Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Основной задачей перерабатывающей промышленности в нашей стране является обеспечение населения продуктами питания. При этом в условиях перехода к рыночным отношениям особенно важно достичь высокую эффективность производства. Это позволит иметь высокую конкурентоспособность при борьбе за рынок с зарубежными поставками продуктов питания, сникать цены до приемлемого уровня для основной массы населения с невысокими доходами.
Эффективность перерабатывающих производств-определяется в основном степенью использования сырья и связанными с ней потерями, а также издержками производства, среди которых в настоящее время главными -являются затраты энергии.
Современные тенденции создания перерабатывающих, в том числе консервных, производств малой мощности, располагаемых в зонах наличия сельхозсырья, выдвинули актуальную задачу формирования соответствующей технической базы. Создаваемая техника и технология должна /читывать следующие специфические условия функционирования малых троизводств: ;
ограничения по виду, качеству и стоимости энергии, используе-' юй на технологические цели;
относительно низкая квалификация обслуживающего персонала;
недостаточно высокий уровень развития ремонтно-технической базы; -
необходимость, во многих случаях, размещения вводимых производств з уже существующих помещениях.
С учетом указанных условий актуальным является разработка и оздание комплекта оборудования малой мощности по производству кон-' ервов, который позволял бы перерабатывать широкий круг сырья с выпуском разнообразного ассортимента и при этом использовать ограни-
.-4-
чекные ресурсы, прежде всего энергетические. .
Процесс тепловой стерилизации б автоклавах является одним из наиболее сложных и ответственных, среди комплекса процессов производства консервов. Это наиболее энергоемкий процесс среди других Б комплексе процессов консервного производства. Эффективный процесс теплообмена в автоклаве может быть разработан на основе, математического моделирования.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью дачной работы является разработка технологической системы консервного производства ыалой шщнос-ти и обоснование аппаратурного оформленій гибкой структуры производства с разработкой наиболее энергоемкого и обеспечивающего качество продукции оборудования - автоклава ка основе математическогс моделирования процесса теплообмена при стерилизации.
Для достижения поставленной цели резались следующие задачи:
-
Обоснование сгруктурко-фуккилокалыюп схемы консервного производства, рассчитанного на переработку широкого круга плодооесщеогс сырья и выработку разнообразного ассортимента продукции.
-
Разработка математической модели гидродинамики естественно! циркуляции в автоклаве-стерилизаторе.
-
Развитие теоретические положений и математической л;одел; конвективного теплообмена при стерилизации продукта в банке.
. 4. Моделирование процесса теплообмена в автоклаве и банїїая пр: 'дискретном рижме ведения процесса.
5, Разработка рекомендаций по структуре малого ісонсервного производства и его аппаратурному оформлению.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА диссертационной работы заключается в том,что
разработаны теоретические положения процессов гидродинамики теплообмена в автоклаве, заполненном банками со стерилизуемы продуктом, при естественной циркуляции теплоносителя;
получены аналитические решения нелинейных задач конвективног теплообмена в банках при стерилизации;
предложена адекватная комбинированная модель теплообмена в банке, включающая конвективную и "жесткую" модели в соответствующих долях;
получено решение задачи теплообмена в банке при линейном ре-гаке изменения температуры среды и на его основе предложена методика определения долей моделей, составляющих комбинированную модель теплообмена;
дана оценка эффективности дискретного режима теплообмена.
. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ диссертационной работы заключается в том, что на основе проведенных исследований:
обоснована структурно-функциональная схема гибкого консервного производства;
обоснована конструкция и режим работы автоклава-стерилизатора;
определено аппаратурное оформление комплекса оборудования для консервного производства малой мощности;
;.-.-- на основе результатов исследований даны практические рекомендации и реализован выпуск комплекса оборудования для консервного производства малой мощности. В настоящее время на машиностроительных предприятиях Краснодара налажен выпуск оборудования для консервного производства малой мощности и заключен договор с ПО "Комета" (г.Ульяновск) на серийный выпуск оборудования.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.Основные положения диссертации доложены на Республиканской научно-технической конференции "Проблемы энергетики теплотехнологии в отраслях АПК, перерабатывающих растительное сырье" 20 и 21 января 1994 года в МГАПП (Москва), на Международной научной конференции "Прогрессивная технология и техника в пгедевой промышленности" 19-21 сентября 1994 года в КГТУ (Краснодар), на Международной конференции "Научно-технический прогресс в перерабатывающих отраслях АПК" 18-21 мая 1995 года в МГАШІ (Москва),на Международной науч- но-технической конференции "Научно-технический прогресс в пщевой
промышленности" 22-24 ноября 1995 года в ЫТИ (Могилев).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ.Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена ка 148 страницах, содержит 32 рисунка и 4 таблицы.