Управление технологическим процессом и его эффективностью

                                 Управление технологическим процессом и его эффективностью
Поиск и устранение неполадок… требует анализа всей информации, которая может относиться к делу. Информацию же дают записи по контролю технологического процесса.

Что входит в понятие «управление технологическим процессом»

Менеджер по производству всегда должен управлять им так, чтобы производить про­дукт по минимальной цене и с характеристиками, установленными группой разра­ботки новых изделий (включающей представителей отдела маркетинга и сбыта). Достигнуть этого технолог может, только обеспечив хорошее рабочее состояние оборудования и соответствующую подготовку персонала для обнаружения воз­можных неполадок и принятия мер для их устранения. В части обеспечения поста­вок сырья и упаковочных материалов необходимого качества технолог полагается на отдел снабжения фирмы и специалистов по контролю качества.
Все операции, необходимые для изготовления каждого продукта, должны быть подробно документированы, и это является составной частью общей системы управ­ления качеством. Управление технологическим процессом основано на устранении нарушений и проблем, а не на методе «проб и ошибок», в связи с чем следует прове­сти исследования по определению критических контрольных точек. Записи, относя­щиеся к контролю технологического процесса, следует регулярно анализировать для выявления причин нарушений и их более эффективного предотвращения. Такая си­стема позволяет постоянно совершенствовать производство.

В конце каждого производственного цикла записи должны быть собраны, и менеджер по производству должен проанализировать соответствие конечного продукта ожидае­мому (или теоретически возможному) результату. В то же время следует провести рас­чет, показывающий причины потерь и вызванные ими издержки. Потери (не только материалов, но и труда) образуются в результате простоев, брака и других факторов. Для предприятия полезно ежедневно получать информацию о подобной «неэффектив­ности». Люди легче воспринимают потери в денежном выражении, чем в виде процентов от ожидаемой производительности! Эти трудоемкие вычисления могут быть выполне­ны с помощью соответствующей компьютерной программы (например, автор располага­ет подобной программой, называющейся «Efficiency Recorder» («Регистратор эффек­тивности»)).

Поскольку производственные установки стали более сложными и производи­тельными, а численность персонала снизилась, упаковочное оборудование и его ме­ханизмы подачи стали требовать уменьшения допусков в размерах изделий. Методы управления технологическим процессом стали, естественно, более сложными. Но даже самые лучшие схемы иногда дают отрицательный результат! Если существую­щая система управления технологическим процессом и соответствующие процеду­ры не ведут к исправлению неполадки или решению проблемы, начинается процесс поиска и устранения неполадок. Если этот процесс организован правильно, он подо­бен детективному расследованию — в нем используется опыт многих людей, изуча­ется вся информация, относящаяся к делу… Процесс поиска и устранения неполадок мы более подробно рассмотрим в разделе 5.9.

Весь производственный персонал должен вносить свой вклад в совершенствова­ние процесса контроля, но зачастую исследования и оптимизация технологии бывают сосредоточены в технологическом отделе. Технологи должны отвечать также за со­вершенствование и внедрение различных методов управления технологическим про­цессом, используемых в различных цехах предприятия. Для производства это очень важно. Специалисты производства должны использовать методы контроля техноло­гического процесса, а менеджер по производству должен отвечать за производимый продукт. Поэтому следует добиваться тесного взаимодействия между технологами, занятыми контролем технологического процесса, и менеджерами по производству. Таким образом, «производство в соответствии с техническими условиями» включа­ет в себя:

упаковку изделий;

обеспечение правильной массы и количества изделий в каждой упаковке;

обеспечение требуемого внешнего вида и пищевой ценности изделий;

минимизацию потерь времени на производстве.

Нормы (стандарты) на контроль технологического процесса определены в техни­ческих условиях к продукту (см. раздел 6.5). Время от времени требования к продукту могут изменяться на основе опыта работы или других факторов. Все изменения долж­ны утверждаться разработчиками изделий.

Схемы контроля технологического процесса

Проверка любого процесса всегда начинается с подробного его описания, включая под­робную рецептуру производимых изделий, все используемое оборудование и его из­меряемые параметры, продолжительность технологических операций, рабочие темпе­ратуры и регистрацию производимых измерений (после их выполнения), а также возможных допусков. Если подробное описание сделано так, как показано на схеме, приведенной на рис. 5.1, при работе без сбоев это дает технологам некий эталон, с ко­торым можно сравнивать данные в случае возникновения неполадок. Обычно на про­изводстве отдельные операторы отвечают за различное оборудование, причем каждый из них имеет свое представление о наилучших условиях производства. Каждый также отвечает за выполнение той или иной операции для обеспечения наиболее предпочти­тельных условий. По отдельности параметры этих операций могут быть приемлемы­ми, но если оценивать установку (цех) как целое, то некоторые сочетания параметров могут оказаться отнюдь не лучшими, но операторы об этом не знают. Задача техноло­гов как раз и заключается в том, чтобы следить за этими факторами и устанавливать ограничения на допустимость тех или иных показателей по сложившейся ситуации.

Если в форме для записи результатов контроля технологического процесса рядом с величинами, которые могут регулироваться, оставлены пустые места, то работники производства или службы контроля технологического процесса могут время от време­ни выборочно проверять, настроены ли все машины в соответствии с планом. Если это не так, можно начинать анализ или, по крайней мере, сделать запись, показываю­щую, что определенные параметры, по-видимому, не являются критическими.

Контроль технологического процесса и ведение записей для установок без датчиков непрерывного мониторинга

На основе анализа и опыта работы устанавливаются критические контрольные точки, и далее вести запись измерений следует в этих точках (возможно существование и других контрольных точек, но в них вести записи нет необходимости).

Первая возможность оценить соответствие изделия техническим требованиям возникает на выходе из печи. Поэтому обычно в этой точке берут пробы и измеряют их массу, размер, цвет и влажность. Один из наиболее важных параметров — это масса изделия (если она не соответствует требованиям, вероятно, и другие парамет­ры также неверны). Необходимо применять качественные средства контроля массы печенья при выходе из печи (это должна быть первая проверка). Если в результате измерений на выходе из печи обнаружены нарушения в технологии, можно дать сигнал о необходимости настройки формующей машины или печи, а при необходимости
Рис. 5.1. Пример схемы контроля технологического процесса
и прекратить подачу заготовок в печь. Также можно предупредить персонал, ответ­ственный за упаковку, о выработке некондиционной продукции.

Для предварительной проверки качества теста из нового замеса небольшой образец этого теста иногда вручную помещают в какую-нибудь зону формующего оборудова­ния для получения изделия заранее (до обработки всей массы этого теста). Это бывает полезно для своевременного обнаружения серьезных ошибок в рецептуре теста, однако после отлежки и формовки тестовых заготовок анализировать и прогнозировать каче­ство печенья бывает не конструктивно.

Контрольные записи параметров на выходе печи вести очень важно, так как затем можно проанализировать работу за день. На многих предприятиях измерения про­веряют по отбраковочным пределам, и значения фиксируются на бланке рядом с ука­занием времени. На подобных бланках нередко можно видеть отметки времени че­рез 15 или 30 мин и место для соответствующих записей (см. рис. 5.2.)

У такого метода записи много недостатков. Например, если записано значение, выходящее за рамки заданного, был ли повторно взят образец, и если да, то каково было новое значение и сколько времени продолжался выпуск брака? Для отражения этих операций места нет. Менеджер по производству, зашедший на этот производ­ственный участок, может не выявить весь масштаб проблемы и время, требуемое на ее устранение. Гораздо предпочтительнее использовать графики тренда (trend charts), причем лучше и информативнее те графики, которые основаны на статистических данных карты технологического контроля (см. рис. 5.3.)

Как видно из рисунка, этот вид бланка позволяет записать все проделанные заме­ры. Можно ожидать, что при наличии проблем взятие образцов и измерения произво­дятся чаще. Такой тип бланка позволяет сразу визуально сравнить результаты с нор­мой и допусками, а картина записей измерений позволяет оценить тенденции. Тренды позволяют лучше понять, сколько времени росло то или иное отклонение, и помогают выявить его причины (и, следовательно, на чем следует сконцентрировать внимание). Операторы, менеджеры, технический производственный персонал и т. д. могут выпол­нять замеры и записывать результаты с помощью отметок разных цветов и формы.

Взятие для пробы, например, 25 штук печенья с непрерывной линии, где каждую минуту производится много сотен штук, может дать лишь примерную оценку любо­го параметра. Принцип статистической выборки заключается в том, что кратковре­менная изменчивость принимается за факт, так что если один образец попадает в заранее определенные пределы, вероятно, что вся совокупность удовлетворительна. Если, однако, параметры образца выходят за допустимые пределы, должен быть не­медленно взят второй образец, и если он также неудовлетворителен, то имеется ве­роятность, что вся выборка будет бракованной. Таким образом, карта технологиче­ского контроля показывает линию значения центрального среднего, выше и ниже нее имеется две «предупредительные» линии и еще дальше от центральной линии — две линии «принятия мер» (см. рис. 5.3).

Карты технологического контроля

Иногда карты технологического контроля называют картами Шеварта (Shewart chart). Подробно они описаны в стандарте Великобритании BS 2564 [1] и в некоторых руко­водствах по статистическим методам контроля качества.

 

Дата		НОРМЫ				Длина печенья мм Масса печенья мм Цвет печенья, верх низ				Рядов
Установка № Наименование печенья		Длина датчика толщины мм Количество печений для заполнения датчика Вес заполненного датчика г				ья (%)				в минуту (станд. ) Длительность
		Влажность печен!								выпечки (стандмин.)
Время	Вес заполнен­ного датчика (г)	Количество печений в датчике	Длина датчика толщины (мм)	Ширина печенья (мм)	Цвет печенья верх низ		Влажность,	Остановы От До			Причина останова. Общие замечания
							%
08-00
08-30
09-00
09-30
10-00
10-30
11-00
11-30
12-00
12-30
13-00
13-30
14-00
14-30
15-00
15-30

Рис. 5.2. Бланк технологического контроля

Дата Рядов в минуту (станд.) Номер установки Длительность выпечки (станд. мин.) Наименование печенья

Масса 25 штук изделий

ПРЕДЕЛ ПРИНЯТИЯ МЕР ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ЦЕЛЬ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ПРЕДЕЛ ПРИНЯТИЯ МЕР

Толщина 25 штук изделий

Длина 5 штук изделий

Ширина 5 штук изделий

Цвет верх — 0 низ = X

8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00

Рис. 5.3. Карта технологического контроля. Бланк для ежедневных записей о работе установки
Для их построения необходимо, во-первых, определить внутреннее и верхнее допу­стимое отклонение от целевого среднего. Это делается путем измерения отобранных проб печенья, полученного за очень короткий промежуток времени, для определения диапазона кратковременной изменчивости средних. Для получения положений пре­дельных линий диапазон средних затем умножается на два коэффициента. Внутренние («предупреждающие») пределы определяются уравнением х ± Л0025^} а внешние («принятия мер») — уравнением х ± Л0 001^, где х — это целевое среднее, ада-средний диапазон, полученный в результате выборочного контроля. Эти пределы используют­ся, чтобы показать, что когда процесс контролируется и измерения вносятся в бланк, только 1 точка из 20 лежит вне нижних пределов, поэтому можно ожидать, что когда технологический процесс под контролем, вторая выборка, проведенная сразу же, под­твердит это, и только 1 точка из 1000 будет лежать за внешними линиями. Поэтому результат, лежащий вне внутренних пределов, должен быть подтвержден вторым еще до принятия мер, но если результат находится за внешними пределами, соответствую­щие меры необходимо принять немедленно.

При сборе данных для заполнения бланка важно помнить, что отбор проб печенья должен каждый раз выполняться одинаково и по единой методике. По количеству печенья и положению изделий на ленте пода отбор проб должен соответствовать тому, как печенье собирается в упаковки. Так, если в упаковке массой 200 г содержится, например, 30 штук печенья, количество отобранных образцов соответствует 30 изде­лиям. На бланк должна быть нанесена целевая (центральная) линия с допусками для максимума (или минимума) массы, ширины, толщины или длины в соответствии с требованиями или допусками упаковочной машины.

Контрольные карты, подобные представленным на рис. 5.3, рекомендуется при­менять для всех производственных установок. Печенье обычно упаковывается в упаковки «столбиком», где толщина отдельных печений определяет количество по­мещающихся в упаковку изделий. Упаковки, конечно, продаются поштучно с опре­деленной массой, поэтому лишнее печенье в пачке означает ее превышение. В неко­торых случаях изготовители предпочитают контролировать печенье по объему, но поскольку объем связан с массой печенья, широко применять этот подход не реко­мендуется.

5.3.2. Временное изменение рецептуры и контроль замесов

Для сохранения соответствия характеристик изделий техническим условиям перио­дически при приготовлении теста или его замесе приходится производить неболь­шие изменения в рецептуре. Наиболее распространено изменение содержания воды, применяемое для поддержания упруго-пластических свойств при варьировании ка­чества муки и температуры. Также могут быть необходимы изменения в количестве химических разрыхлителей. Важно иметь надежные средства записи этих измене­ний. Изменения должны быть утверждены соответствующим руководителем под подпись с указанием сущности изменения и времени его выполнения. Персонал, за­нятый контролем технологического процесса, должен периодически проверять все имевшие место изменения по каждой производственной линии, поскольку могут по­надобиться постоянные изменения в рецептуре или проведение специального исследо­вания — для установления причин возникновения тех или иных изменений, свиде­тельствующих о нестабильности технологического процесса.

Выполнение контрольных измерений технологического процесса

Настоятельно рекомендуется поручить проведение анализов и запись результатов на выходе из печи операторам установки, а не специальному персоналу, занятому конт­ролем технологического процесса. Следует поощрять руководителей и технологов к проведению дополнительных замеров и записи их результатов на карты с отличитель­ными пометками. Операторы должны записывать все результаты измерений тщатель­но и аккуратно, поскольку знать природу и величину отклонений очень важно. Эти замеры служат основой для регулирования установки, а также (в долгосрочном пла­не) основой для внесения изменений в технологический процесс или в установку, особенно если будут фиксироваться значительные отклонения и неполадки.

За создание карт должны отвечать технологи (с учетом соответствующих мето­дов отбора проб для анализа и различий качества печенья при выходе из печи, а так­же охлажденного или отделанного изделия перед упаковкой). Для каждого изделия требуется своя карта, и вместе с руководством цеха технологи должны обеспечить наличие необходимого количество карт, — так, чтобы для каждой новой партии мог­ла использоваться новая карта.

Используемые для измерений приборы и инструменты должны быть необходи­мой точности, как можно проще по устройству и в использовании. Простое и надеж­ное типичное устройство для измерения толщины, длины и ширины печенья изобра­жено на рис. 5.4. Его можно использовать почти в вертикальном положении для измерения толщины (так, чтобы на «столбик» печенья оказывалось стандартное дав­ление) и в горизонтальном положении (для измерения длины и ширины). Для 

Рис. 5.4. Прибор для измерения толщины, длины и ширины печенья
упрощения проверки длины и ширины рекомендуется укладывать рядом количество из­делий, кратное 3-5 штукам, что позволяет просто умножать отклонения на данную величину Данные замеров должны записываться в карту технологического контроля, что позволяет предотвратить арифметические ошибки. Для квадратного или круглого печенья записи длины и ширины должны быть выполнены на одной части карты раз­личными символами так, чтобы их совпадение или несовпадение было сразу заметно. Для взвешивания печенья следует применять электронные лабораторные весы с циф­ровой шкалой и округлением до одной десятой грамма.

Измерения влажности и цвета (верхней и нижней поверхностей) на выходе из печи в настоящее время с помощью электронных приборов могут выполняться очень быст­ро. Регулярную поверку этих приборов и детальное понимание операторами работы с ними должны обеспечить технологи.

Подобные средства для измерений и записи должны быть установлены и в дру­гих местах, где важно определение характеристик изделия (например, там, где на поверхность печенья наносится отделка — масло, крем или шоколад).

В соответствии с международными стандартами определение массовой доли вла­ги печенья — это довольно продолжительный тест, однако существуют и другие, ус­коренные методы, дающие хорошие, хотя и приблизительные, результаты. Особенно эффективен метод, основанный на поглощении света в инфракрасной области. При­бор, построенный на этом принципе, необходимо откалибровать для отдельных ви­дов печенья, так как он чувствителен и к содержанию жира. После калибровки прибор дает показания практически мгновенно, причем на небольшом количестве измель­ченного печенья. Такой прибор поставляет компания Infrared Engineering, адрес ко­торой приведен в конце этой главы.

Меры, предпринимаемые в результате анализа характеристик изделий

Если контрольные карты правильно разработаны и используются, то они указывают операторам на необходимость принятия тех или иных мер (например, на необходи­мость регулировки технологического оборудования). Важно, чтобы сообщение о не­обходимости регулировки передавалось правильно и быстро. Чаще всего вмешатель­ства требует масса изделия. Поскольку линии по производству печенья довольно длинные, необходимо передавать сигнал от выхода печи к формующей машине (где масса может быть изменена) и получать подтверждение приема этого сигнала. Обыч­но используют ручную сигнализацию, но если соответствующего оператора в нуж­ное время не видно, она может быть не применима. Полезной может оказаться про­стая система с сигнальными лампочками и звуковой сигнализацией для увеличения или уменьшения массы с отключением после подтверждения приема сигнала. Такая система может включать таймер, чтобы после регулирования массы тестовой заго­товки послать сигнал от формующей машины к выходу из печи; сигнал подается, когда печенье с отрегулированными характеристиками появляется из печи. Обычно в ведении записей массы тестовых заготовок и т. д. нет необходимости, но делать после выхода из печи какие-то отметки на картах о принятии мер бывает полезно.

Измерительные приборы для ведения мониторинга

Задача контроля технологического процесса — поддержание постоянных парамет­ров производства. Ясно, что даже при статистической оценке периодический отбор проб довольно трудоемок, утомителен и не дает полной картины процесса. В настоя­щее время имеются датчики, которые могут использоваться для непрерывного конт­роля или частых проверок большинства параметров изделия и оборудования. Необхо­димо очень внимательно подходить к их установке, то есть так, чтобы они определяли именно те параметры, для измерения которых они предназначены, и чтобы на их пока­зания не влияли такие факторы, как температура, пыль и вибрация. Оценка работы датчиков — важная составляющая работы технолога. По возможности такие датчики должны подавать сигнал при отказе.

Все измерительные приборы должны выдавать электрические сигналы — так, что­бы их показания можно было считывать на расстоянии и фиксировать в электронном виде для дальнейшего использования. Одним из основных препятствий для лучшего понимания причинно-следственных связей в технологическом процессе является рас­положение частей производственной линии. Инструментальный контроль позволяет обеспечить централизацию информации, и диспетчер установки может по отобра­женной у него в диспетчерской информации судить о состоянии продукта и установ­ки по всей протяженности технологической линии. Некоторые датчики могут быть дополнены телевизионными камерами. На участки, где требуется ручная дополни­тельная наладка, может быть вызван оператор, и при необходимости можно наблю­дать за его работой.

Эффективность и встроенные средства контроля

Эффективность порождает эффективность, а неэффективность заразительна и стре­мится заразить все вокруг. Эффективность производства связана с количеством при­годного для продажи продукта, изготовленного из определенного количества мате­риала за определенное время с определенной численностью персонала. К основным причинам неэффективности при производстве МКИ относятся:
замедленная реакция на результаты замеров параметров изделий, выходящие за допустимые пределы;
остановы, вызванные чрезмерными отклонениями характеристик свойств теста или качества изделия, что вызывает проблемы с фасовочными машинами;
длительное время стабилизации процесса после переключений установок и в начале смен.

Анализ чрезмерных отклонений и оптимизация технологического процесса

Ценность непрерывного контроля некоторого изменяющегося параметра, например, цвета печенья, заключается в том, что общую картину изменений можно видеть при этом гораздо яснее, чем при выборочных проверках. Общая картина отклонений зача­стую дает ключ к пониманию причин или источников отклонений. Гораздо предпоч­тительнее предотвращать нежелательные отклонения от установленных параметров, чем их компенсировать. Сбор данных с соответствующих датчиков с последующей обработкой их при помощи статистических корреляционных методов позволяет строить качественные и количественные модели процессов. Идеалом является авто­матическая запись данных, регулирование и оптимизация технологического процес­са при помощи достаточного количества датчиков и компьютера в качестве «мозга».

Моделирование технологического процесса имеет четыре четко выраженных этапа:

оценка качества (что на что влияет);

информационное обеспечение регулирования (на сколько следует изменить некоторую основную переменную для получения желаемого результата);

регулирование с прогнозированием (включающее зависимости не только от основной переменной);

замкнутый цикл (закономерности технологического процесса с 95%-ной дос­товерностью).

В настоящее время положение таково, что ни одна линия по производству МКИ еще не способна обеспечить полностью дистанционное (автоматическое) управле­ние. Причины заключаются в настолько большом количестве технологических пере­менных и столь большом различии между изделиями, что создание такой установки не представляется экономически целесообразным. Соответствующие датчики и про­граммы существуют, но моделирование процессов — задача трудновыполнимая. Довольно мало установок, выпускающих исключительно один продукт, причем они конструировались без учета возможностей автоматического управления (в них слишком много потенциальных контрольных точек).

Если принять, что изменение цвета при выпечке может, например, регулировать­ся путем управления температурой печи, изменением рецептуры, массы тестовой за­готовки и некоторыми другими факторами, то становится ясным, что внедрение про­стого замкнутого процесса управления с изменением только условий выпечки может привести скорее к возникновению проблем, чем к улучшению. Таким образом, луч­ше иметь хорошее отображение изменения переменных, а для изменения параметров процесса использовать опыт человека. Производство МКИ во многом еще «ремесло», и для технолога в нем еще много интересных задач.

Классическая методика моделирования технологического процесса заключается в проведении статистически спланированных экспериментов с преднамеренно варьиру­емыми факторами. Такой подход зачастую не слишком любим производственниками, а использование специальной опытной установки имеет свои недостатки и является той роскошью, которую немногие могут себе позволить.

Повышение эффективности при запуске или при переходе на различные сорта изделий

Наличие множества возможностей для регулирования параметров некоторой уста­новки или технологического процесса в целом зачастую имеет следствием медлен­ный запуск и большую потерю времени и материала. Существует немного предпри­ятий, где заранее позаботились о том, чтобы зафиксировать на бумаге все параметры всего оборудования и все измеряемые параметры сырья, теста и т. д. по всем издели­ям. При запуске выбор тех или иных параметров осуществляется на основе навыков и опыта (и памяти!) работников, а протяженность и сложность большинства устано­вок ведет к большим затратам времени. Составление диаграмм контроля технологи­ческого процесса (см. упрощенную диаграмму на рис. 5.1) является обязанностью технолога. Сначала данные собираются при как можно более устойчивой работе ус­тановки и служат основой для дальнейших исследований, направленных на оптими­зацию процесса и (что наиболее важно) как справочный материал для операторов при настройке установки перед запуском.

Рекомендуется запустить, отрегулировать и прогнать установку вхолостую до того, как будет замешана первая партия теста. В этом случае при наличии каких- либо механических или электрических неполадок их можно устранить без потерь теста или его излишней отлежки. Современное оборудование оснащено в основном датчиками с электронным отображением параметров, которые можно записать в па­мять компьютера и запрограммировать для приведения всей установки в положение для запуска одним нажатием кнопки. По ходу производства могут потребоваться до­полнительные регулировки, которые фиксируются с указанием времени наладки и увязываются с наблюдаемыми изменениями характеристик выпекаемого изделия. Это важный шаг к пониманию процесса и его оптимизации.

Краткое описание применяемых измерительных приборов

Для контроля большинства переменных технологического процесса существуют дат­чики, однако большинство из них было изначально предназначено не для производ­ства печенья (и даже не для пищевой промышленности). Тем не менее эффективнее использовать уже проверенные приборы, чем разрабатывать новые.

Измерение свойств сырья

За качество хранящегося на предприятии сырья отвечает служба контроля качества, которая анализирует его различные показатели. Все сильнее наблюдается стремле­ние проверять качество сырья на всех этапах его перемещения из складов бестарного хранения к тестоприготовительному отделению. Температура — параметр, общий для всех видов сырья, и она может быть измерена довольно хорошо, однако при ее измерении необходимо исключить ошибки, вызванные, например, транспортирующим воздухом или трением материала о датчик.

При замесе теста может быть важна водопоглотительная способность муки, а на нее сильно влияет влажность муки и содержание в ней белков. Для измерения этих свойств муки может быть использована спектроскопия в инфракрасной области спектра.

Полезным прибором для контроля концентрации растворов солей и сахаров яв­ляется рефрактометр, однако для конкретных растворов необходима его калибров­ка. Расположенные в потоке рН-метры также могут дать полезные данные о содер­жании в растворах кислот и об однородности состава химических разрыхлителей. Для измерения содержания в жировых продуктах сухих веществ может применять­ся ядерный магнитный резонанс (ЯМР).

Дозирование ингредиентов

Дозирование — наиболее важная область контроля технологического процесса, так как ошибки в дозировании впоследствии могут вызвать самые разные проблемы. Твердые вещества обычно взвешивают порционно, и хорошая точность (которая зна­чительно выше, чем в системе непрерывного дозирования) обеспечивается выбором соответствующей системы дозирования. Описание методов дозирования и анализ их достоинств мы приводим в разделе 32.5.

Методы контроля процесса замеса

При смешивании различных видов сырья реализуется несколько функций. Обыч­но требуется однородная смесь, длительность получения которой зависит от типа мешалки и ее загрузки. Переполнение мешалки может серьезно затруднить хоро­шее перемешивание. Некоторые ингредиенты растворятся в имеющихся жидко­стях, а другие могут оказаться лишь гидратированными. Упомянутыми функциями являются длительность, температура и скорость перемешивания. Могут происхо­дить и другие изменения — например, образование клейковины из гидратированных белков пшеничной муки. Эти изменения зависят от напряжения сдвига и сжатия, а следовательно, от работы тестомесильной машины. Энергия, потребляемая миксе­ром, выделяется в виде тепла и поглощается тестом (и, в небольшой степени, мате­риалом самой машины).

Этот вопрос более подробно рассматривается в главе 33 (в разделе, посвященном замесу), но в поисках средств получения теста одинакового качества из разных партий используются различные типы измерительных приборов. Легко измерить длительность замеса, относительно просто контролировать температуру теста (если температурный датчик встроен в тестомесильную машину), но значительно сложнее следить за энергией, преобразуемой в тесте. Используя датчик момента или уст­ройство контроля мощности, соединенные с двигателем мешалки, можно следить за ходом замеса, а по форме кривой можно оценить стадию смешивания в терминах гидратации муки и образование клейковины. Такой прибор очень полезен для пре­дотвращения излишнего перемешивания сахарного теста и для обнаружения

Отклонения содержания воды от стандартного значения (в процентах)
Рис. 5.5. Влияние содержания воды в тесте на общее энергопотребление теста «Rich Tea», смешиваемого по длительности или по температуре отклонений при замесе любого теста. Изменение уровня энергопотребления в типичном затяжном тесте при постепенном добавлении воды показано на рис. 5.5. Следует учи­тывать, что в типовых высокоскоростных тестомесильных машинах для производства печенья при недостаточном или излишнем добавлении воды возможны низкие значе­ния энергопотребления.

По форме кривой энергопотребления можно прогнозировать качество изделий, но ее интерпретация зависит от типа машины и конкретной рецептуры. Важно помнить, что кривая энергопотребления сильно зависит от нагрузки тестомесильной машины, и поэтому на нее могут существенно влиять изменения в количестве вводимых обрез­ков теста и т. п.

Приборы для формующего оборудования
Бункеры трехвальцовых тестопрокатных машин, ротационных тестоформовочных машин, струнно-резальных и отсадочно-формовочных машин
Высота теста в воронках этих основных формовочных машин существенно влияет на толщину получаемых пластов теста или на массу получаемых тестовых заготовок. Для определения и контроля высоты теста в воронках существует много простых бесконтактных (типа датчиков приближения) или оптических приборов. Желатель­но, чтобы тесто в воронке было как можно ниже и ровнее
.
Дозирование теста в тестопрокатной/формовочной машине
Тестопрокатная машина с двумя или тремя валками дозирует тесто неравномерно. На равномерность дозирования влияют высота теста в бункере, отклонения в конси­стенции теста и введение обрезков теста. Кроме того, оператору резальной машины очень трудно точно установить скорость подачи теста из вальцовой машины на пер­вые калибровочные валки из-за низкой линейной скорости пласта теста. На рис. 5.6 показано, что пласт теста между тестопрокатной машиной и первыми калибровочны­ми валками может быть волнистым, с разрывами, посыпанным мукой и т. д. Если тесто тянется или скорость подачи на первых калибровочных валках велика, это вли­яет и на последующие участки технологического процесса. В большинстве случаев для контроля скорости подачи на калибровочные валки, для ускорения или замедле­ния конвейера могут оказаться полезными оптический датчик или датчик с задней колодкой. Оптический датчик поддерживает заданное положение поверхности тес­та, когда оно стремится подняться или опуститься (см. рис. 5.7).

Другая, более простая, но менее чувствительная система регулирования для из­менения скорости тестопрокатной машины и следующего за нею подающего конвей­ера использует момент первых калибровочных валков. Оператор задает исходный уровень на основе нормальных условий, и скорость подачи автоматически удержи­вается на заданном уровне.

Следовательно, первые калибровочные валки используются для измерения мас­сы теста в установке. Подобные системы регулирования подачи теста могут быть использованы при необходимости на всех калибровочных валках, но было установ­лено, что оптимальные позиции для эффективного контроля — это первые калибро­вочные валки после тестопрокатной машины и позиция после машины для ламини­рования теста.

Принцип работы оптического датчика толщины пласта теста для реализации подобного управления проиллюстрирован на рис. 5.7. Если от удара, вибрации или
Рис. 5.6. Система дозирования теста с помощью датчика массового расхода толчка некоторой массы теста положение датчика измени­лось, меняется и регулируемое положение поверхности теста. Кроме того, нарушить работу оптики может тесто, прилип­шее к глазку датчика под дей­ствием статического электри­чества.
Масса тестовых заготовок, вырезанных из пласта теста
Больше, чем каким-либо другим отдельно взятым фактором, размер печенья опреде­ляется его массой. На момент написания этой книги отсутствовали поставляемые серийно более или менее удовлетворительные встраиваемые в линию весы для тес­товых заготовок. Лучший компромисс — это определение массы по измерению тол­щины тестовых заготовок, что предполагает постоянную их плотность (это является вполне обоснованным предположением). Для измерения толщины пласта теста не­посредственно перед резкой или тестовых заготовок после резки используется опти­ческий датчик. При этом возникает несколько заслуживающих внимания проблем, а именно:

Если не происходит значительного смещения теста резальной машиной, изме­ренная толщина листа теста равна толщине отрезанной заготовки. При ис­пользовании для резки двухвальцовой ротационной машины первые валки штампуют и формируют узор на тесте, а также прижимают тесто к режущей решетке, а вторые вырезают заготовки необходимой формы. Если первые валки находятся не точно на высоте поверхности теста, то тесто либо не прижимается, либо происходит смещение в область обреза.

Измерение толщины тестовых заготовок сильно осложняется тем, что датчик должен быть расположен на некотором расстоянии от резального устройства из-за механизма устройства подъема обрезков. Небольшое смещение может привести к тому, что датчик иногда будет срабатывать при различных поло­жениях заготовки, в связи с чем из-за различного рисунка печенья и отвер­стий в нем измеренная средняя толщина может меняться. Тестовые заготовки часто отрываются от режущей решетки, что влияет на их видимую высоту.
♦ Толщина листов теста или тестовых заготовок составляет обычно 2-3 мм. Из­менение массы на ±2% уже значительно, и поэтому датчик должен позволять измерение толщины менее 0,05 мм. На практике, хотя датчики могут измерять и меньшие величины, изменение толщины режущей решетки и ее вибрация зат­рудняют проведение надежных измерений с указанной точностью.

Рассматривая вопрос изменения массы тестовой заготовки, стоит вспомнить, что одной из причин его изменения при точном дозировании теста для резальной маши­ны является неравномерное восстановление тестовой заготовки после ее точной фор­мовки. Это может быть вызвано изменениями свойств теста, например из-за отлежки, температуры или неравномерных включений обрезков. Все эти факторы могут быть сведены к минимуму при тщательном контроле формования теста.

Масса тестовых заготовок, сформованных на ротационной тестоформовочной машине

Различная настройка ротационных тестоформовочных машин влияет на массу тес­товых заготовок (см. главу 36). Оптические датчики используются для контроля тол­щины, а следовательно, массы сформированных заготовок, находящихся еще на фор­мовочном конвейере, но при этом возникают проблемы, подобные описанным для тестовых заготовок, вырезаемых из пласта теста. Остается справедливым утвержде­ние, что в качестве превентивной меры лучше регулировать консистенцию теста и его высоту в бункере формующей машины, чем затем осуществлять компенсирую­щее регулирование.

Установка калибровочных валков

С помощью бесконтактных датчиков приближения, определяющих положение вал­ков, можно контролировать установку зазора калибровочных валков. Затем можно использовать следящие электродвигатели для поддержания постоянных зазоров не­зависимо от нагрузки и износа подшипников с помощью нормальной червячной пе­редачи.

Такие системы также позволяют дистанционно регулировать зазоры в установке из центральной диспетчерской. Очевидно, такая аппаратура наиболее полезна для регулирования установки конечных калибровочных валков.

Счетчики рядов тестовых заготовок

Производительность определяется в основном скоростью тестоформовочной маши­ны, но такая ее характеристика, как количество рядов в минуту, не обязательно указы­вает на скорость поступления заготовок в печь, поскольку под резаком может отсут­ствовать тесто или по различным причинам целый пласт теста может быть отправлен для переработки в качестве обрезков. Поэтому рекомендуется использовать счетчик рядов заготовок, поступающих в печь, который дает полезную производственную ин­формацию и может быть использован в расчете общего выхода продукции за смену или в сутки. Следует помнить, что скорость работы печи (время выпечки) не является ос­новным показателем производительности, так как расстояние между тестовыми заго­товками в месте их выхода из тесторезальной или ротационной тестоформовочной машины может меняться.

Обсыпка сахаром, солью и орехами

Многие виды печенья перед выпечкой обсыпают сахаром, солью или кусочками орехов. Количество этих ингредиентов влияет на внешний вид, массу и стоимость изде­лий, поэтому желательно контролировать их количество. На практике такой конт­роль встречается достаточно редко, и зачастую количество наносимого материала из-за закупорки или малого уровня сырья в бункере бывает непостоянным. Исполь­зуя в бункере датчик снижения массы или уровня в сочетании со счетчиком рядов изделий, можно через регулярные интервалы вычислять массовый процент (или ис­пользовать другие единицы), при необходимости отображая его или записывая. Пос­ле этого достаточно просто встроить сигнализаторы, сообщающие об отклонениях за установленные верхний или нижний пределы.

Измерительные приборы, используемые при выпечке

Хотя печь для выпечки печенья можно рассматривать просто как горячий туннель, этот «короб» довольно сложен с точки зрения турбулентного движения в нем возду­ха и выделения тепла. Выделение дымовых газов и влаги в разных участках печи различно, в связи с чем управление печью очень важно, особенно если принять во внимание проблемы энергосбережения. Процесс выпечки мы более подробно рас­смотрим в главе 38. В общем, при выпечке печенья образуется своего рода открытая структура, значительно снижается содержание влаги и происходит некоторое изме­нение цвета поверхности. Это достигается путем подведения тепла к верхней и ниж­ней поверхностям тестовой заготовки. Воздействие тепла зависит от типа и конст­рукции печи, но из-за отсутствия соответствующего оборудования необходимые или существующие критические условия в отдельных зонах печи обычно бывают извес­тны недостаточно.

Как правило, печи поставляются с термометрами, указывающими температуру воздуха в различных точках печи, что дает примерное представление о температур­ном профиле при выпечке, но не об условиях в непосредственной близости от тесто­вой заготовки. Очевидно, что получаемое тепло связано с температурой воздуха, но на теплопередачу влияет движение воздуха вокруг тестовой заготовки. Поэтому из­мерения температуры воздуха в конвекционных печах являются гораздо более надеж­ными индикаторами условий выпечки, чем в печах со слабым движением воздуха или без его принудительного движения. Некоторые исследователи, однако, выдвинули предположение, что важную роль при выпечке играет инфракрасное излучение и что для правильного формирования структуры печенья (по меньшей мере, на ранних ста­диях) большие скорости движения воздуха вокруг тестовой заготовки не являются оптимальными. Было разработано устройство для измерения теплового потока, из­вестное как «система Q-Dot», которое позволяет непрерывно оценивать тепло, подво­димое к тестовой заготовке при ее проходе через печь. Потенциально это позволяет повысить надежность использования температурного фактора как индикатора теп­ла для выпечки. «Система Q-Dot» основана на применении датчика теплового пото­ка FMBRA Chorleywood/Lawson, разработанном и испытанном FMBRA (Flour Milling andBaking Research Association — исследовательской ассоциацией по вопросам хле­бопекарного и мукомольного производства, ныне объединившейся с другой исследо­вательской ассоциацией и носящей название «Ассоциация исследований пищевых продуктов Кэмдена и Чорливуда» (C&CFRA, Camden and Chorleywood Food Research Association).

Условия выпечки могут существенно влиять на толщину печенья, и поэтому для управления процессом выпечки очень важны их точные измерения или, по крайней мере, возможность поддерживать их на постоянном уровне. Как проблемы измере­ния, так и оптимальные условия выпечки для различных типов печенья требуют дальнейших исследований, но основная проблема заключается в том, что встроен­ные в печи термометры дают лишь приблизительное представление об условиях выпечки.

Одно из средств измерения температурных воздействий, испытываемых тесто­вой заготовкой при проходе через печь, — это измерительное оборудование в виде подвешенных проводов или перемещаемых по печи изолированных блоков с датчи­ками температуры, находящимися вблизи от тестовых заготовок. Такие устройства представляют собой полезные средства исследования, но они не помогают мастеру в его повседневной работе по поддержанию оптимальных условий выпечки. Хотя эти устройства и приспособили для записи температур в тестовых заготовках, но по­скольку заготовки очень тонки, понятно, что точно расположить датчики довольно трудно. С помощью такого оборудования регистрируются температурные профили для определенных условий выпечки, но интерпретировать их бывает затруднитель­но. Основная их ценность в том, что они демонстрируют неравномерное изменение условий от одной стороны печи до другой. Имея данные, инженерам легче внести необходимые изменения. Устройство записи состояния печи под названием Scorpion Température Logger предлагается компанией Fylde Thermal Engineering [20]. Чтобы убе­диться в том, что условия в печи не приведут к получению нестандартного продукта в начале работы, некоторые изготовители печенья пропускают это устройство через свои печи перед началом выпечки.

Большинство современных печей для выпечки МКИ оснащены средствами автома­тического контроля температуры. Это означает, что определенным образом размещен­ные термометры контролируют тепло, производимое топками (горелками) или, в случае электрических печей, нагревательными элементами. Важно, чтобы устрой­ства управления осуществляли пропорциональное регулирование так, чтобы степень нагрева регулировалась плавно, а не просто включали и отключали нагрев. Для целей регулирования печь обычно делится по меньшей мере на три независимо регулируе­мые зоны (обычно с раздельными средствами управления для нагрева сверху и снизу).

Топочные газы и пары воды выпускаются в атмосферу по трубам через крышу пред­приятия. Для улучшения управления при изменении ветра или других атмосферных условий для выпуска обычно используются вентиляторы, а регулирование осуществ­ляется простыми дымовыми трубными заслонками, расположенными ниже вентиля­торов. Обычно для каждой зоны печи используют свою выпускную трубу (дымоход), но иногда несколько зон могут быть соединены с одной трубой.

Отвод из различных точек в каждой зоне печи иногда регулируется системой труб, что допускает изменения для исключения неравномерного теплового баланса (температурного перекоса) по ширине печи. Обычно для замены воздуха, выходя­щего через дымоходы, новый воздух подается с двух сторон печи, а также через топ­ки (горелки). Это неизбежно означает некоторый перенос тепла из одной зоны в другую, что нарушает точность регулирования температуры в печи. Кроме того, если отвод воздуха избыточен, на стороне подачи в печь будет подаваться столько холодного воздуха, что нагрев тестовых заготовок, проходящих через печь, будет задержан, так как активная длина печи при этом уменьшается. Многие современные печи имеют систему соблюдения целостности зон, которая позволяет ограничивать подачу свежего воздуха и отвод дымовых газов отдельной зоной. Это обеспечивает лучшее управление температурой и влажностью. Хотя система отвода дымовых га­зов может казаться вполне удовлетворительной и простой, бывают случаи, когда изменения скорости или направления ветра могут сильно повлиять на скорость от­вода и распределение тепла в печи, что зачастую приводит к значительным послед­ствиям.

Пекарь обычно наблюдает за ходом выпечки через несколько смотровых люков, расположенных вдоль печи. На основе этих наблюдений регулируются температура или режим отвода газов. Некоторые печи в настоящее время оснащают центральны­ми пультами управления, расположенными у выхода из печи. С этих пультов можно наблюдать за состоянием печи, менять заданную температуру и положение дымо­вых заслонок. К сожалению, до сих пор не разработаны датчики, позволяющие ото­бражать на этих пультах параметры изделия в отдельных зонах печи.

Измерительные приборы, применяющиеся после выхода изделия из печи

При выходе печенья из печи производится контроль массы, размера, цвета и влаж­ности. Обычно эти проверки проводятся с использованием отобранных проб до 30 штук изделий, которые вручную берут с ленты пода с интервалом от 15 до 30 мин. Для получения более детального представления об изменении качества продукта ис­пользуются датчики для измерения одного или нескольких параметров изделия не­прерывно или через регулярные интервалы времени. Обычно проверка заключается в контроле только одной полосы печенья, а изменения по ширине ленты пода не кон­тролируются.

Бесконтактные оптические датчики могут измерять все важные параметры (за ис­ключением массы, так как до сих пор не разработаны весы, измеряющие массу печенья на ленте пода). Автоматическая оценка массы печенья предполагает снятие и последу­ющую замену образцов с конвейеров. Механизмы для этого весьма сложны (см., на­пример, [10]). Сигналы, полученные в результате измерений после выхода печенья из печи, могут быть использованы для работы замкнутых систем регулирования, изменя­ющих условия в печи и режимы работы оборудования, формующего тестовые заготов­ки. Форма, толщина, длина и ширина печенья связаны сложной зависимостью с каче­ством теста, массой тестовых заготовок, напряжениями в тесте при формовке изделий и режимами работы печи. На цвет печенья влияют масса тестовой заготовки и режим работы печи, а также (в меньшей степени) содержание влаги в тесте.

С учетом вышесказанного ясно, что, хотя измерение параметров печенья после выхода из печи принципиально важно, использование результатов этих измерений для замкнутых систем автоматического регулирования очень сложно, и к нему следует подходить внимательно и последовательно. На предприятиях имеется большая нужда в средствах автоматического контроля массы печенья или тестовых заготовок с мини­мальным воздействием на них при их движении по установке.

Долгосрочная программа по внедрению средств автоматического управления на основе мониторинга печенья после выхода из печи была реализована на Лондонской фабрике печенья под руководством представителей БЫВКЛ (см. [14]). Прогресс тормозился отсутствием подходящих измерительных приборов для печи и недостат­ком знаний об оптимальных условиях выпечки. Однако эти исследования были важ­ны для разработки автоматической установки по производству печенья, и получен­ные в ходе этой работы результаты будут иметь огромное значение в будущем. Нам предстоит пройти еще длинный путь!

Когда будут усовершенствованы датчики для полного мониторинга размера и массы печенья, будет целесообразно рассмотреть вопрос о размещении этих датчи­ков в разных местах установки, а не только на выходе. Если это осуществится, то, вероятно, решения о тех или иных настройках печи будут более обоснованы. Такой мониторинг стал бы возможным, если бы зоны печи могли быть физически разделе­ны и связаны туннелями для наблюдения.

Измерение влажности печенья в ходе технологического процесса

Важный аспект качества — это влажность печенья, влияющая на срок хранения и (для определенных типов печенья) на возможность его растрескивания. Для дости­жения высокой производительности требуется выпекать печенье как можно быст­рее, и удаление влаги неизбежно ее ограничивает. Как будет показано в разделе 38.5.2, полезным в этом смысле может оказаться использование электронной сушил­ки после выхода изделий из печи.

На большинстве предприятий измерение влажности печенья выполняется мето­дами, основанными на потере веса и заключающимися в нагревании измельченного печенья на специальных весах. Это длительный процесс, требующий присутствия персонала. Существуют также различные неразрушающие методы оценки влажности, но наиболее практичным методом для предприятий по производству печенья в насто­ящее время, по-видимому, является метод, основанный на инфракрасном поглощении. Принцип этого метода заключается в дифференциальном поглощении двух длин волн инфракрасного света. К сожалению, свет не обладает значительной проникающей спо­собностью, и поскольку самая влажная часть печенья находится в его центре, оценить ее невозможно. Чтобы влага в центре свежеиспеченного печенья равномерно распреде­лилась в продукте, требуется несколько часов, а до упаковки печенья проходит лишь около 10 мин. Тем не менее было обнаружено, что изменения в содержании влаги в некоторых видах печенья могут быть выявлены (и, следовательно, измерены) с помо­щью инфракрасного влагомера, если он используется для сканирования уложенного продукта непосредственно перед упаковкой.

Как уже мы упоминали в разделе 5.4, такой же тип влагомера может использо­ваться для оценки содержания влаги в размолотых пробах печенья вне технологиче­ской линии. Такой тип инфракрасного влагомера особенно полезен для сканирования свежих вафельных листов, которые лучше просвечиваются лучом света, а градиент влаж­ности в вафельном листе в любом случае очень мал.

Измерение размеров и цвета

Измерение длины и толщины может быть выполнено с помощью видеосистемы (сис­темы технического зрения), принцип работы которой заключается в том, что при про­хождении продукта под наклонным лучом света он отражается в определенное место фоточувствительной матрицы. Толщина вычисляется относительно основы, например, ленты пода печи. Для получения длины печенья вычисляется время между большими смещениями отраженного луча. Иногда такой датчик объединяют с телевизионной системой, позволяющей также измерять ширину печенья и его отражательную способ­ность (цвет). Такие приборы называют системами технического зрения. В некоторых случаях с помощью следящей системы можно связать измерения толщины после вы­печки с валиком, который немного сжимает теплое мягкое печенье, пока оно еще нахо­дится на стальной ленте пода печи.

Измерительные приборы для отделки

Отделка печенья обычно ведет к увеличению его массы (например, распыление масла, глазирование кремом или шоколадом). Взвешивание в потоке, за исключением взве­шивания пакетов, все еще нуждается в усовершенствовании, однако в некоторых слу­чаях добавление жидкости предоставляет возможность если не регулировать, то изме­рять и отображать результаты. Как распыление масла, так и покрытие шоколадом может быть рассчитано на выход печенья с помощью наблюдения за потерей массы в питающем резервуаре. Шоколад перед помещением на печенье должен быть размягчен. Существует встраиваемый измеритель размягчения, позволяющий проверить, находится ли шоко­лад в нужном состоянии.

Измерительные приборы после упаковки

  Контрольно-весовые автоматы

Контрольно-весовые автоматы (контрольные весы) для взвешивания каждой упа­ковки, помещаемые за упаковочными машинами, успешно используются уже много лет. Перед законодательным введением в Великобритании понятия «средняя масса» контрольно-весовые автоматы использовались в основном для отбраковки пакетов с массой ниже допустимо минимальной брутто. Современное законодательство в воп­росе об упаковочных системах, учитывающих среднюю массу, требует ведения под­робной записи данных о массе единицы упаковки в ходе производственного цикла. Контрольно-весовые автоматы позволяют регистрировать и отображать статисти­чески обработанные результаты измерений. Эта информация очень ценна не только для удовлетворения требований закона, но и для контроля хода производства. Для устройств подачи для упаковочных машин с автоматическим измерением длины ока­залось возможным создать короткие замкнутые контуры управления. Устройство по­дачи с измерением длины выбирает стопку печенья и помещает ее в устройство пода­чи упаковочной машины. Соотношение между длиной стопки, объемом печенья и массой в ходе производства варьирует, и поэтому некоторая регулировка отобранно­го для пачки количества печенья может ограничить случаи появления упаковок уменьшенной массы и суммарный перевес. Контрольно-весовые автоматы для упа­ковок как средство общего контроля производственной линии не идеальны. Они вы­дают информацию через слишком большой промежуток времени после разрезания тестовых заготовок, чтобы можно было создать приемлемые системы автоматичес­кого регулирования. На их работу влияет количество штук печенья в пачке в тех случаях, когда это количество зависит от длины стопки, а возможно, и от лишнего ранее изготовленного печенья, помещенного в производственную линию при необхо­димости его выдержки перед упаковкой. Тем не менее контрольно-весовые автоматы предоставляют полезные записи для оценки эффективности других действий по уп­равлению технологическим процессом.

Металлодетекторы

Поскольку в изделия иногда попадают частички металла, необходимо проверять его наличие в них. Даже небольшие включения металла могут привести к серьезным или необратимым повреждениям тесторезальной или тестоформовочной машины, в свя­зи с чем в месте подачи теста на машины целесообразно установить металлодетектор. Если металл обнаружен, тесто, содержащее его, отбраковывают и тщательно удаля­ют. Очень распространен контроль наличия металла в уже упакованном печенье, ко­торый является ключевой частью системы контроля качества и безопасности продук­ции. Металлодетектор обычно встраивают в линию рядом с контрольно-весовым автоматом.

После обнаружения металла в тесте очень важно, чтобы содержащее его тесто или печенье было изолировано от других продуктов. Имеет смысл найти обнаруженные кусочки металла и выяснить их происхождение, что поможет предотвратить повто­рение таких случаев или укажет место, где необходимо провести ремонт или техни­ческое обслуживание. Частая причина появления металлических фрагментов — это задевание бункера или дежи рабочим органом.

Принцип работы металлодетектора заключается в том, что металлический предмет, движущийся через электромагнитное поле, вызывает отклонения тока, которые могут быть обнаружены и использованы для включения сигнализации или устройств отбра­ковки. Металлодетекторы лучше всего работают с черными металлами, но при несколь­ко большей массе металлопримесей могут быть обнаружены и цветные металлы. Чув­ствительность детектора максимальна, если канал, через который проходит упаковка, как можно меньше. Современные конструкции металлодетекторов позволяют опреде­лить частицы черных и цветных металлов в упаковках из алюминиевой фольги или из металлизированной пленки.

Обнаружение инородных тел

Несмотря на все усилия по поддержанию гигиены и систему управления качеством, к сожалению, иногда нежелательные материалы (помимо металлопримесей) попадают в изделие и могут навредить потребителю или вызвать его раздражение. Если металл относительно просто определить приборами, то стекло, пластмассу и т. п. обнаружить гораздо труднее. Приборы для обнаружения в МКИ инородных тел (помимо металла) широко не используются, хотя ведется разработка детекторов, основанных на измере­нии различной плотности. Они обычно работают на основе рентгеновского излучения для проверки багажа пассажиров в аэропортах, и это может означать их приемлемую стоимость для линий по производству МКИ.

Поиск и устранение неполадок

Возрастание роли технолога в производстве МКИ обусловлено, как было показано, стремлением к росту производительности, разработкой и внедрением соответствую­щих датчиков и потенциальными возможностями компьютеризации для вычислений и хранения данных. Всегда существует возможность что-то сделать лучше, и это осо­бенно относится к производству МКИ, поскольку у нас еще нет достаточного понима­ния процессов, происходящих при их производстве.

Хотя управление технологическими процессами постоянно совершенствуется, не­редко возникают проблемы. Для их решения собирают необходимых сотрудников предприятия, часто находящихся в состоянии некоторой «паники». Подобный метод решения проблем часто называют поиском и устранением неполадок. Что нужно, чтобы быть компетентным специалистом по поиску и устранению неисправностей?

Во-первых, нужно быть наблюдательным. Следует внимательно рассмотреть проявления той или иной проблемы, просмотреть все записи, предшествую­щие ее возникновению, и проанализировать, не выявляется ли определенная система или обстоятельства, которые могут быть связаны с возникновением данной проблемы.

Следует постараться понять механизмы процесса, по возможности, с помощью графика или карты. Необходимо отследить все механизмы, относящиеся к на­блюдаемой проблеме.

Проблема не всегда такова, какой она представляется сначала! Перед тем как сосредоточиться на одной версии, следует обдумывать все связанные с данной проблемой факты и возможности.

Изменения следует осуществлять методично и последовательно. Если одно­временно менять слишком много параметров, в возникающей неразберихе мо­гут быть потеряны истинная причина и верное решение.

Необходимо подробно описывать каждую попытку и то, что получится в ре­зультате. Это важно для окончательного анализа и пригодится на будущее. Возможно, результаты и не пригодятся, но если их не записать, нельзя будет сделать анализ! Отрицательные результаты зачастую столь же важны, как и по­ложительные.

После того как проблема разрешена полностью или в максимально возможной степени, необходимо пересмотреть технологическую инструкцию и попытать­ся устранить те слабые места, которые привели к выходу ситуации из-под конт­роля.

Разбираться в технологическом процессе и заниматься поиском и устранением не­поладок должны не только технологи. Мы постоянно стремимся к тому, чтобы операто­ры установок были наблюдательны и корректировали обнаруженные ими отклонения. В основном это касается контроля и настроек оборудования.

Открывающиеся перспективы весьма заманчивы. Они потребуют от логически мыслящих исследователей в области пищевых продуктов, технологов и инженеров решения интересных и сложных проблем.

Литература

Control Chart Technique, BS 2564 (1955) British Standards Institute.

MANLEY, D. J. R. (1998) Biscuit, Cookie and Cracker Manufacturing Manuals, 1. Ingredients, 2. Biscuit Doughs, 3. Biscuit dough piece forming, 4. Baking and cooling of biscuits, 5. Secondary processing in biscuit manufacturing, 6. Biscuit packaging and storage. Woodhead Publishing, Cambridge.

Дополнительная литература и полезные адреса

OAKLANDS, J. S. (1981) Management tools in manufacture of chemicals: Statistical quality control, Chem. & Ind., 15/8/81.

Statistical Methods (1979) ISO Standards Handbook.

MURDOCK, ]. AND BARNES, J. A. (1972) Statistical Tables for Science Engineers and Management, Macmillan, London.

HOOPER, A. G. (1969) Basic Statistical Quality Control, McGraw-Hill.

WADE, P. AND WATKIN, D. A. (1966) Biscuit Automation: Part I, Proposed Instrumentation/ or Process Investigation, BB1RA Report No. 85.

WADE, P. AND DAVEY, F. J. (1967) Biscuit Automation: Part II, A Semi-Automatic Method for the Determination of Biscuit Moisture Content, FMBRA Report No. 10.

WADE, P. AND WATKIN, D. A. (1968) Biscuit Automation: Part III, Interim Report on the Development of the Dough Sheet Thickness Control System, FMBRA Report No. 11.

WADE, P. AND WATKIN, D. A. (1968) Biscuit Automation: Part IV, Some Results Obtained with the Biscuit Sampling and Automatic Measuring Equipment (SAM), FMBRA Report No. 12.

LAWSON, R. AND HODGE, D.G. (1968) Biscuit Automation, Part V, A System for the Automatic Control of Dough Water Level, FMBRA Report No 21.

LAWSON, R. AND BARRON, L. F. (1970) Biscuit Automation: Part VI, Mathematical modelling of a Pilot Scale Travelling Oven. FMBRA Report No. 38.

LAWSON, R., MARIS., P. I AND BARRON, L. F. (1974) Biscuit Automation: Part VII, Models of the Biscuit Making Process, FMBRA Report No. 62. [14] LAWSON, R. and jabble. S. S. (1979) Further moves Towards a Fully Automatic Semi-Sweet Biscuit Plant, FMBRA Report No. 85.

LAWSON, R. (1978) «Towards the day of computer control in the biscuit plant». Baking Industries Journal, April, p. 9.

PLACHE, К. O. (1980) «Measuring mass flow using the Coriolis principle». Transducer Technology, May/June, 5.

MCFARLANE, I. (1983) Control of Food Manufacturing Processes, Applied Science Publishers, London.

BS 5750 (1987) Published by the BSI Quality Assurance, PO Box 375, Milton Keynes, UK.

HunterLab, 11491 Sunset Hills Road, Reston, VA 20190-5280, USA.

Fylde Thermal Engineering, 5 Prestbury Road, Macclesfield, Cheshire SK10 1AU, England.

Infrared Engineering Ltd, Galliford Road, The Causeway, Maldon, Essex CM9 7XD, England.