Введение к работе
Актуальность работы. Современная экологическая ситуация требует разработки специального комплекса мероприятий для повышения сопротивляемости организма каждого человека негативным внешним воздействиям. Один из способов решения этой проблемы заключается в обеспечении организма человека всем необходимым комплексом витаминов и питательных веществ. Особое место среди различных продуктов животного и растительного происхождения в пищевом и биологическом отношении занимают молоко и молочные продукты. Пищевая ценность, в частности кисломолочных продуктов, состоит в том, что они содержат все необходимые для человеческого организма питательные вещества (белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, воду) в сбалансированном соотношении и в легкоусваиваемой форме.
При производстве сыров, которые относятся к кисломолочным продуктам, значительное влияние на их конечное качество оказывает режим протекания процесса формирования сгустка. На большинстве предприятий молочной промышленности, особенно небольших, для контроля технологического процесса свертывания молока применяют визуальный метод оценки, а для готовых сыров - органолептический. Эти методы не дают надежных результатов, "так как зависят от сенсорной чувствительности и квалификации операторов. Инструментальные методы и устройства для контроля образования сгустка и готовых сыров, предлагаемые рядом исследователей, конструктивно довольно сложны и неудобны в применении, в силу своих недостатков, серийно не выпускаются.
Из вышеизложенного следует, что разработка прибора, позволяющего выполнять контроль процесса образования кислотно-сычужного сгустка с возможностью использования в системе АСУ технологических процессов, а также лабораторно-промышленного реометра для контроля реологических свойств готовых сыров являются актуальными.
Цель и задачи работы. Основной целью работы является разработка новых конструкций реометров для контроля процесса производства сыров, на основе анализа результатов экспериментальных и теоретических исследований.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Получение регрессионных математических моделей, отражающих влияние ряда инструментальных и технологических факторов на результаты измерений реологических свойств при образовании кислотно-сычужного сгустка и готовой продукции при производстве сыра.
-
Разработка комбинированной математической модели динамики процесса кислотно-сычужного свертывания молока и проверка ее на адекватность.
-
Разработка и экспериментальное исследование новой конструкции реометра для непрерывного контроля процесса созревания кислотно-сычужного сгустка.
-
Разработка, на основе экспериментальных исследований, новой конструкции лабораторно-промышленного реометра для контроля реологических параметров сыров.
РОС. НАЦИОНАЛ» . БИБЛИОТЕКА
5. Проведение производственных испытаний реометра новой конструкции для непрерывного контроля процесса образования кислотно-сычужного сгустка непосредственно в технологической линии.
Научная новизна работы. Результаты исследования влияния инструментальных параметров на реограммы коэффициента упрочнения при образовании сгустка, позволившие установить рациональные конструктивные параметры реометра для контроля его готовности к дальнейшей обработке. Определена степень коррелируемое результатов измерений реологических параметров сгустка, полученных разными методами. Получена комбинированная модель динамики кислотно-сычужного свертывания молока, адекватно описывающая экспериментальные данные. Исследована инвариантность метода пе-нетрации от технологических и инструментальных параметров при контроле сыров, получены регрессионные модели, отражающие степень влияния этих параметров на измеряемую величину предельного напряжения сдвига.
Практическая значимость и реализация. Разработан и апробирован новый реометр «Сгусток - 2» для непрерывного контроля процесса созревания кислотно-сычужного сгустка непосредственно в рабочей ванне, формирующий выходной аналоговый сигнал для подключения к самописцу или ЭВМ системы автоматического управления процессом производства. На оригинальную конструкцию реометра подана заявка для выдачи патента РФ, которая принята к рассмотрению по существу. Разработана методика применения реометра «Сгусток - 2» при контроле производства сыров. На предприятии ООО «МПО» «Скомо-рошка» (г. Кемерово) проведены производственные испытания разработанного прибора, который рекомендован к промышленному внедрению.
Разработан и апробирован опытно-экспериментальный образец реометра для лабораторно-промышленного контроля реологических свойств готовых сыров. На конструкцию реометра получен патент РФ № 2222808.
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедрах «Процессы и аппараты пищевых производств» и «Прикладная механика» КемТИППа при подготовке инженеров, бакалавров и магистров (в лекционном и лабораторно-практическом курсе).
Автор защищает. Математическую комбинированную модель, описывающую динамику процесса кислотно-сычужного свертывания молока на примере производства мягких сыров типа «Кемеровский»; математические регрессионные модели, показывающие влияние инструментальных и технологических факторов на реологические свойства кислотно-сычужного сгустка и готовой продукции при производстве сыров; новые конструкции двух реометров для контроля процесса образования кислотно-сычужного сгустка и готовых сыров.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на V Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях и образовании» (г. Юрга, 2001); на XL международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (г. Новосибирск, 2002); VII Всероссийской конференции «Образование для новой России: опыт, проблемы, перспективы» (г. Юрга, 2005).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 11 печатных работах, из них 2 в центральной печати, 1 патент РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы (129 наименований) и приложений. Основное содержание работы изложено на 102 страницах машинописного текста, включая 22 рисунка и 19 таблиц.
