Введение к работе
На современном этапе промышленного развития обществом предъявляются всё более высокие требования к качеству смесевых изделий и их стоимости. Это в свою очередь, приводит к использованию новых теоретических подходов и прогрессивных технологий, применение которых позволит обеспечить не только высокий уровень качества готовой продукции, но и высокую экономггческуго эффективность всего производства в целом. Очень часто на практике оказывается, что потребителя, а следовательно и производителя смеси интересует наличие определённого компонента в строго ограниченном объёме смеси (часто но ГОСТ), так, например,'для медицинских препаратов таким объёмом может стать объём (масса) одной или более таблеток, драже и т.п., в которых содержание конкретного вещества определяет его единичное потребление, дозу жёстко ограниченную лекарственным воздействием и необходимую в получении. Можно привести множество примеров, когда потребители, заказчики смесей производимых однотипными технологическими процессами, накладывают различные требования по содержанию ключевых компонентов в единице объёма смеси.
Таким образом, очевидно, что во многих частных случаях, на различных типах производства сыпучих смесей потребительский уровень качества, а именно определённое содержание ключевого компонента в заданном объёме смеси необходимое для удовлетворительного использования или функционирования данного объёма смеси в реальной практике должен определять подход к качественному анализу производимых сыпучих продуктов. Одним из таких анализов может служить методика приготовления смесей детерминированным способом, построенная на зависимостях сочетающих в себе качество конечного продукта (смеси) с возможностями оборудования для её производства. -
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ обосновывается необходимостью удовлетворения всё более возрастающих требований потребителей смесевой продукции к обеспечению точного содержания определённых компонентов в заданных потребителем объемах в широких пределах используемых соотношений составляющих смеси при одновременном повышении общей экошмическс й эффективности, универсальности и безопасности производства в целом. Поэтому разработка детерминированного способа формирования однородности смеси, а также исследование процесса на реализующей его конструкции. смесительной ' установки, позволяющих в значительной мере предопределять качество получаемой смеси путём широкого варьирования технологическими параметрами оборудования для её приготовления становятся актуальными.
ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является создание автоматизированного процесса детерминированного формирования однородности смесей на роторных модулях.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе сформулированы и решены следующие ЗАДАЧИ:
-
Установление предпосылок создания и использования устройств, реализующих детерминированные способ формирования смеси сыпучих компонентов.
-
Разработка математической модели предлагаемого процесса и определение нового критерия оценки качества смесей.
-
Создание экспериментальных стендов дозирования и смешения предлагаемым способом.
-
Экспериментальное исследование стендов дозирования и смешения.'
-
Установление адекватности результатов экспериментальных исследований данным теоретических расчётов.
5 .
-
Разработка инженерной методики проектирования автоматизированных смесительных модулей.
-
Установление унифицированного параметрического ряда автоматизированных смесительных модулей.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ обосновывается на применении индуктивных методов выявления общих закономерностей функционирования процессов, обеспечивающих упорядоченное расположение компонентов в смеси при условии оптимизации полученных результатов положениями теории вероятностей методами иптегрироваипя и. дифференцирования ' и дедуктивных методов исследования экспериментальных стендов при сопоставлении их с результатами численного моделирования.
постановку и методы решении задач получения смесей сыпучих
материалов с заранее предопределенными качественными показателями
(детерминированный способ);
модель процесса детерминированного формирования однородности
смеси, корректную для предлагаемых Конструкций питателей и
смесителя;
обосновашгуга методику определения качества смесей с
использованием условного критерия, определённого не только
параметрами смеси, но и возможностями смесителя;
" инженерную методику проектирования автоматизированных смесительных модулей;
установленный конетрукторско-унифицированный параметрический
ряд автоматизированных смесительных модулей.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА заключается:
* в разработке и обосновании нового метода детерминированного
формирования однородности смеси н установлении ею
закономерностей;
« в создании оригинальной математической модели процесса с детерминированным формированием однородности смеси;
« в предложении новой методики определения качества смеси и нового условного критерия ее оценки;
в обоснованном выборе геометрических и технологических параметров
роторного модуля способного в автоматическом режиме приготавливать
смесь новым способом при условии рациональности показателей его
работы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы заключается в:
разработке и создании конструкций экспериментальных стендов,
которые обеспечивают исследование процессов дозирования и смешения
сыпучих компонентов детерминированным способом в широком
диапазоне изменения технологических и конструктивных параметров,
» лроведении экспериментов подтверждающих соответствие результатов численного анализа процессов данным экспериментальных исследований;-
установлении оптимальных конструктивных и функциональных
характеристик для проектирования роторных смесительных модулей.
ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИИ подтверждается корректностью' постановки задач, объёмом экспериментальных данных, полученных в стендовых условиях, с применением современных средств измерении и методов исследования," корректным применением методов теорії;; р.ероятьэетей и математической статистики при обработке и анализе эк-и.ррмеяг^мшх дапнь;/.. теоретическим обоснованием .чрс;;ехс;^іі;.іі:-: ио.гнпчес!.";;'. процессов,
удовлетворительной сходимостью расчётных данных с
экспериментальными.
РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы предложены на внешний и внутренний рынок РФ. Реализующая способ роторная конструкция смесителя принята на опытные производства фирм "Реком-ТЛ" (премиксы) и "Риддер" (алмазный инструмент) в Туле.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ- Результаты исследований и основные материалы работы докладывались на 31-33 научно-технических конференциях преподавательского состава Тульского государственного университета (г.Тула, 1995-1997гг.), международной научно-технической конференции "Ресурсосберегающие технологии пищевых производств" (г. Санкт-Петербург, 1993г.), международной научно-технической конференции "Прогрессивные методы проектирования технологических процессов, станков и инструментов" (ТулГУ, Тула, 1997г.), научных семинарах ТулГУ (г. Тула, 1995-1998гг.), технических советах фирм "Реком-ТЛ" и "Риддер" (г. Тула, 1996-1998гг.).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации и основным результатам-опубликовано б научных работ, 4 сданы в печать.
СТРУКТУРА II . ОБЪЁМ РАБОТЫ. Диссертационная . работа состоит из введения, семи глав п заключения. Изложена на 136 страницах машинописного' текста, включает 53 рисунка, 25 таолиц и сносок использованных источников кз 124 найменованії;*.