Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние десятилетия накоплен большой объем научных работ в области интенсификации технологических процессов и оборудования в отраслях, производящих продукты питания.
В качестве средств и методов, ускоряющих переработку мясного и молочного сырья, широко используют новые виды физических, химических и биологических воздействий, влияющих на соответствующие иерархические уровни обрабатываемого сырья, а также высокие скорости рабочих органов оборудования и структурные изменения энергоносителя и т.д., которые часто являются базой создания новых интенсивных технологий. До настоящего времени под имеющиеся их классификации не подведена единая теоретическая основа, открывающая общие закономерности интенсификации процессов, что затрудняет системный анализ оборудования, прогноз и создание ускоренных процессов и реализующих их технических систем (ТС). В связи с этим нет единого понятия интенсификации, отсутствует стратегия поиска решений, а многие работы в данной области сводятся к изолированным решениям частных задач.
Разработка методов, повышающих эффективность работы оборудования и проведения специфичных технологических процессов мясных и молочных производств, может иметь глобальный характер и быть упрощена при наличии единых подходов и принципов построения соответствующих моделей адекватных производственным условиям, поэтому выявление основных закономерностей ускорения процессов и совершенствование на этой базе оборудования является весьма актуальной задачей.
Цель работы. Разработать методы моделирования структур систем, как базу для создания техники и технологий, обеспечивающих быструю и эффективную переработку мясного и молочного сырья, повышенную конкурентоспособность производства.
Поставленная цель достигается в результате решения следующих задач:
- выявление и анализ основных методов и средств интенсификации
процессов и оборудования при производстве мясных и молочных продук
тов;
- определение базового элемента и разработка структурных, физических и математических моделей перерабатываемого сырья, процессов и оборудования в мясном и молочном производстве;
- аналитические исследования процессов и оборудования, а также формулирование необходимых условий их интенсификации;
анализ отдельных технологических процессов и ТС мясной и молочной промышленности с оценкой степени интенсификации и разработкой рекомендаций по нх совершенствованию;
разработка классификации общих методов ускорения процессов и совершенствования оборудования;
анализ возможности использования общих методов ускорения процессов для решения задач стабилизации элементов ТС и формулирование необходимых условий защиты поверхности оборудования от коррозии;
оценка уровня допустимых изменений структуры систем при интенсификации процессов.
Научная новизна. Установлены общие закономерности структурного строения интенсивных процессов и определены необходимые условия создания аппаратов и оборудования для их реализации.
Выявлена базовая структурная единица процессов и оборудования, обладающая общими динамическими свойствами, и обоснована возможность её использования для моделирования их интенсификации .
Обоснована зависимость коэффициента интенсивности от параметров взаимодействующих сред и определена его значимость в интенсификации процессов.
Разработана классификация методов, ускоряющих процессы и работу оборудования, найдены структурньи: модели и проведена структурная и
параметрическая верификация по отдельным интенсивным процессам и технологиям в мясном и молочном производстве.
Практическая ценность и реализация результатов исследований. На
основании проведенных исследований и разработанных структурных моделей ТС открывается возможность на стадии планирования НИР проводить предварительную оценку решений по интенсификации процессов мясного и молочного производства, что позволяет выявлять эффективные направления вложения денежных и интеллектуальных песурсов.
Обоснованы и сформулированы необходимые условия ускорения производства сливочного масла, посолки сыра и мясопродуктов, стуктури-рования белковых препаратов, мойки оборудования, дающие возможность их дальнейшего совершенствования.
Разработаны рекомендации по созданию интенсивных процессов и оборудования в мясной и молочной промышленности, которые используются в НИИ и проектных институтах отрасли.
Материалы работы используется в лекционных курсах по конструированию оборудования отрасли и технологии производства мясных и молочных продуктов в МГУІ1Б и других вузах.
Результаты исследования включены в учебное пособие автора "Курсовое и дипломное проектирование оборудования предприятий мясной и молочной промышленности".
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на XIX Международном конгрессе работников НИИ молочной промышленности (Индия, 1974), Всесоюзном семинаре "Опыт разработки и внедрения АСУ в мясной и молочной промышленности" (Калуга, 1976), Втором всесоюзном семинаре "Опыт разработки и внедрения АСУ в мясной и молочной промышленности" (Ульяновск, 1977), Всесоюзной научно-технической конференции "Интенсификация процессов сушки и использование для этих целей новой техники" (Калинин, 1977), XXIII Европейском конгрессе научных работников мясной промышленности (Москва, 1977),
Пятом всесоюзном семинаре "Опыт разработки и внедрение АСУ в мясной и молочной промышленности" (Москва, 1980), Всесоюзной конференции ИФХМ (Москва, 1982), Третьем научно-техническом семинаре "Пневматические системы управлення биологическими процессами" (Москва, 1987), Третьем и Четвертом научно-технических семинарах "Повышение надежности и защита от коррозии технологического оборудования перерабатывающих отраслей АПК" (Клин, 1988), Всесоюзной научно-технической конференции "Автоматизация технологических процессов . и производств в пищевой промышленности" (Москва, 1989), Всесоюзном научно-техническом семинаре "Опыт разработки мини и микроЭВМ" (Одесса, 1990), Всесоюзном совещании "Пневмоавтоматика и пневмопривод" (Суздаль, 1990), Всесоюзной научно-технической конференции "Теоретические и практические аспекты применения инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств" (Москва, 1990), Шестом Всесоюзном симпозиуме по пневматическим (газовым) приводам и системам управления (Тула, 1991), Международной конференции "Автоматизация биотехнических систем в условиях рыночной экономики и конверсии АП" (Москва, 1994), Международной конференции "Теоретические и практические аспекты методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации процессов пищевых производств" (Москва, 1994)/ Международной НТК "Прикладная биотехнология на пороге XXI века" (Москва, 1995), Международной НТК "Пища, экология, человек" (Москва, 1995), Международной конференции "Теоретические и практические аспекты методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации процессов пищевых производств"( Москва, 1996), НТК "Теоретические и практические основы расчета термической обработки пищевых продуктов" памяти проф. Бражникова A.M., (Москва 1997).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 38 печатных работах, в том числе в учебнике и учебном пособии. Новизна предложенных технических решений подтверждена 15 авторскими свидетельствами и патентами.
Объем и структура работы. Диссертация включает введение, три главы, список использованной литературы из 175 наименований и приложения. Работа изложена на % I машинописных страницах, включает 6 таблиц, 65 рисунков.