在线检测技术在乳品工艺中的应用

在线检测技术在乳品工艺中的应用

吴志东、何江宏、高安平、董成

内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司，内蒙古呼和浩特， 011500

一、摘要：

此研究适用于乳品工厂生产全过程，通过对在线检测设备实际应用于生产的过程分析，找出工艺最佳安装位置，减少由于牛奶排放引起的原料过程损失，提高产品出成率。同时还可以减少牛奶排放引起的污水厂处理压力。

乳品工厂工艺设计过程中，对物料在管道中的位置判断，通常是按照物料的设计流速计算在管道中的即时位置来控制工艺过程中的物料转序，例如，工厂经常发生的使用工艺水来顶出管道中的物料和用物料顶出工艺水的操作动作，这个过程看似简单，但往往由于物料在管道中的位置控制不准确，引起工艺水进入物料造成成品质量下降，也可能发生物料被当作工艺水排放从而增加物料损失的风险。

目前，大多数乳品工厂在实际生产过程中为了保证正常的生产，往往采取较保守的设计方案，在上述过程中通过增加物料的排放来保证转序的产品质量合格。本文通过对在线透光仪在液态奶生产工艺中的应用，对物料进行精准控制，即保证产品质量不受影响，又保证尽量少的物料排放。

Abstract：

二、关键词：液态奶、水顶奶、奶顶水、在线透光仪检测

三、研究目的与方法：

通过对不同管径和流速液态奶产品中工艺点采用在线透光仪的应用，对液态奶生产过程中物料转序实现精准化控制，提升自动化工艺水平，生产高品质产品。

四、研究过程

1、奶顶水：以乳品工厂最普通的灭菌乳产品生产为例，环节设备如巴氏杀菌机、牛奶储存罐、牛奶杀菌机等各个转序环节都存在奶顶水、水顶奶操作。该过程通过自动化程序编程实现对单机设备与储奶区域的物料转序进行控制，设定的程序发出进料信号并开始执行进奶程序步骤。经过进料阀门的切换开启或者关闭进料动作，在物料泵作用下原料奶与工艺水互相切换，由于物料和工艺水接触面是相互对流的状态，接触面形成奶水混合物，从进奶到出料完成，该过程形成的奶水混合物往往依靠设备调试时设定的流动时间作为在制物料是否合格的判断依据进行操作。大型乳品工厂由于牛奶储存系统庞大，管路繁杂并且线路较长，一个单元第一个罐和最后一个罐的距离较远，根据生产实际统计数据，该过程单次造成的物料损失在150KG/次,按照杀菌机10.5小时生产周期进行计算，24小时生产周期每条生产线将损失至少300KG原料奶。

图一：奶顶水

2、水顶奶：同理，单机设备生产结束将进行设备清洗，生产程序结束设定为工艺水转换，通过物料管道将巴杀或杀菌后的物料顶入储存罐内，这个过程和料顶奶正好相反，但是由于控制方式也是按照设定时间进行控制，所以造成的物料损失和前者是一样的。按照10.5小时生产周期每条生产线每天也有500KG的物料损失。

图2：水顶奶

3、数据列表：

图3：1月份实际生产数据收集表

五、结论：

近年来，随着高科技产品在生产中的应用，为传统的生产方式带来新的亮点，以本文阐述的在线透光仪为例，依靠光学原理对液体进行分辨技术的提高，使在线检测设备应用在乳品行业的生产控制。该类在线检测设备可以对100克牛奶中掺入1克水进行快速分辨，对管道中流动的原料奶进行在线分析。通过数据传输CPU，控制阀门做到快速反应、精确控制，减少由于以前传统时间控制的方式引起的物料损耗。从图表3可以看出，根据实施工厂实际的测试数据显示，以单个生产周期至少可以减少排放牛奶125KG，每公斤牛奶按照单价4元，每年按照300天生产时间计算，则每条生产线每年通过安装在线检测透光仪挽回牛奶损失150000元以上。