje 00000023 Sklopna toka 8 HISTEREZA - u 1/10 C Toka UKLJ. Hlaenje 00004

026 Vrijeme impulsa u 1/10 sekunde Dimni generator 00000027 Vrijeme impulsa u 1/10 sekunde Dimni generator 00051028 Interval vrijeme u 1/10 sekunde PAUZA 09000

029 Interval vrijeme u 1/10 sekunde RAD 09000030 Sklopna toka 2 PODRUJE TAKTA (Xp) u 1/10 C Grijanje VT - para 00050

032 Sklopna toka 4 PODRUJE TAKTA (Xp) u 1/10 C Grijanje NT - para 00050033 Sklopna toka 2 TAKTNI CIKLUS (T) u 1/10 sekunde Grijanje VT - para 00020

035 Sklopna toka 4 TAKTNI CIKLUS (T) u 1/10 sekunde Grijanje NT - para 00020036 Sklopna toka 2 DIFERENCIJALNI UDIO u % Grijanje VT - para 00048

038 Sklopna toka 4 DIFERENCIJALNI UDIO u % Grijanje NT - para 00048039 Sklopna toka 2 INTEGRALNI UDIO u % Grijanje VT - para 00032

041 Sklopna toka 4 INTEGRALNI UDIO u % Grijanje NT - para 00032

042 Sklopna toka 2 START INTEGRACIJE u 1/10 C Grijanje VT - para 00016

044 Sklopna toka 4 START INTEGRACIJE u 1/10 C Grijanje NT - para 00016071 Proces dimljenja u 1/10 sekunde Takt paljenja 00000072 Proces dimljenja u 1/10 sekunde Predpaljenje 06000073 Poetak procesa dimljenja u minutama + 1 minuta Paljenje 00017

TABLICA 5 : Parametri regulacije centralnog raunalno-upravljakog sistema MC-3.1.

23


43/124


4.5. DRANJE TAKTA REGULACIJE MC-3.1.

Traenom vrijednou oznaava se tzv. "odnosna vrijednost" unesene temperature

unutar centralnog raunalno-upravljakog sistema MC-3.1.

Stvarnom vrijednou oznaava se tzv. "odnosna vrijednost" stvarne temperature

zraka.

Osnovni zadatak regulacije je da u to kraem moguem vremenu stvarnu vrijednost

priblii navedenoj unesenoj (zadanoj) vrijednosti, da ju dostigne, po mogunosti bez titranja

("ljuljanja") i da je dri tonom .

Kad prethodno spomenuti zahtjevi ne mogu biti ispunjeni s U/I (UKLJ./ISKLJ.)regulacijom sa 2-tokastim nainom rada, uvode se i druge pomone veliine regulacije.

SLIKA 6 : Dranje takta.

1.) PODRUJE TAKTA ( Xp )

Tako dugo dok se stvarna vrijednost zadrava unutar podruja takta, sklopna toka

(SP) biti e periodino ukljuena i iskljuena. Pri tome e irina impulsa i pauze biti

kontinuirano mijenjana prema odstupanju od traene vrijednosti.

Podruje takta ( Xp ) daje se u 1/10 C .

24


44/124


- Premali Xp daje tonu regulaciju, ali ona postaje nestabilna (npr.ako kod zagrijavanja,

podruje takta jednostavno prolazi). Krajnji rezultat toga sujaka titranja, tj. nestabilnost

regulacije!

- Preveliki Xp daje pak mirnu regulaciju, koja traenu vrijednost nikada ne postie i prije

svega je spora. Za prvo podeavanje kao Xp uzima se bezopasna veliina titranja kod

normalne 2-tokaste regulacije.

Panja : Xp = 0 ! Regulacija u 2 toke je neovisna o tome kako supostavljeni ostali parametri regulacije .

2.) TRAJANJE TAKTNIH PERIODA (tau)Unutarpodruja takta (Xp) taktira regulacija s vremenom periode (tau) , a

moe biti uneen direktno u sekundama .

- Pri tome je posebno potrebno pripaziti na :

Premali(tau) koji vodi ka vrlo uestaloj frekvenciji sklapanja izlaznog releja izbog toga nije preporuljiv.

Osim toga ne mogu se realizirati niti sklopni impulsi krai od cca 0,5sekundikroz serijski prijenos podataka unutar centralnog raunalno-upravljakogsistema MC-3.1.

Prevelikii (tau) usporava regulaciju .

Za pokuse se preporua (tau) od 20 sekundi .

3.) DERIVACIJSKI D - LAN

Kako je prethodno opisano, usko podruje Xp-trake daje tonu regulaciju. Da bi se

problem istitravanja (nestabilnosti) na poetku regulacije stavio pod nadzor uveden je i

derivacijski D-lan.

D-lan se zadaje kao broj od 0-99 %. Kod zadanog D-lana, program preraunava

vrijednost prema odreenim periodima iskljuenja (npr. 20s), odnosnu razliku izmeu

stare i nove stvarne vrijednosti, i iz toga odreuje odgodu (pomicanje) traene vrijednosti u

suprotnom smjeru.

25


45/124


SLIKA 7 : Derivacijski D-lan.

Prethodno reeno znai da e Xp-traka biti postignuta ranije. Sam takt dakle poinje

puno ranije. Ovime se smanjuje uspon (porast) stvarne vrijednosti i Xp-traka putuje lagano

prema gore.

Veliina D-broja (0-99 %) moe se bez problema testirati. Ako je ova veliinapremala

pojavljuje se titranje ; ako jeprevelika, stvarna vrijednost vrlo sporo raste prema gore.

SLIKA 8 : Previsoka i preniska vrijednost derivacijskog D-lana.

26


46/124


- Formula za proraun D-udjela :

D = ( Stara stv. vrij. Nova stv. vrij. ) x [ Dzadano % / ( 10 x korekturni broj ) ]

NAPOMENA : Skokovi D-udjela spreavaju se preko oblikovanja srednje vrijednosti !

4.) INTEGRIRAJUI I - LAN

U oscilirajuem stanju regulacije moe se kroz Xp-traku primjetiti jo jedno malo

odstupanje stvarne vrijednosti.

Ova razlika izmeu stvarne i zadane vrijednosti ostvarena je zbog toga to energija

grijanja kroz uske impulse na gornjem kraju Xp-trake nije dovoljna za dostizanje krajnje

vrijednosti. To postaje tim jasnije kada je izabrano ire podrujeXp, a s njime je i vrijednost

traene temperature via.

Da bi se regulirala i ova mala razlika (nekoliko desetinki stupnja) uveden je i I-lan

(integralni lan). I-lan se zadaje, takoer, kao broj od 0-99 %. Od odreene blizine pa do

traene vrijednosti biti e dodan po 1 broj svakih 20 sekundi, odnosno, ako se stvarna

vrijednost nalazi iznad traene, po 1e broj biti oduzet.

SLIKA 9 : Integrirajui I-lan.

27


47/124


- Da regulacija ne bi bila naruena, postavljene su sig. granice za integrirajui I-lan :

a) Integrirajui I-lan moe biti samo pozitivan (npr. kod regulacije prema doljekao to je hlaenje nee biti takta).

b) Integrirajui I-lan moe postati maksimalno velik kaoXp-traka (kod vrlovelikogXp, maksimalno 9,999 C)

c) Integrirajui I-lan ukljuuje se samo unutar ili iznad granicaXp-trake.

d) Start zbrajanja uinjen je ovisnim o veliini integrirajueg I-lana.

Ovim se mjerama spreavaju nekontrolirana pomicanja zadane vrijednosti, prije svega upoetnoj fazi procesa.

- Formula za proraun integracijskog I-lana :

Inovi = [( Traena vrij. Stv. vrij. ) x ( I-broj % + Istari) ] / [ 1000 x korekturni broj ]

5.) START INTEGRACIJE

Iz prethodne formule moe se zakljuiti, da za izraunavanje I-lana, kod velikih

razlika izmeu traene i zadane vrijednosti, vrijednost I-lana vrlo brzo postaje visoka.

Da se u vrijeme faze zagrijavanja, pri hladnoj regulacijskoj stazi, ne bi pojavio

nedopustivo visok I-lan, sumiranjem se zapoinje tek tada kada je vrijednost D-lanapostala niska, tj. kada je krivulja stvarne vrijednosti postala poloena.

Broj-start integracije oznaava veliinu D-lana odakle I-lan treba proraunavati. Ako

se npr. uslijed smetnje kratkotrajno povea vrijednost D-lana, ostaje do tada sumirani I-lan

nepromijenjen.

SLIKA 10 : Poetak integracije.

28


48/124


4.6. CENTRALNI RAUNALNI NADZORNI UPRAVLJAKISUSTAV " MIPAS "

( eng. MIPAS - " Maurer Integrated Production and Administration System " )

Maurerov raunalno-integrirani proizvodni i administracijski sistem MIPAS koristi se u

irokom podruju primjene unutar prehrambene industrije, a posebno unutar mesne industrije

i to za :

Centralni proizvodni monitoring

Sistem dokumentacije u skladu sa ISO / EN2 i prikaz podataka procesau formi grafa ili tablice

Grupu traenih podataka Pogreku i alarmno - javljajui sistem , koji je povezan za vanjska

javljajua i oglaavajua sredstva

Menadment kvalitete

Planiranje proizvodnje

Centralnu bazu podataka vezanu za proizvodnju

ISO / EN2 9000 podatke koji su pohranjeni u posljednjih 6 mjeseci

Maurerov raunalno-integrirani proizvodni i administracijski sistem MIPAS zauzima

posebno mjesto unutar prehrambene mesne industrije "Gavrilovi" d.o.o. - Petrinja , gdje je

u upotrebi od 2001. godine , i to u sklopu proizvodnog odjela "Salamsko

Fermentacija".

Posebno je pokazao dobre rezultate prilikom upravljanja i centralnog nadzora rada

komore tipa KNL-0360, proizvoaa "Maurer-AG", u procesu fermentacije sa plijesni, u kojem

sazrijeva poznata gavrilovieva "Zimska salama" (tzv. "Gavrilovika") .

29


49/124


5. METODA ODZIVNIH POVRINA ( RSM )

( eng. RSM = " Response Surface Method " )

5.1. OPENITO O METODI

U sklopu mnogobrojnih i svakodnevnih tehniko-ininjerskih problema, prema literaturi

[4] i [12, "Metoda odzivnih povrina" (RSM = Response Surface Method) predstavlja

izuzetno uinkovit i iroko primjenjiv alat za rjeavanje istih. Proces eksperimentiranja u

dananje vrijeme nezaustavljivog razvoja raznih znanja i tehnologija ima za posljedicu :

a) Pronalaenje i dobivanje unaprijed nepoznatih odgovora (izlaza-outputa) na temeljuve poznatih ulaznih podataka (ulaza-inputa).

b) Mogunost predvianja vjerojatnih rjeenja na osnovu unaprijed poznatih i moguihizlaza-outputa.

c) Klasifikaciju (rangiranje) utjecaja i djelovanja pojedinih parametara i sl.

U praktinim i konkretnim problemima esto se javljaju izuzetno sloena stanja u

kojima odziv sustava predstavlja meusobno djelovanje (interakciju) vie parametara

(faktora), koji istovremeno mogu biti i promjenjivog karaktera. Posljedica ovog je potrebauzimanja svih parametara u obzir i provoenje eksperimenata u svrhu ispitivanja koji od tih

parametara i njihove meusobne kombinacije maksimalno ili minimalno utjeu na sam odziv

sustava, te koje se empirijske zakonitosti unutar tih eksperimenata pojavljuju.

Strogim matematikim prouavanjem bilo kojeg od izraza za neku fizikalnu zakonitost,

u pravilu uvijek zapoinjemo od izraza standardne diferencijalne jednadbe, jer je za

predvidjeti da karakteristina diferencijalna jednadba datog fizikalnog sustava upravo

opisuje djelovanje malog segmenta tog istog sustava, te da u sebi sadri i sve ostalekarakteristine osobine istog. Zapravo, sa stajalita stroge matematike formalnosti, za

karakteristinu diferencijalnu jednadbu sustava trai se njegov maksimum ili minimum.

Za bilo koji proces, kod empirijskih istraivanja i sprovedenih eksperimenata, a sve na

temelju teoretskih zakonitosti, trai se i zahtijeva aproksimacija optimuma , tj. pronalaze se

aproksimacijske krivulje, pri emu nuno dolazi i dopogreke, ija se vrijednost uvijek nastoji

minimizirati, tj. drati u to manjim granicama.

Ova metoda prvenstvenoje razvijena za rjeavanje prethodno spomenutih i njimaslinih problema. Spomenuti problemi u dananje se vrijeme strelovitog razvoja informatikih

tehnologija izuzetno uspjeno rjeavaju na ovakav nain.

30


50/124


5.2. TEORETSKA OSNOVA METODE

5.2.1. ODZIVNA POVRINA

Prilikom provoenja eksperimenata, u sklopu ove metode, a prema literaturi [5],

analiziraju se istovremeno svi parametri, dok je rezultat posljedica neke egzaktno- odreene i

izmjerene vrijednosti funkcije nivoa parametra-faktora y . Budui smo prethodno ustanovili

da je rije o aproksimacijskoj krivulji, tako dobivena funkcija sadravat e i neizbjenu

pogreku . Sama odzivna povrina predstavlja, zapravo, maksimalan ili minimalan odziv

karakteristinog promatranog sustava. Dakle, toan matematiki model spomenute odzivne

povrine u tom sluaju glasi :

k21 x..,.........x,xy (1)

ikiiii xxxy ..,........., 21 (2)

U izrazu (1) pogreka kao takva ne postoji, jer je taj izraz egzaktna teoretska

odzivna povrina za zadani model (potpuno toan model). Prilikom upotrebe metode odzivne

povrine, vrijednost njezinog krajnjeg rezultata razlikuje se od vrijednosti tonog modela.

Vrijednost krajnjeg rezultata metode odzivnih povrina data je izrazom (2), gdje se i kree u

intervalu od i = 1,2.,N , gdje N predstavlja broj podataka unutar nekog parametarskog

eksperimenta, a vrijednosti xji nivoej-togparametra u sklopu i-togeksperimenta.

Funkcija () predstavlja karakteristinu odzivnu funkciju , a (i) pogreku tj. ostatak.

Ova pogreka predstavlja zapravo razliku izmeu stvarne i teoretske vrijednosti krajnjih

rezultata. Polinom prvog reda (stupnja) ima linearnu funkciju i iz njega se ne moe nita

saznati o moguem maksimumu ili minimumu samog procesa, odnosno, procesne funkcije.

Zbog tog razloga, potrebno je aproksimirati odreeni proces polinomom drugog reda, tj.

potrebno je planirati eksperiment vie-parametarskim planom drugog reda.

U samoj praksi dokazano je da je uestalo koritenje funkcija odziva prvog i drugog

reda sasvim zadovoljavajue. Sama odzivna povrina kao takva uglavnom nije unaprijed

poznata, pa se stoga izvode istraivanja sve do trenutka dok se ne dobije najbolja funkcija

aproksimacije. Unutar svih eksperimenata analiziraju se i potrebni parametri kao isto

kvantitativne veliine .

31


51/124


5.2.2. MATEMATIKE POSTAVKE METODE

Ako se bilo koji promatrani proces aproksimira sasvim odreenim polinomom drugog

reda, onda e jednadba za odzivnu funkciju izgledati ovako :

ji

k

ij

ij

k

i

j

k

j

jj

k

j

jj xxbxbxbby

1

1

1

2

11

0 (3)

gdje je :

i = 1,2,..,N - broj izvedenih eksperimenata

j = 1,2,...,k - broj faktora ( varijabli )

y - procjena funkcionalne zavisnosti

bi , bij - regresijski koeficijenti

xi - kodirane vrijednosti parametara

- Za funkciju s dvije nezavisne varijable vrijedi opi oblik kvadratne funkcije :

2

222

2

111211222110

iiiiii xbxbxxbxbxbby (4)

Ako pak eksperiment ima N izvoenja, odzivnu povrinu moemo napisati u oblikumatrice prema sljedeem izrazu :

0 aaXY (5)

gdje je :

Y - vektor rezultata

X - matrica stanja eksperimenta

a - vektor regresijskih koeficijenata

a0 - vektor pogreke

Ili prethodni zapis razviti u matrinom obliku :

N

2

1

N

1

0

kp2N1N

k22221

k11211

N

2

1

b

b

b

xxx1

xxx1

xxx1

y

y

y

(6)

32


52/124


Nepristrane procjene predstavljene su koeficijentima regresije (bi,bij) , a stvarni

koeficijenti oznakama (0.k) .

Primjenom metode najmanjih kvadrata dolazimo do koeficijenata (b0..bk) , tj.

odstupanja izmeu toaka u tom su sluaju minimalna.

U daljnjem postupku raunanja dobivamo uobiajen sistem normalnih jednadbi koji je

prikazan u izrazom (6), a ija su rjeenja traeni regresijski koeficijenti (b0,b1.bN) .

Koeficijent (R2 = koeficijent determinacije, tj. odnos objanjenih i neobj

03 11 2011 15786 Magistarski Rad Jankovich

Documents

Transcript of 03 11 2011 15786 Magistarski Rad Jankovich