Введение к работе
Актуальность работы. Основой эффективно работающего производства является выпуск конкурентоспособной продукции в рыночных условиях. В многоассортиментном и многооперационном комплексе производства хлебобулочных изделий выпуск высококачественных продуктов широкого ассортимента производится небольшими партиями. Интенсификация и управление такими производствами представляет актуальную задачу. Динамика изменений на рынке хлебобулочных изделий при существенных ограничениях на ресурсы требует углубления научных основ, как управления, так и интенсификации потоков сырья, основных и вспомогательных материалов. Подобные системы распространены в пищевой промышленности, они имеют аналогичные проблемы, и определение путей их решения представляет актуальную научную задачу развития теории технологического потока.
Данное исследование посвящено системному подходу при моделировании процессов в многоассортиментном и многооперационном комплексе производства хлебобулочных изделий с выявлением узких мест с проведением исследований соответствующих процессов для определения путей интенсификации, как этих процессов, так и всего комплекса производства. Разработанные рекомендации содержат как технические, так и организационные предложения по совершенствованию производства с применением новых технических решений и разработанных соответствующих программных продуктов для управления производством.
Работа проводилась в соответствии с планом НИР кафедры МАПП ФГБОУ ВПО «КубГТУ» на 2011-2015 г.г. (5.8.11-15) «Научное обеспечение развития процессов и оборудования пищевых производств», государственная регистрация № 01201152036 .
Цель работы. Моделирование процессов в многоассортиментном и многооперационном комплексе производства хлебобулочных изделий.
Основные задачи исследования. В соответствии с поставленной целью определены следующие основные задачи:
определить эффективную методику оптимизации расписания технологического потока многоассортиментного и многооперационного производства хлебобулочных изделий;
провести моделирование и оптимизацию многокритериальной задачи краткосрочного планирования работы линий производства хлебобулочных изделий, на примере реального хронометража действующего многоассортиментного и многооперационного технологического потока;
определить чувствительность расписания хлебозавода по видам хлебопекарных изделий и установить влияние отдельных операций на эффективность работы конвейера;
исследовать возможности совершенствования решения задачи теплопроводности для тел эллипсовидной формы;
провести эксперименты вакуумного охлаждения хлебобулочных изделий и идентифицировать зависимости коэффициента температуропроводности от основных параметров процесса;
провести математическое моделирование вакуумного охлаждения хлебобулочных изделий различной формы, определить эффективность и рациональные параметры процесса;
разработать технические предложения по совершенствованию многоассортиментного и многооперационного технологического потока производства хлебопекарных изделий.
Научная новизна. Определено, что метод полного перебора с использованием матричной функции позволяет оптимизировать расписание многоассортиментного и многооперационного технологического потока производства хлебопекарных изделий; установлено, что корректное понижение размерности при решении задач трехмерной нестационарной теплопроводности возможно с использованием информации о габаритных размерах эллипсоидальных тел и факторе формы, зависящего от соотношения этих размеров; определены эффективный коэффициент температуропроводности, и интенсивность теплового стока хлебного мякиша при вакуумном охлаждении которые зависят от параметров этого процесса: остаточного давления, начальной температуры и времени охлаждения.
Получены критериальные зависимости нестационарного нерегулярного режима интенсивного вакуумного охлаждения хлебобулочных изделий; определено, что процессами испарения в глубине изделия можно пренебречь, что существенно упрощает дальнейшее моделирование процессов в многоассортиментном и многооперационном комплексе производства хлебобулочных изделий.
Практическая значимость. Разработана конструкция установки для вакуумного охлаждения хлебобулочных изделий непрерывного действия, что позволило сократить время производственного цикла и увеличить производительности линии по сравнению с первоначальной без применения вакуумного охлаждения.
Новизна технического решения подтверждена решением о выдаче патента РФ на полезную модель «Вакуум-охладитель» Заявка № 2012147352. Подано 07.11.2012 Выдано 07.05.2013.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены на следующих 3 международных научных конференциях: Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья. Мат. междунар. науч. - практ. конф. Кр-р, 2011; Материалы международной научно-технической интернет конференции «Энергосберегающие процессы и аппараты в пищевых и химических производствах «ЭПАХПП-2011». Воронеж; Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья. Мат. междунар. науч. - практ. конф. Кр-р, 2012.
Публикация результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендуемых ВАК при Министерстве образования и науки РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 186 страницах, содержит 35 рисунков и 20 таблиц. Список использованных источников включает 103 наименования на русском и иностранных языках. На рисунке 1 представлена схема работы.
