1

TURINYS Turinys... 1 Įvadas...2 1. Mokslinės techninės situacijos analizė...3 1.1. Sistemos paskirtis...3 1.2. Technologinis procesas...4 1.3. Reikalavimai sistemai...6 2. Tyrimų metodikos parinkimas ir pagrindimas...7 2.1. Dokumentai reglamentuojantys procesą...7 2.2. Reikalavimai plovime naudojamiems tirpalams...8 2.3. Išvados...10 3. Analitiniai ir eksperimentiniai tyrimai ir rezultatai...11 3.1. Įrengimų parinkimas...11 3.2. Valdymo algoritmo sudarymas...15 3.3. Proceso optimizavimas...27 3.4. Darbo sauga...29 4. Rezultatų aptarimas ir išvados...31 5. Summary...33. 6. Literatūra...32 Priedai...34 Technologinio proceso struktūrinė schema...1 lapas Technologinio proceso blokinė schema...1 lapas Technologinio proceso sujungimų schema...2 lapai 1

ĮVADAS Rūgščių sandėlio įrengimai skirti perpumpuoti rūgštims iš transportinių konteinerių į saugojimo talpas ir paskirstyti rūgštis iš talpų vartojimui į CIP (Clean-In-Place) sistemą. CIP įrengimai skirti automatizuotai išplauti ir dezinfekuoti maisto, farmacijos ir kt. pramonės srityse naudojamas technologines linijas, talpyklas neišardant jų. Plovimo procesas susideda iš kelių etapų: 1. Plovimas šaltu vandeniu; 2. Plovimas šarmo NaOH tirpalu; 3. Plovimas karštu vandeniu; 4. Plovimas rūgščių HNO3 arba H3PO4 pagrindu pagamintais plovikliais; 5. Plovimas šaltu vandeniu; 6. Sterilizacija karštu vandeniu. Darbo tikslas: - Išanalizuoti maisto pramonėje (Kalnapilio Tauro grupė AB irab Rokiškio sūris) taikomus plovimo proceso techninius sprendimus; - Išanalizuoti reikalavimus plovimo tirpalų koncentracijai; - Išsiaiškinti temperatūros reikalavimus; - Išnagrinėti dokumentus, kurie reglamentuoja procesą; - Parinkti įrenginius; - Sudaryti valdymo algoritmą; - Sudaryti tirpalo parengimo technologinio proceso blokinę schemą; - Sudaryti technologinio proceso struktūrinę schemą; - Sudaryti sujungimų schemą. 2

1. MOKSLINĖS TECHNINĖS SITUACIJOS ANALIZĖ 1.1.Sistemos paskirtis Maisto pramonėje gaminamų produktų kokybė labai priklauso nuo efektyvaus technologinių linijų ir talpyklų plovimo įrenginių darbo. Praktika rodo, kad efektyviausias yra cirkuliacinis, neišardant įrengimų arba kitaip CIP (Clean-In-Place) plovimo būdas. Šis būdas užtikrina visus plovimo procesui keliamus reikalavimus ir sumažina darbo kaštus jei jis automatizuotas. Šiuo atveju palaikomas reikiamas plovimo režimas, išvengiama personalo klaidų, taupomi plovimo skysčiai ir padidėja darbo našumas. Maisto pramonėje naudojamų technologinių linijų ir talpyklų plovimui ir dezinfekavimui naudojami šie sprendimai: 1.1.1. Vienkartinis plovimas. Šiuo atveju plovimo skystis (detergentas) tiekiamas į plaunamą įrenginį o iš įrenginio drenuojamas į kanalizaciją. 1 pav. Principinė vienkartinio plovimo sistema 1.1.2. Recirkuliacinis plovimas. Plovimo skystis naudojamas keletą kartų. Plovimo skystį į talpą grąžina siurblys. 2 pav. Principinė recirkuliacinė plovimo sistema 3

1.2.Technologinis procesas Dažniausiai pieno produktų ir alaus gamybos technologinių linijų ir talpyklų plovimo procesas susideda iš šių etapų: - plovimas šaltu vandeniu. Šio etapo metu maisto produktų likučiai pašalinami iš linijų ir talpyklų; - plovimas šarmo NaOH tirpalu. Šio etapo metu į plaunamą objektą paduotas šarmo tirpalas sureaguoja su riebalais ir susidaro putos; - plovimas karštu vandeniu. Šiuo etapo metu karštas vanduo ištirpdo riebalus ir sugražina šarmą į talpą; - plovimas rūgščių HNO3 arba H3PO4 pagrindu pagamintais plovikliais. Šio etapo metu neutralizuojami šarmo likučiai ir dezinfekuojamos linijos ir talpyklos; - plovimas šaltu vandeniu. Šio etapo metu rūgšties tirpalas išstumiamas į rūgšties talpą - sterilizacija karštu vandeniu.karštas vanduo sterilizuoja ir išplauną talpyklas ir technologines linijas. Technologinis plovimo procesas abejose bendrovėse labai panašus. AB Rokiškio sūris pieno produktų gamybos linijos plovimo ir dezinfekavimo technologinio proceso pavyzdys pavaizduotas 1 lentelėje. 1 lentelė Plovimo pradžia Plovimas, dezinfekavimas H 2 O NaOH H 2 O HNO3 H 2 O H 2 O Pabaiga tºc min Konc tºc min tºc min Konc tºc m in tºc m in tºc min. %. % 18.20 10 5 1,5 70 15 40 5 1,0 60 10 90 10 10 5 20. 15 4

Kalnapilio Tauro grupė AB alaus gamybos linijos plovimo ir dezinfekavimo technologinio proceso pavyzdys pavaizduotas 2 lentelėje. 2 lentelė. Etapas Veiksmas Etapo laikas, s Maks. laikas, s 1 Koncentracijos kontrolė 60 600 2 Šaltas vanduo į objektą / drenavimas į kanalizaciją 600 100 3 Šarmas į objektą / šarmas drenuojamas 10 900 4 Šarmo kaitinimas 10 900 5 Šarmo cirkuliacija 1800 3600 6 Karštas vanduo į objektą šarmas grąžinamas į 220 1000 talpą 7 Rūgšties padavimas / drenavimas 10 300 8 Rūgšties cirkuliacija 600 3600 9 Šaltas vanduo į objektą / rūgšties grąžinimas į talpą 230 1000 10 Karšto vandens padavimas / rūgšties / šarmo 900 1000 drenavimas 11 Karšto vandens kaitinimas 10 600 12 Karšto vandens cirkuliacija 1200 3600 13 Karšto vandens drenavimas 60 300 Greitis 99% Šarmo temperatūra 65ºC Karšto vandens temperatūra 90ºC Šarmo koncentracija 32 ms Rūgšties koncentracija 15mS CIP įrenginius aptarnaujantys technologai priklausomai nuo užteršimo lygio, gaminamos produkcijos, plaunamo įrenginio dydžio ar naudojamo filtro gali keisti šiuos parametrus: - etapų laikus; - vandens, šarmo rūgšties temperatūras; - šarmo rūgšties koncentracijas; - sistemos slėgį. 5

1.3. Reikalavimai sistemai Kad greitai ir kokybiškai išplautu įrenginius maisto pramonės įrengimų plovimo sistema, turi: 1.3.1. Automatizuotai paruošti ir palaikyti reikiamos koncentracijos technologinius tirpalus; 1.3.2. Automatiškai paruošti ir palaikyti plovime naudojamų tirpalų ir vandens darbinę temperatūrą; 1.3.3. Automatiškai kontroliuoti ir valdyti plovimo etapų laikus; 1.3.4. Išleidžiami į kanalizaciją skysčiai turi atitikti ekologinius reikalavimus; 1.3.5. Sistema turi taupiai naudoti plovimo skysčius. 1.3.6. Užkirsti kelią užterštos produkcijos pagaminimui sugedus plovimo sistemos komponentams. 6

2. TYRIMŲ METODIKOS PARINKIMAS IR PAGRINDIMAS 2.1. Dokumentai reglamentuojantys procesą 2.1.1. Europos Bendrijos tarybos direktyvos 93/43/EEB priedo II ir V dalys nustato pagrindinius reikalavimus maisto pramonės įrenginiams: 2.1.1.1. Visi paviršiai (įskaitant įrenginių paviršius), kurie gali liestis su maistu, turi būti švarūs, lengvai valomi ir, kur būtina, dezinfekuojami. Jie turi būti pagaminti iš lygių, plaunamų, netoksiškų medžiagų, nebent maisto įmonės gali įrodyti kompetentingai institucijai, kad ir kitos panaudotos medžiagos atitinka keliamus reikalavimus. 2.1.1.2. Kur būtina, turi būti įrengtos tinkamos įrengimų ir darbo įrankių valymo ir dezinfekavimo patalpos. Jų įranga turi būti iš korozijai atsparių medžiagų ir pačios lengvai valomos, į jas turi būti tiekiamas karštas ir šaltas vanduo. 2.1.1.3. Visi reikmenys, priemonės ir įranga, su kuriais liečiasi maistas turi būti švarūs ir: - pagaminti taip ir iš tokių medžiagų bei tinkamai techniškai prižiūrimi, kad visiškai sumažintų bet kokį maisto užteršimo pavojų; - konteineriai ir pakuotės, išskyrus pakartotinai nenaudojamus, turi būti pagaminti taip ir iš tokių medžiagų bei tinkamai prižiūrimi, kad būtų galima juos gerai išvalyti ir, jei būtina, dezinfekuoti, kad jie atitiktų savo paskirtį; - turi būti įrengti taip, kad juos būtų galima iš visų pusių tinkamai išvalyti. 2.1.2. Ore suspenduotų (kietos ar skystos dulkių, dūmų ar rūko dalelės) cheminių medžiagų koncentracijų vertės turi būti išreikštos miligramais kubiniame metre (mg/m 3 ) darbo vietoje esančiomis aplinkos oro (oro temperatūros ir atmosferos slėgio) sąlygomis. H 3 PO 4 ir HNO 3 sudėtyje esančio fosforo ir azoto rūgšties koncentracijos ore pagal Lietuvos higienos normą HN 23:2001 Kenksmingų cheminių medžiagų koncentracijų ribinės vertės darbo aplinkos ore. Bendrieji reikalavimai patvirtintą 2001 m. gruodžio 13 d. Lietuvos Respublikos socialinės apsaugos ir darbo ministro įsakymu Nr.645/169 pavaizduota 3 lentelėje: 7

3 lentelė Koncentracijos ribinė vertė Ilgalaikio poveikio Trumpalaikio Neviršytina Cheminė ribinė vertė poveikio ribinė ribinė vertė medžiaga (IPRV) vertė (NRV) (TPRV) Pavadinimas CAS mg/m 3 ppm mg/m 3 ppm mg/m 3 ppm Fosforo rūgštis 7664-38- 1-2 - - - 2 Azoto rūgštis 7697-37-2 5 2 13 5 - - Pove ikio žym uo 2.1.3. Aplinkosauginiai reikalavimai nuotekoms tvarkyti pagal Lietuvos Respublikos aplinkos ministro patvirtintą Lietuvos Respublikos aplinkos ministro 2001 m. spalio 5 d. įsakymą Nr. 495 yra tokie: 2.1.3.1. Reikalavimus nuotekoms išleisti į komunalines nuotekų tvarkymo sistemas nustato sistemų operatoriai, vadovaudamiesi šiais bendraisiais principais: Nuotekų ChDS/BDS 5 turi būti < 3 (esant ChDS/BDS 5 daugiau už 3, nuotekų tvarkymo įrenginių operatorius privalo nustatyti, ar nuotekos, ištekančios iš valymo įrenginių, nėra toksiškos ). 2.1.3.2. Visų vandens naudotojų nuotekos, išleidžiamos į gamtinę aplinką, turi atitikti šiuos bendruosius reikalavimus: - nuotekų temperatūra neturi viršyti 30 º C; - nuotekų ph turi būti 6,5-8,5; - nuotekų mineralizacija turi būti ne didesnė kaip 2 g/l; - nuotekų, praskiestų 3 kartus, spalva neturi viršyti 20 laipsnių; - nuotekų, praskiestų 3 kartus, kvapas neturi būti stipresnis kaip 2 balai; - nuotekų, praskiestų 3 kartus, skaidrumas neturi būti mažesnis kaip 20 cm; - nuotekos neturi būti toksiškos. 2.2. Reikalavimai plovime naudojamiems tirpalams 2.2.1. Alaus ir pieno produktų kokybei didelę reikšmę turi technologinių rezervuarų ir linijų efektyvus plovimas. Efektyviam plovimui reikia, kad rūgščių ir šarmų koncentracija būtu nuo 0,2 iki 2 % o temperatūra nuo 50 iki 70 ºC. Koncentracijos matavimo paklaida turi būti ne didesnė +- 0,1 %. 8

Automatiniam rūgšties ir šarmo koncentracijos matavimui naudojami laidumo jutikliai. Laidumo principas nustatant tirpalo koncentraciją remiasi tirpalų elektrinio laidumo matavimu. 3 paveiksle parodyta šarmo NaOH koncentracijos ir laidumo ms priklausomybė. NaOH koncentracija 100 80 ms 60 40 20 0 0 0,5 1 1,5 % 3 pav. NaOH koncentracijos ir laidumo ms priklausomybė 4 paveiksle parodyta rūgšties HNO 3 koncentracijos ir laidumo ms priklausomybė. HNO3 koncentracija 120 100 80 ms 60 40 20 0 0 0,5 1 1,5 % 4 pav. HNO 3 koncentracijos ir laidumo ms priklausomybė 2.2.2. Karštas vanduo technologinių rezervuarų ir linijų plovime naudojamas sterilizavimui. 5 paveikslėlyje pavaizduota vandens temperatūros ir plovimo laiko priklausomybė per kiek laiko žūva Phosphotase, Typhus, Heat resistant Micrococi, Peroxitase, Coli bakterijos, kurios gali būti randamos neefektyvaus išplovimo atveju. 9

Technologinių linijų ar talpų plovimo efektyvumas tikrinamas jas vizualiai apžiūrint, paimant mikrobiologinius pasėlius ir tiriant pirmą produkto (alaus, pieno produktų) partiją po plovimo. 5 pav. Vandens temperatūros ir plovimo laiko priklausomybė 2.3. Išvados Išnagrinėjus tiriamų objektų struktūrą ir charakteristikas nustatyta: 2.3.1. Šarmo ir rūgšties tirpalo koncentracija turi būti 0,2 1,5 %. Jutiklis nustatantis tirpalo koncentraciją turi matuoti su 0,1 % tikslumu, nuo 0 iki 100 ms diapazone; 2.3.2. Sterilizavimui naudojamo vandens temperatūra turi būti ne mažesnė kaip 90ºC. Temperatūros jutiklis turi matuoti diapazone 0...+150 ºC; 2.3.3. Plovimo proceso laiką reikia parinkti atsižvelgiant į plaunamos linijos ilgį ar talpos tūrį ir į šilumos nuostolius skysčiams tekant linija; 2.3.4. Kad plovimo procesas atitiktų aplinkosauginius reikalavimus reikia naudoti recirkuliacinę plovimo sistemą t.y. rūgščių ir šarmų tirpalai turi būti panaudoti keletą kartų; 2.3.5. Norint išvengti produkcijos užteršimo bakterijomis reikia įgyvendinti technologinius šių problemų sprendimus. 10

3. ANALITINIAI IR EKSPERIMENTINIAI TYRIMAI IR REZULTATAI 3.1. Įrengimų parinkimas Vadovaujantis išnagrinėtais reikalavimais parenkami kontrolės ir vykdymo įtaisai: 3.1.1. Lygio jutikliai naudojami skysčio lygio talpose valdymui. Dažniausiai naudojami dviejų tipų lygio jutikliai: - Konduktyviniai (specifinio laidumo) lygio jutikliai. Montuojami vienas arba du jutikliai. Jų veikimo principas pagrįstas grandinės uždarymu tarp elektrodų panardinus juos į skystį. - Talpuminiai lygio jutikliai. Veikimo principas pagrįstas tuo, kad keičiasi talpumas patalpinus jutiklio zondą į skystį. Tirpalo paruošimo ir plovimo sistemos darbo kontrolei parenkami diskretiniai talpuminiai skysčio lygio jutikliai nwm -141 NEGELE (6 paveikslas). Jutikliai sumontuojami talpų viršuje ir apačioje. Jutiliklių techniniai duomenys: - Aplinkos temperatūra -10 60ºC; - Proceso temperatūra 0...100ºC; - CIP (clean in place) temperatūra 0...150 ºC(max 30 min.) - Jutiklio išėjimo įtampa 18 36VDC - Jutiklio išėjimo srovė max 50 ma - Apsaugos klasė IP69K 6 pav. 3.1.2. Temperatūros jutikliai skirti kontroliuoti skysčių temperatūrą. Sistemoje vienas jutiklis įrengiamas už kaitinimo elemento o kitas ant grįžtamo srauto vamzdžio. Parenkami TFP-58p NEGELE analoginiai temperatūros jutikliai (7 paveikslas). Jutiklių techniniai duomenys: - Aplinkos temperatūra -50 80ºC; - Sensoriaus tipas -50...250ºC; - Jutiklio maitinimo įtampa 12 36VDC; - Tikslumo paklaida < ± 0,2 % - Jutiklio analoginis išėjimas 4 20mA - Apsaugos klasė IP69K 7 pav. 11

3.1.3. - Laidumo jutiklis. Jie naudojami nustatyti skysčių koncentraciją matuojant elektrinį laidumą. Sistemoje laidumo jutiklis įrengiamas ant grįžtamo srauto vamzdžio. Parenkamas EMZ-352 NEGELE analoginis laidumo jutiklis (8 paveikslas). Jutiklio techniniai duomenys: 8 pav. - Aplinkos temperatūra -10 60ºC; - Proceso temperatūra 0...100ºC; - CIP (clean in place) temperatūra 0...140 ºC(max 30 min.) - proceso slėgis max 10 bar - Jutiklio maitinimo įtampa 18 36VDC - Jutiklio analoginis išėjimas 4 20mA -Matavimo ribos 0 999 ms/cm - Apsaugos klasė IP69K 3.1.4. Srauto jutikliai. CIP įrenginiuose naudojami dviejų rūšių srauto jutikliai: - Vožtuvo tipo srauto jutikliai. Veikimo principas pagrįstas tuo, kad srautas mechaniškai atidaro vožtuvą. Šios konstrukcijos srauto jutikliai mažiau naudojami, nes plovimo atliekos užteršia vožtuvą. - Kolorimetriniai srauto jutikliai. Veikimo principas pagrįstas tuo, kad tekėdamas srautas vėsiną jutiklio sensorių. Srauto jutiklis sistemoje naudojamas kontroliuoti skysčių srautą tekantį iš plaunamo įrenginio. Jei grįžtamo srauto nėra įrenginio plovimas stabdomas. Parenkamas diskretinis konduktyvinis srauto jutiklis fks -141 NEGELE (9 paveikslas). Jutiklio techniniai duomenys: - Aplinkos temperatūra -20 60ºC; - Proceso temperatūra 0...100ºC; - CIP (clean in place) temperatūra 0...130 ºC(max 30 min.) - Jutiklio išėjimo įtampa 16 32VDC - Jutiklio išėjimo srovė max 50 ma - Apsaugos klasė IP69K 9 pav. 3.1.5. Slėgio jutiklis skirti kontroliuoti slėgį sistemoje. Parenkamas dac-341 NEGELE analoginis slėgio jutiklis (10 paveikslas). Jutiklio techniniai duomenys: 12

- Aplinkos temperatūra -20 60ºC; - Proceso temperatūra 0...100ºC; - Matavimo ribos 0...20 bar - Jutiklio išėjimo įtampa 16 32VDC - Jutiklio išėjimo srovė max 50 ma - Apsaugos klasė IP69K 10 pav. 3.1.7. Programuojamo valdiklio parinkimas. Plovimo įrenginio valdymui atsižvelgiant į naudojamus įrengimus reikia parinkti programuojamą valdiklį turintį: - 3 analoginius įėjimus 4-20 ma signalams iš temperatūros ir laidumo jutiklių; -12 diskretinių įėjimų iš valdymo mygtukų ir skysčio, lygio ir srauto jutiklių; - 29 diskretinių išėjimų sklendžių, siurblių ir proceso indikacijos valdymui; Parenkamas Omron C200HG valdiklis su: - Analoginių įėjimų bloku C200H-AD002 turinčiu 8 įėjimus. Analoginių įėjimų blokas C200H-AD002 priima signalus, paduodamus iš reguliuojamų nuolatinės srovės šaltinių t.y. iš laidumo, temperatūros ir slėgio jutiklių. - Diskretinių įėjimų bloku C200H-ID212, turinčiu 16 įėjimų. - Diskretinių išėjimų bloku (32 išėjimų) C200H-OD218 3.1.6. Vykdymo įrenginiai. 3.1.6.1 Automatinės sklendės. Dažniausiai CIP įrenginiuose naudojamos diskretinio tipo (atidaryta/uždaryta) automatinės sklendės valdomos 24 VDC signalais. 3.1.6.2. Siurbliai. Tirpalo paruošimo ir plovimo sistemose būna trijų rūšių siurbliai: - Linijiniai siurbliai. Dažniausiai naudojami išcentriniai siurbliai, kad užtikrintų aukštą paduodamo skysčio slėgį apie 4 bar. - Maišymo (dozavimo) siurbliai. Skirti rūgšties arba šarmo tiekimui į sumaišymo talpą. Naudojami tokie pat kaip linijiniai siurbliai tik mažesnės galios. - Scavenge arba sugrąžinimo siurbliai. Dažniausiai naudojami, sugrąžinti plovimo skysčius iš technologinių talpyklų. Jie gali dirbti ir nesant skysčiams. 13

3.1.8. Kiti plovimo sistemos įrengimai: - Vandens, tirpalo talpos. Talpos gali būti įvairių dydžių, bet būtinai turi talpinti tiek skysčių, kad užpildžius pačią didžiausią aptarnaujamą technologinę liniją dar liktų 25 % atsargos. Tirpalo paruošimo ir plovimo sistema turi keturias talpas šaltam ir karštam vandeniui, rūgšties ir šarmo tirpalams laikyti. Talpos būna įvairių formų, bet dažniausiai naudojami nerūdijančio plieno apvalūs bakai su kūgio formos dugnu. - Kaitinimo elementas. Kaitinimo elementas naudojamas vandens, tirpalo temperatūros pakėlimui iki nustatyto lygio. Dažniausiai kaitinimui naudojami garai. 11 pav. Technologinio proceso struktūrinė schema 14

3.2. Valdymo algoritmo sudarymas 3.2.1. Bendro algoritmo sudarymas Bendras algoritmas parodytas 12 paveiksle. Jis parodo visų operacijų seką. 1. Inicializacija tikrina ar visos talpos užpildytos iki viršutinių lygio jutiklių. 2. Karšto vandens paruošimas iki 90ºC. 3. Plovimas šaltu vandeniu alaus pieno produktų likučių drenavimas į kanalizaciją. 4. Plovimas 32 ms, 65ºC šarmu. 5. Karštas vanduo į objektą, šarmas grąžinamas į šarmo talpą. 6. Plovimas rūgštimi 15 ms 7. Šaltas vanduo į objektą, rūgštis grąžinama į rūgšties talpą. 8. Karštas vanduo į objektą, rūgšties šarmo drenavimas, plovimas karštu vandeniu. 12 pav. 15

3.2.2 Inicializacijos algoritmas Inicializacijos algoritmas parodytas 13 paveiksle. Šis algoritmas programos pradžioje tikrina viršutinių talpų lygio jutiklių būseną. Jei jutikliai nesuveikę atidarius reikiamus vožtuvus ir įjungus siurblius talpos pripildomos vandeniu. Taip pat talpų pildymo metu aktyvuojamas gedimų tikrinimo algoritmas. 1. Tikrinama ar įjungtas starto mygtukas. 2. Išjungiama gedimo ir etapų indikacija. 3. Įjungiama inicializacijos indikacija. 4. Įjungiamas siurblys LM. 5. Tikrinama ar visi vožtuvai uždaryti. 6. Uždaromi visi vožtuvai. 7. Tikrinama ar karšto vandens talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 8. Jei karšto vandens talpa nepilna pripildoma šaltu vandeniu. 9. Tikrinama ar yra grįžtamas srautas. 10. Jei talpa pilna uždaromi prieš tai atidaryti vožtuvai. 11. Tikrinama ar šarmo talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 12. Jei šarmo talpa nepilna pripildoma šaltu vandeniu. 13. Tikrinama ar yra grįžtamas srautas. 14. Jei talpa pilna uždaromi prieš tai atidaryti vožtuvai. 15. Tikrinama ar rūgšties talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 16. Jei rūgšties talpa nepilna pripildoma šaltu vandeniu. 17. Tikrinama ar yra grįžtamas srautas. 18. Jei talpa pilna uždaromi prieš tai atidaryti vožtuvai. 19. Tikrinama ar šalto vandens talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 20. Jei šalto vandens talpa nepilna pripildoma šaltu 13 pav. vandeniu. 21. Išjungiamas šalto vandens vožtuvas 22. Išjungiama inicializacijos indikacija. 16

3.2.3 Karšto vandens paruošimo algoritmas Karšto vandens paruošimo algoritmas parodytas 14 paveiksle. Po inicializacijos kai karšto vandens talpa pripildyta šaltu vandeniu įjungiami karšto vandens paruošimui reikalingi vožtuvai. Cirkuliuodamas ratu vanduo šildomas garais iki 90ºC. 90ºC 1. Įjungiama karšto vandens paruošimo indikacija. 2. Tikrinama ar karšto vandens talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 3. Jei karšto vandens talpa nepilna pripildoma šaltu vandeniu. 4. Uždaromi nereikalingi vožtuvai 5. Atidaromi vožtuvai karšto vandens cirkuliacijai. 6. Tikrinama ar yra grįžtamas srautas. 7. Keliama temperatūra iki 90ºC. 8. Uždaromi prieš tai atidaryti vožtuvai. 9. Išjungiama karšto vandens paruošimo indikacija. 14 pav. 3.2.4. Plovimo šaltu vandeniu algoritmas Plovimo šaltu vandeniu algoritmas pavaizduotas 15 paveiksle. Plovimo šaltu vandeniu metu atidaromi vožtuvai į plaunamą įrenginį ir drenavimo į kanalizaciją vožtuvas. Per nustatytą 1000 s laiką išplaunami maisto likučiai į kanalizaciją. 17

1. Įjungiama plovimo šaltu vandeniu indikacija. 2. Įjungiami reikalingi vožtuvai. 3. Nustatomas ciklo laikas. 4. Tikrinama ar taimeris suveikė, jei ne tikrinama ar yra grįžtamas srautas. 5. Uždaromi prieš tai atidaryti vožtuvai. 6. Išjungiama plovimo šaltu vandeniu indikacija 15 pav. 3.2.5. Plovimo šarmu algoritmas Plovimo šarmu algoritmas parodytas 16 paveiksle. Šis algoritmas pradžioje patikrina ar šarmo talpa pilna. Jei nepilna pripildo talpą šaltu vandeniu. Po to užduotą laiką tikrinama šarmo koncentracija. Jei koncentracija nepakankama įjungiamas šarmo koncentrato siurblys. Pasiekus reikiamą koncentraciją, pakeliama reikiama temperatūra ir atidarius vožtuvus į plaunamą įrenginį, cirkuliuodamas ratu, šarmo tirpalas nustatytą laiką jį plauna. 18

1. Tikrinama ar šarmo talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 2. Jei nepilna pripildoma šaltu vandeniu. 3. Uždaromi nereikalingi vožtuvai atidaryti šalto vandens pripildymo metu. 4. Atidaromi vožtuvai koncentracijai ir temperatūrai sukelti. 5. Tikrinama ir keliama ploviklio šarmo koncentracija. 6. Tikrinama ir keliama temperatūra. 7. Įjungiami reikalingi vožtuvai ir šarmas paduodamas į objektą. 8. Uždaromi prieš tai atidaryti nereikalingi vožtuvai. 9. Nustatomas plovimo šarmu laikas. 10. Tikrinama ar taimeris suveikė. 11. Tikrinamas grįžtamas srautas. 12. tikrinama ploviklio temperatūra. 13. Jei taimeris suveikė uždaromi prieš tai atidaryti vožtuvai. 14. Išjungiama plovimo šarmu indikacija. 16 pav. 19

3.2.6. Plovimo karštu vandeniu algoritmas Plovimo karštu vandeniu algoritmas parodytas 17 paveiksle. Po plovimo šarmu karštas vanduo, atidarius reikiamus vožtuvus, išstumia šarmą iš plaunamo įrenginio ir sugrąžina jį į šarmo talpą. 17 pav. 1. Įjungiama plovimo karštu vandeniu indikacija 2. Tikrinama ar karšto vandens talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 3. Jei karšto vandens talpa nepilna pripildoma šaltu vandeniu. 4. Uždaromi nereikalingi vožtuvai. 5. Atidaromi vožtuvai ir vanduo išstumia šarmą į šarmo talpą. 6. Nustatomas maksimalus proceso laikas. 7. Tikrinama ar taimeris suveikė. 8. Jei taimeris nesuveikė tikrinamas grįžtamas srautas, keliama temperatūra ir tikrina ar šarmo talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 9. Jei pasibaigė proceso laikas arba šarmo talpa pilna uždaromi prieš tai atidaryti vožtuvai. 10. Išjungiama plovimo karštu vandeniu indikacija. 3.2.7. Plovimo rūgštimi algoritmas Plovimo šarmu algoritmas parodytas 18 paveiksle. Po plovimo karštu vandeniu talpų dezinfekavimui į plaunamą įrenginį paduodamas rūgšties tirpalas prieš tai patikrinus tirpalo koncentraciją. 20

1. Įjungiama plovimo rūgštimi indikacija. 2. Tikrinama ar rūgšties talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 3. Jei rūgšties talpa nepilna pripildoma šaltu vandeniu. 4. Uždaromi nereikalingi vožtuvai. 5. Tikrinama ir keliama rūgšties koncentracija. 6. Atidaromi vožtuvai rūgšties padavimui į objektą. 7. Uždaromi nereikalingi vožtuvai. 8. Nustatomas plovimo rūgštimi laikas. 9. Tikrinama ar taimeris suveikė. 10. Tikrinamas grįžtamas srautas. 11. Jei proceso laikas baigėsi uždaromi vožtuvai. 12. Išjungiama plovimo rūgštimi indikacija. 18 pav. 3.2.8. Plovimo šaltu vandeniu 2 algoritmas Plovimo šaltu vandeniu 2 algoritmas parodytas 19 paveiksle. Šaltas vanduo paleistas į plaunamą įrenginį stumia rūgštį iš plaunamo įrenginio į rūgšties talpą tol kol suveiks viršutinis talpos jutiklis arba pasibaigs užduotas laikas. 21

19 pav. 1. Įjungiama plovimo šaltu vandeniu 2 indikacija. 2. Tikrinama ar šalto vandens talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 3. Jei šalto vandens talpa nepilna pripildoma šaltu vandeniu. 4. Jei talpa pilna uždaromas vandens vožtuvas. 5. Atidaromi vožtuvai ir vanduo išstumia rūgštį į rūgšties talpą. 6. Nustatomas maksimalus proceso laikas. 7. Tikrinama ar taimeris suveikė. 8. Jei taimeris nesuveikė tikrinama ar rūgšties talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 9. Jei pasibaigė proceso laikas arba rūgšties talpa pilna uždaromi prieš tai atidaryti vožtuvai. 10. Išjungiama plovimo šaltu vandeniu 2 indikacija. 3.2.9. Plovimo karštu vandeniu 2 algoritmas Plovimo karštu vandeniu algoritmas parodytas 20 ir 21 paveiksluose. Plovimo karštu vandeniu 2 pradžioje užduotą laiką padavus karštą vandenį rūgšties ir šarmo likučiai drenuojami į kanalizaciją. Po to uždaru ratu cirkuliuodamas vanduo sterilizuoją įrenginį. Baigus sterilizaciją užduotą laiką vanduo drenuojamas. 22

90ºC 1. Įjungiama plovimo karštu vandeniu 2 indikacija. 2. Tikrinama ar karšto vandens talpa pilna iki viršutinio lygio jutiklio ribos. 3. Jei karšto vandens talpa nepilna pripildomai šaltu vandeniu. 4. Uždaromi prieš tai atidaryti vožtuvai. 5. Atidaromi vožtuvai reikalingi karšto vandens padavimui ir rūgšties ir šarmo likučių drenavimui į kanalizaciją. 6. Nustatomas proceso laikas. 7. Tikrinama ar taimeris veikia. 8. Jei neveikia keliama temperatūra. 9. Atidaromas vožtuvas. 10. Uždaromas drenažas. 11. Nustatomas proceso laikas. 20 pav. 23

90ºC 12.Tikrinama ar taimeris veikia. 13. Jei neveikia keliama temperatūra. 14. Uždaromas vožtuvas. 15. Atidaromas drenažas. 16. Nustatomas proceso laikas. 17. Tikrinama ar taimeris veikia. Jei neveikia tikrinamas grįžtamas srautas. 18. Kai taimeris suveikia išjungiamas siurblys ir visi vožtuvai. 19. Išjungiama plovimo karštu vandeniu 2 indikacija. 21 pav. 3.2.10. Temperatūros tikrinimo algoritmas Temperatūros tikrinimo algoritmas parodytas 22 paveiksle. Šis algoritmas programos veikimo metu tikrina Temperatūros jutiklių pagalba plovimo skysčių temperatūrą. Jei temperatūra per maža įjungiamas garo padavimo vožtuvas. Taip pat šis algoritmas tikrina ar tikrai kaista plovimo skystis. 24

22 pav. 1. Tikrinama ar temperatūros jutiklis LTT1 rodo mažiau nei 65(90)ºC. 2. Jei LTT1 rodo mažiau nustatomas temperatūros tikrinimo laikas. 3. Nuskaitomi LTT2 parodymai į atminties lastelę. 4. Įjungiams garo vožtuvas. 5. Tikrinama ar taimeris suveikė. 6. Jei taimeris suveikė išjungiamas garo vožtuvas. 7. Nuskaitomi LTT2 parodymai į kitą atminties lastelę. 8. Tikrinama ar atminties 2 parodymai didesni už atmintį 1. Jei atminties 2 parodymai didesni už atminties 1 parodymus tikrinama ar LTT1 jau pasiekė 65(90)ºC. 9. Jei atminties 2 parodymai nedidesni už atminties 1 parodymus išjungiamas siurblys. 10. Uždegama gedimo indikacija. 11. Tikrinama ar Start mygtukas veikia. 12. Jei Start mygtukas neveikia tikrinama ar veikia reset mygtukas. 13. Jei Reset mygtukas nuspaustas išjungiami visi vožtuvai ir grąžinama į inicializaciją. 14. Jei nuspaustas Start mygtukas išjungiama gedimo indikacija. 15. Jei nuspaustas Start mygtukas paleidžiamas siurblys LM. 25

3.2.11. Gedimų tikrinimo algoritmas Gedimų tikrinimo algoritmas parodytas 23 paveiksle. Gedimų tikrinimo algoritmas paremtas grįžtamo srauto tikrinimu jutiklio LFS pagalba. Jei grįžtamo srauto nėra, tai sistemoje įvyko gedimas. 23 pav. 1. Nustatomas gedimo tikrinimo laikas (per kiek turi atsirasti grįžtamas srautas). 2. Tikrinama ar suveikė taimeris. 3. Jei taimeris suveikė išjungiami visi vožtuvai ir grąžinama į inicializaciją (nes neatsirado grįžtamas srautas). 4. Tikrinama ar suveikė srauto jutiklis LFS. 5. Tikrinama ar nuspaustas Stop mygtukas. 6. Jei nuspaustas Stop mygtukas išjungiamas siurblys LM. 7. Tikrinama ar nuspaustas Start mygtukas. 8. Tikrinama ar nuspaustas Reset mygtukas. Jei nuspaustas grąžinama į inicializaciją. 9. Jei nuspaustas Start mygtukas įjungiamas siurblys. 3.2.12. Laidumo tikrinimo algoritmas Laidumo tikrinimo algoritmas parodytas 24 paveiksle. Laidumo tikrinimo algoritmas programos veikimo metu tikrina ar plovimo skystis yra reikiamos koncentracijos. 26

24 pav. 1. Tikrinama ar plovimo skystis reikiamos koncentracijos. 2. Jei plovimo skysčio koncentracija per maža užduodamas laikas koncentracijai pakelti. 3. Nuskaitomi jutiklio parodymai į atmintį 1. 4. Įjungiamas koncentrato siurblys. 5. Tikrinama ar laikas baigėsi. 6. Jei laikas baigėsi išjungiamas koncentrato siurblys. 7. Nuskaitomi jutiklio parodymai į atmintį 2. 8. Tikrinama ar atminties 2 parodymai didesni į už atminties 1 parodymus. 9. Jei parodymai ne didesni įjungiama gedimo indikacija. 10. Tikrinama ar nuspaustas Start mygtukas. 11. Jei Start mygtukas neveikia tikrinama ar veikia reset mygtukas. 12. Jei Reset mygtukas nuspaustas išjungiami visi vožtuvai ir grąžinama į inicializaciją. 13. Jei Start mygtukas nuspaustas gedimo indikacija išjungiama ir paleidžiamas siurblys. 3.3. Proceso optimizavimas Vadovaujantis 5 paveiksle pavaizduota vandens temperatūros ir bakterijų žūties laiko priklausomybe galima optimizuoti sterilizavimo karštu vandeniu etapą, pavaizduotą algoritme 20 ir 21 paveiksle. Optimizavus šį etapą galima sutaupyti laiką ir energiją. 27

Pagal 5 paveikslą sudaroma laiko ir temperatūrų lentelė 4 lentelė Eilės Nr. Laikas, s Temperatūra, ºC 1. 360 80 2. 720 77 3. 1080 76,5 4. 1440 76 5. 1800 75,5 6. 2160 75 7. 2520 74 8. 2880 73,5 9. 3240 73 10. 3600 72 Sterilizavimo karštu vandeniu algoritmas pavaizduotas 25 paveiksle LTT1=> 77ºC? LTT1=> 73ºC? LTT1=> 80ºC? 25 pav. 28

Šis algoritmas įterpiamas į plovimo karštu vandeniu 2 algoritmą po drenažo uždarymo (Nr. 10) a) Skaitiklis skaičiuos 10 kartų 360 s; b) Nustatomas taimerio laikas; c) Tikrinama ar taimeris suveikė; d) Jei taimeris nesuveikė tikrinamas gedimas; e) Tikrinama ar yra temperatūros pokytis; f) Prie buvusios skaitiklio reikšmės pridedamas 1; g) Tikrinama skaitiklio reikšmė; h) Tikrinama ar temperatūros jutiklis LTT1 rodo 80ºC. Jei rodo, užbaigiamas sterilizavimo karštu vandeniu etapas ir einama į drenavimo etapą; i) Tikrinama skaitiklio reikšmė po 760 s; j) Tikrinama ar temperatūros jutiklis LTT1 rodo 77ºC; k) Tikrinama skaitiklio reikšmė po 3240 s; l) Tikrinama ar temperatūros jutiklis LTT1 rodo 73ºC; m) Tikrinama skaitiklio reikšmė po 3600 s. Jei suveikė, užbaigiamas sterilizavimo karštu vandeniu etapas ir einama į drenavimo etapą; n) Jei nesuveikė įjungiama gedimo indikacija; o) Uždaromi visi vožtuvai; p) Grąžinama į inicializaciją. Optimizavus sterilizavimo karštu vandeniu etapą, trunkantį valandą, galima sumažinti iki 6 minučių. 3.4. Darbo sauga 3.4.1. Darbas su pavojingomis cheminėmis medžiagomis ir preparatais, nurodytais Lietuvos Respublikos cheminių medžiagų ir preparatų įstatyme, taip pat veikiančių elektros įrenginių srovinių grandinių, skirtų didesnei kaip 10 A srovei ir esant grandinių įtampai, aukštesnei kaip 50 V (kintamajai srovei) ir aukštesnei kaip 75 V (nuolatinei srovei), remonto ir (ar) derinimo darbai, vadovaujantis pavojingų darbų sąrašu patvirtintu Lietuvos Respublikos Vyriausybės 2002 m. rugsėjo 3 d. nutarimu Nr. 1386, priskiriami prie pavojingų darbų. Todėl vadovaujantis mokymo ir atestavimo darbuotojų saugos ir sveikatos klausimais bendrųjų nuostatų patvirtintų Lietuvos Respublikos Socialinės apsaugos ir darbo ministro ir Lietuvos Respublikos Sveikatos apsaugos ministro 2003 m. gruodžio 31 d. Įsakymu Nr. A1-223/V-792 reikalavimais, darbuotojai aptarnaujantys įrenginį turi būti apmokyti saugiai dirbti, kad nebūtų pakenkta jų sveikatai. 29

3.4.2. Darbdavys vadovaudamasis pavojingų cheminių saugos duomenų lapais ir darbuotojų aprūpinimo asmeninėmis apsauginėmis priemonėmis nuostatais patvirtintais Lietuvos Respublikos Socialinės apsaugos ir darbo ministerijos 1998 m. balandžio 20 d. įsakymu Nr. 77 turi aprūpinti darbuotojus aptarnaujančius įrenginį asmeninėmis apsauginėmis priemonėmis. 3.4.3 Įmonė eksploatuojanti CIP įrenginį vadovaujantis darbuotojų saugos ir sveikatos instrukcijų rengimo ir instruktavimo tvarka, patvirtinta Lietuvos Respublikos vyriausiojo valstybinio darbo inspektoriaus 2005 m. balandžio 20 d. įsakymu Nr. 1-107 turi parengti Darbuotojų saugos ir sveikatos instrukciją. 3.4.4. Elektros įrenginiai turi būti eksploatuojami vadovaujantis elektros įrenginių eksploatavimo saugos taisyklėmis patvirtintomis Lietuvos Respublikos ūkio ministro 2004 m. lapkričio 26 d. įsakymu Nr. 4-432. 30

4. REZULTATŲ APTARIMAS IR IŠVADOS Šiame darbe pagal išanalizuotus maisto pramonėje (Kalnapilio Tauro grupė AB ir AB Rokiškio sūris) taikomus plovimo proceso techninius sprendimus, reikalavimus plovimo tirpalų koncentracijoms, temperatūros reikalavimus, išnagrinėtus dokumentus, kurie reglamentuoja procesą, buvo suprojektuota automatinė proceso valdymo sistema, parinkti įrengimai, sudarytas valdymo algoritmas, optimizuotas sterilizavimo karštu vandeniu etapas, numatyti darbo saugos reikalavimai eksplotuojant plovimo įrenginį. Taip pat nubraižytos technologinio proceso struktūrinė, blokinė ir sujungimų schemos. Algoritmą galima tobulinti atsižvelgiant į technologų reikalavimus, plaunamų įrenginių ar naudojamų plovimo ir dezinfekavimo tirpalų tipą. Sistemą taip pat galima tobulinti uždavus naujus reikalavimus ar sumontavus naujus valdymo, apsaugos įrenginius. 31

Dulevicius V. CIP (Clean in Place) system and it s control: Master s Work in Control Engineering / supervisor doc. Dr. L. Jakucionis; Kaunas University of Technology, Institute of Panevezys, Departament of Electricity Technology,- Panevezys: KTU PI, 2006-33 pages, 4 appendices. 5. SUMMARY CIP (Clean-In-Place) system. CIP equipment is spare for self-cleaning and disinfect technologic lines which are using in food, pharmacy and others industries and it is not necessary to d ismantle it. Washing process consists of few stages. It is: washing with water, washing with HNO 3 or H 3 PO 4 (they are made on the ground of acid) and washing with leach NaOH. Work point to analyse washing process technical resolutions, requirements of washing soak concentration, temperature, which are aim at food industry (AB Kalnapilio Tauro grupė and AB Rokiškio sūris ). To analyse documents, which regalement process. To project universal automatic process control system and optimise process. After analysing awe-requirements that washing system would quality washed technologic lines or tanks of food industry, washing system should: 1. Automatic prepare and keep necessary concentration technologic soaks; 2. Automatic prepare and keep soaks and water temperature which are used in washing; 3. Automatic control and manage times of washing stages; 4. Liquids which are bleed to canalization should fulfil ecological requirements; 5. Economically use washing soaks; 6. To preclude the possibility of tainted production producing when it is broken any component of washing system. 32

6. LITERATŪRA Л. П. Брусиловский, А. Я. Ваинберг. Автоматизация технологических процессов в молочной промышленности Москва.: 1978. - 344 p. http://www.cip.ukcentre.com http://www.omron.ca/products.htm http://www.lenntech.com http://www.negele.net/ 33

PRIEDAI 34