PRESENTACION FINAL SIMULACION marilyn11

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Published on December 12, 2009

Author: aSGuest34002

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Slide 1: UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO SIMULACION,CONTROL Y AUTOMATIZACION DE PROCESOS PROCESO DE PRODUCCION DE EMBUTIDOS : PROCESO DE PRODUCCION DE EMBUTIDOS PRODUCCION DE EMBUTIDOS ESCALDADOS (SALCHICHAS) : PRODUCCION DE EMBUTIDOS ESCALDADOS (SALCHICHAS) Se denomina embutido a una pieza de carne picada condimentada con hierbas aromáticas y diferentes especies tales como: pimentón, pimienta, ajos, romero, tomillo, clavo de olor, jengibre, moscada, etcétera DESCRIPCION DEL PROCESO : DESCRIPCION DEL PROCESO 1. RECEPCIÓN, SELECCIÓN Y TRATAMIENTO DE LA CARNE Se escoge un tipo de carne que sea capaz de fijar el agua con facilidad, por ello se elige la carne de un animal recién sacrificado que tiene un pH de 6.5 – 6.8. 2. PICADO Y ENTREMEZCLADO : 2. PICADO Y ENTREMEZCLADO Para el picado de la carne se usa una maquina, la cual se encarga de cortar la carne en pequeños trozos. Para el desmenuzado de la carne se usa una maquina moledora, donde los recortes de carne son molidos al igual como los carniceros muelen las carnes para hamburguesas. 3. EMBUTIDO (LLENADO EN TRIPAS) : 3. EMBUTIDO (LLENADO EN TRIPAS) Esta etapa consiste en llenar la masa formada del paso anterior en una envoltura de tripa natural o artificial, la cual proporciona cohesión, forma y medida; a la vez la protege de influencias externas perjudiciales. Slide 7: La pasta del embutido se introduce a la envoltura con ayuda de maquinas rellenadoras especiales; en el caso de las salchichas se utiliza una embutidora al vacío, esto sirve para eliminar las burbujas de aire, se debe llenar a una adecuada presión dependiendo de la pasta, si es blanda o consistente; y al final del proceso se unen en tiras. 4. AHUMADO : 4. AHUMADO Las tiras de salchichas son colocadas en carros especiales de acero inoxidable; la temperatura usual del ahumado es de 70ºC – 90ºC. La exposición al humo puede controlarse mediante su densidad, temperatura y tiempo de 5. ESCALDADO : 5. ESCALDADO El escaldado es el enfriamiento que se lleva a cabo en duchas de agua para luego pasar a las maquinas rebanadoras de tiras. Este sistema de enfriamiento consiste en colocar una serpentina con punteros aspersores adecuadamente distribuidos, de modo que se distribuya el agua en forma uniforme sobre todos los carros. 6. ENVASADO : 6. ENVASADO Finalmente las salchichas son alistadas para el comercio donde se empaquetan listos para el consumo. Si los embutidos no salen al comercio inmediatamente se almacenan a una temperatura de 4ºC – 8ºC con una humedad relativa de 75 – 85 %. MODELO MATEMÁTICO : MODELO MATEMÁTICO EQUIPO PRINCIPAL: EL CUTTER SIMULACIÓN EN MATLAB MODELO MATEMÁTICO DEL PROCESO DE PICADO DE CARNE EN UN CUTTER : MODELO MATEMÁTICO DEL PROCESO DE PICADO DE CARNE EN UN CUTTER Si la cantidad de masa m(t) representa la cantidad que entra al tazón en el tiempo t, representa la cantidad de sustancia que entra por unidad de tiempo, y representa la cantidad de sustancia que sale del recipiente entonces: ----------- (1) Se considera la cantidad de entrada es la misma que la de salida. Slide 13: Por otro lado la ecuación de transferencia de calor, tomando en consideración el calor de conducción y radiación; se ha demostrado que el calor de convección se puede anular por no tener un efecto importante en la transferencia de calor. Quedando la ecuación diferencial final:  -------(2) Entonces el caso más sencillo ocurre cuando: Los caudales de entrada y salida permanecen constantes. HIPOTESIS : HIPOTESIS Para analizar el balance de materia y energía dentro del cutter, se toma en cuenta las temperaturas del proceso tanto al inicio, al final y en el momento del picado.. BALANCE DE ENERGIA: : BALANCE DE ENERGIA: Con el fin de simplificar la ecuación asumiremos que el calor se transmite de forma radial, y que la temperatura de la pared permanece constante en estado estacionario. De la ecuación de transferencia de calor tenemos: La transferencia de calor por convección se desprecia por ser ínfima, debido a un bajo gradiente de temperatura entre el aire en la Cutter y la pasta. Quedando así simplificada: ------ (3) Slide 16: Ro,To R1,T1 ------ (4) ------ (5) Slide 17: SEGÚN EL GRÁFICO: Por radiación Entonces tenemos el modelo matemático para el cutter: ------ (6) ------ (7) ------ (8) SIMULACIÓN EN MATLAB : SIMULACIÓN EN MATLAB DIGITANDO LA FUNCIÓN: 1ºPASO: Crear un archivo *.m cuyo nombre será cutter. Este es un archivo juega el rol de una función la cual debe ser llamada en la ventana de comandos con el mismo nombre que fue guardada. Slide 19: 2ºPASO: Digitamos las constates de la ecuación y las definimos seguidamente Slide 20: 3ºPAS0: Digitamos la ecuación diferencial dT/dR y guardamos el archivo dando click en le icono del disquete en la ventana Realizando la simulación: Digitamos en la ventana de comando. Slide 21: Con los valores iníciales de Temperatura de To = 279°K y el dominio de la función R = 0.05 a 1.2 con un paso de 0.1 se obtuvieron los siguientes datos: Definiendo lo descrito: [R,T]= : Ejecutar el desarrollo de la ecuación diferencial en forma de tabla para nuestro caso será R: el radio y T: la temperatura. Ode45: Comando que desarrolla la ecuación diferencial. ‘cutter’: Nombre de la función transcrita en el archivo.m. el cual está siendo llamado para su desarrollo. Para graficar se utiliza el comando plot (x , y). Con lo cual se obtuvo la siguiente GRAFICA: : Para graficar se utiliza el comando plot (x , y). Con lo cual se obtuvo la siguiente GRAFICA: Slide 23: PERFIL DE TEMPERATURA CON RESPECTO AL RADIO DATOS OFTENIDOS >> [R,T]=ODE45('cutter',[271:0.1:285],0.6);>> [R,T] 271.0000 0.6000 271.1000 0.6000 271.2000 0.5999 271.3000 0.5999 271.4000 0.5998 271.5000 0.5996 271.6000 0.5995 271.7000 0.5993 271.8000 0.5991 271.9000 0.5988 272.0000 0.5985 272.1000 0.5982 272.2000 0.5979 272.3000 0.5975 272.4000 0.5971 272.5000 0.5967 272.6000 0.5962 272.7000 0.5957 272.8000 0.5952 272.9000 0.5946 273.0000 0.5941 273.1000 0.5935 273.2000 0.5928 273.3000 0.5922 273.4000 0.5915 273.5000 0.5907 273.6000 0.5900 273.7000 0.5892 273.8000 0.5884 273.9000 0.5875 274.0000 0.5867 274.1000 0.5857 274.2000 0.5848 274.3000 0.5838 274.4000 0.5829 274.5000 0.5818 274.6000 0.5808 274.7000 0.5797 274.8000 0.5786 274.9000 0.5774 275.0000 0.5763 275.1000 0.5751 275.2000 0.5738 275.3000 0.5726 275.4000 0.5713 275.5000 0.5699 275.6000 0.5686 275.7000 0.5672 275.8000 0.5658 275.9000 0.5644 276.0000 0.5629 276.1000 0.5614 276.2000 0.5599 274.6000 0.5808 274.7000 0.5797 274.8000 0.5786 274.9000 0.5774 275.0000 0.5763 275.1000 0.5751 275.2000 0.5738 275.3000 0.5726 275.4000 0.5713 275.5000 0.5699 275.6000 0.5686 275.7000 0.5672 275.8000 0.5658 275.9000 0.5644 276.0000 0.5629 276.1000 0.5614 276.2000 0.5599 EMULSION CARNICA : EMULSION CARNICA LO QUE SUCEDE DENTRO DEL EQUIPO PRINCIPAL EMULSION CARNICA : EMULSION CARNICA La emulsión se da en el equipo principal(cutter), que es una mezcla heterogénea permanente de dos líquidos que generalmente no se disuelven uno del otro COMPONENTES DE LA EMULSION CARNICA : COMPONENTES DE LA EMULSION CARNICA AGUA Representa la mayor cantidad en el producto final de 50 a 60%, se puede agregar de dos maneras ligado a los ingredientes cárnicos como hielo o agua ligado de la temperatura de la mezcla al momento de ser añadido. GRASA: Constituye la fase discontinua de una emulsión k puede provenir de la carne o ser también adicionada en forma de tocino en una emulsión, contribuye a darle blandura, jugosidad así como sabor y color al producto final Slide 27: PROTEINA MIOSINA La miosina es el componente estructural mas importante de la proteína cárnica como también la proteína mas importante necesaria para la emulsión de la grasas y la capacidad SAL Contribuye a la extracción de proteínas solubles de la carne, aporta sabor y actúa también como conservante. Slide 28: La fase interna o discontinua son las gotas de grasa. El agente emulsionante son las proteínas miofibrilares su estabilidad va a depender de: • la temperatura • el pH • estado de la carne después del sacrificio • tamaño de las gotas de grasa • viscosidad LAS EMULSIONES CARNCIAS SE PUEDEN CONSIDERAR: AUTOMATIZACIÓN DE LA PLANTA DE EMBUTIDOS : AUTOMATIZACIÓN DE LA PLANTA DE EMBUTIDOS DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO (PDF) : DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO (PDF) Slide 32: Volteador Variable a manipular Velocidad del motor Variable a controlar peso Slide 33: Triturador Variable a manipular Velocidad del motor Variable a controlar Tamaño de partícula Slide 34: Banda transportadora Variable a manipular Switch Variable a controlar Presencia Slide 35: Tolva Variable a manipular Flujo de la emulsion Variable a controlar Nivel Slide 36: Cutter (Picador) Variable a manipular Flujo del refrigerante Variable a controlar Temperatura Slide 37: Tolva Variable a manipular Flujo de la emulsion Variable a controlar Nivel Slide 38: Embutidora Variable a manipular Velocidad del motor Variable a controlar Presión Slide 39: Cámara de ahumado Variable a manipular Flujo de vapor Variable a controlar Temperatura Slide 40: Sistema de escaldado Variable a manipular Flujo de agua Variable a controlar Temperatura SOFTWARE SCADA : SOFTWARE SCADA Automatización SOFTWARE SCADA : SOFTWARE SCADA Algunas aplicaciones típicas y practicas que reducen el tiempo de operación y aumentan la eficiencia del sistema: Se establecen los links de comunicación redundantes a un solo PLC. La porción de descarga entre los links de comunicación aumentan la velocidad de comunicación y la cantidad de datos que pueden transferirse.. Se establece la s comunicaciones de los links de PLC redundantes incluso con los diferentes protocolos. PROGRAMACION CON EL LENGUAJE LADDER : PROGRAMACION CON EL LENGUAJE LADDER Los símbolos de entrada y salida se encuentran en la barra de Herramientas, en las operaciones lógicas con bits. Se usan contactos normalmente abiertos y cerrados o mejor conocidos como input y output : Se usan contactos normalmente abiertos y cerrados o mejor conocidos como input y output Seleccionamos el tipo de PLC a usar, cambiamos el tipo de CPU a CPU 224 : Seleccionamos el tipo de PLC a usar, cambiamos el tipo de CPU a CPU 224 Aparecen dos ventanas: : Aparecen dos ventanas: La Ventana de especificación de entradas y salidas del lenguaje de programación. La ventana KOP Se hace correr el programa : Se hace correr el programa Cambiar CPU a modo RUN. : Cambiar CPU a modo RUN. Slide 49: Al hacer clic en la entrada I0.3 que es del sensor de temperatura se enciende la salida Q0.2 que es el que nos va indicar el funcionamiento activando con un let rojo para el debido control del actuador. Slide 50: Al hacerle clic en I0.1 que seria el pulsador START, se enciende la salida Q0.1 que activa la válvula neumática, esa válvula va permitir el paso del hielo como refrigerante natural contra el calentamiento de la emulsión. Slide 51: Al hacerle clic en la entrada I0.2 observaremos que se activa la salida Q0.3, let verde, que nos indica la temperatura adecuada dela emulsión que aproximadamente de 6-10ºC Se carga el proceso en el SOFTWARE S7-200 para seleccionar intercambiar entradas y salidas : Se carga el proceso en el SOFTWARE S7-200 para seleccionar intercambiar entradas y salidas En el simulador observamos el tipo de equipo a usar: válvulas, tuberías y el cutter. : En el simulador observamos el tipo de equipo a usar: válvulas, tuberías y el cutter. Válvula de acceso al refrigerante (hielo) : Válvula de acceso al refrigerante (hielo) TABLERO DE CONTROL : TABLERO DE CONTROL Slide 56: STAR STOP ADVERTENCIA TODO BIEN SIGNIFICADO DE LOS PULSADORES

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