Введение к работе
Актуальность проблемы. Процесс смешения используется во многих отраслях промышленности, где осуществляется приготовление однородных по составу композиций находящихся в порошкообразном, зернистом и пылевидном состояниях. От правильной организации его проведения зависит качество пищевых продуктов и их соответствие медико-биологическим требованиям.
Это особенно важно для Кузбасса, где неблагоприятная экологическая обстановка осложняется несбалансированностью рациона и отсутствием в нем необходимого количества витаминов, микро- и макроэлементов, что вызывает необходимость обогащения продуктов питания биологически ценными компонентами и освоение новых технологий их получения.
При производстве сухих комбинированных продуктов питания, одной из основных проблем является равномерное распределение различных добавок (витамины, БАД, наполнители, стабилизаторы, ароматизаторы н т.д.), вносимых в небольших количествах (0.5-2 %), по всему объему смеси. В ряде случаев необходимо получить высококачественную смесь при соотношении смешиваемых компонентов 1:500 и выше.
Аналогичную проблему приходится решать в других отраслях промышленности при производстве комбикормов, ЗЦМ сухим способом, премиксов, ГОД, различных шихт для получения стекла и композяпионных материалов.
Поэтому, разработка эффективных смесительных -агрегатов для переработки мелкозернистых и дисперсных материалов с большой разницей содержания их в смеси является актуальной научной fftfiftifffi представляющей большой практический интерес для пищевых и ряда других отраслей хозяйства.
Цель работы. Разработка новых конструкций высокоэффективных непрерывнсдействукнцих смесителей центробежного типа, обладающих регулируемой инерционностью, для получения сухих многокомпонентных композиций, с соотношением смешиваемых компонентов 1:500 и выше, на основе анализа результатов теоретических и экспериментальных исследований процесса
?ОТгЧГ ^-["ШНТРИ* В соответствии с поставленной целью в настоящей работе решались следующие основные задачи:
моделирование процесса смешивания в непрерывнодействующих агрегатах центробежного типа с различной топологией материальных потоков на основе кибернетического подхода, корреляционного анализа и математических неделей усреднения;
реализация математической модели СНД с помощью методов цифрового машинного моделирования и проверка ее на адекватность реальному процессу;
разработка и экспериментальное исследование новых конструкций СНД центробежного типа с организацией направленного движения материальных потоков в них, обеспечивающих получение качественных смесей при соотношении смешиваемых компонентов 1:500 и
Научная новизна. Созданы математические модели непрерывнодеиствуютаего смесительного агрегата центробежного типа с различными контурами рециклов материальных потоков, позволяющие проанапизировать возможность получения смесей заданного качества с учетом его инерционных свойств; проведен корреляционный анализ влияния топологии материальных потоков на однородность смеси в СНД центробежного типа; предложен алгоритм расчета на ЭВМ рациональных конструктивных и динамических параметров СНД центробежного типа с учетом входных воздействий, оказываемых со стороны дозирующих устройств.
Практическая значимость в реализация- Результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса смешивания дисперсных материалов позволили разработать три новые конструкции СНД центробежного типа с различной топологией движения материальных потоков в них, техническая новизна которых защищена патентами РФ. При непосредственном участии автора разработано аппаратурное оформление следующих стадий непрерывного смешивания, включающее в свой состав центробежный СНД нашей конструкции: в технологической схеме производства «сухого мороженого» производительностью 300 кг/час. Проведены успешные опытно- промышленные испытания на ОАО «Кемеровском хладокомбинате»; в технологии производства сухих посолочных композиций для деликатесных продуктов из мяса птицы в торговом доме «ОТМАШ» г. Кемерово.
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Процессы и аппараты пищевых производств» КемТИППа лекционных курсах, дипломном и курсовом проектировании при подготовке бакалавров, инженеров н магистров.
н1 TlfFffT выносятся: математическое описание процесса непрерывного смешивания при различных топологиях материальных потоков внутри СНД центробежного типа с использованием элементов корреляционного анализа и моделей усреднения; математическая модель непрерывводенствующего смесительного агрегата, разработанная с использованием методов технической кибернетики, и позволяющая в диалоговом режиме с ЭВМ подобрать рациональные параметры работы дозирующих устройств и СНД; новые конструкции центробежных СНД и результаты экспериментальных исследований процесса смешивания дисперсных материалов в одном из них; методика проектирования и расчета СНД центробежного типа с контурами опережающих потоков.
Апробация рафугы, Основные положения, изложенные в диссертационной работе, были представлены и обсуждены на: ежегодных научных конференциях Кемеровского технологического института пищевой промышленности (2000-2003); 3* международной ігаучно-практической конференции «Продовольственный рынок н проблемы здорового питання». Орел, 2000; «Информационные недра Кузбасса», Кемерово: КемГУ, 2001; 4ой международной научно-технической конференции "Пища. Экология, человек". Москва, 2001; межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологии». Казань, 2002; международном симпозиуме «Федеральный и
региональный аспекты государственной политики в области здорового питания». Кемерово, 2002; материалах конференции «Наука и практика. Диалоги нового века». Набережные челны, 2003; всероссийской научно-практической конференции «Достижение науки и практики в деятельности образовательных учреждений». Юрга, 2003; межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологии». Казань, 2003.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 42 работы, получено 4 патента и 2 положительных решения на выдачу патента РФ.
Структура и объем диссертации, Диссертация состоит из введения, четырех пив, основных выводов, списка литераггуры и приложений; включает 50 рисунков, 24 таблицы. Основной текст изложен на 156 страницах машинописного текста, приложения - на 74 страницах. Список литературы включает 111 наименований.
