Введение к работе
Актуальность проблемы. Основной задачей народного
хозяйства является повышение темпов развития экономики на базе ускорения научно-технического прогресса, перевооружения и реконструкции производства. Большое внимание при этом уделяется развитию перерабатывающих отраслей промышленности, связанных с удовлетворением населения в рациональном и сбалансированном питании. Для решения этой задачи необходимо значительно увеличить масштабы внедрения в производство новой высокоэффективной техники, которая одновременно с коренным улучшением качества выпускаемой продукции гарантировала бы рост производительности труда, снижение материалоемкости и энергопотребления.
Приготовление однородных по составу композиций из
твердых материалов находящихся в порошкообразном или
зернистом состоянии, путем их смешивания является широко
используемым в мясной, молочной и других отраслях пищевой
промышленности. При этом возникает острая необходимость в
высокоэффективном смесительном оборудовании на котором было
бы возможно получать высококачественные смеси из нескольких
ингредиентов. Воэросиие требования к качеству смесей и анализ
работы используемых для приготовления однородных по составу
композиций смесителей периодического действия показывает j, что
использование подобного оборудования становится экономически
невыгодным. Кроме того применение смесителей периодического
действия характеризуется значительным объемом ручного труда,
связанного с загрузкой, выгрузкой и очисткой. С целью
устранения этих недостатков в новых и реконструируемых
производствах целесообразно использование смесителей
непрерывного действия (СНД), оснащенных соответствующими
дозировочно-питающими устройствами и позволяющих получать
смеси высокого качества. В то же время разработке теории и
инженерных методов расчета непрерывнодействующего
смесительного оборудования, определении рационального
аппаратурного оформления и режимов работы оборудования посвящено сравнительно небольшое количество работ. Поэтому
- A -
разработка эффективного непрерывнодеиствующего смесительного оборудования для переработки сыпучих и порошкообразных материалов как по конструкции, так и механике движения смешиваемых ингредиентов, а также по выбору оптимальных режимов работы смесителей на основе экспериментальных и теоретических исследований с использованием математических моделей процесса смесеприготовления является актуальной научной задачей, представляющей большой практический интерес для ряда ведущих отраслей народного хозяйства.
Диссертация сформировалась на основе целевой общесоюзной
научно-технической программы 0.3R.06 "Создать и освоить
производство продуктов детского питания и витаминизированных
пищевых продуктов на основе научных принципов рационального и
сбалансированного питания, утвержденной Постановлением ГКНТ
СССР 1» 5^5 от 30.01.RS (тема 01.04Л1 "Разработать и испытать
опытно-промышленный комплект оборудования для доэироания и
смешивания микродобавок витаминов"); комплексной научно-
технической програнмы "Продовольствие", приказ Минвуза РСФСР
1* 190 от 30.06.86 г. (Тема 06.63 "Разработка непрерывно-
действующих смесительных агрегатов для приготовления
высококачественных снесей порошкообразных комбинироанных
продуктов питания и комбикормов") и целевой региональной
научно-технической программы "Кузбасс" на 1993-1995 гг.,
утвержденной постановлением Администрации Кемеровской области
(Тема 2.7 "Разработка и исследование
дозировочно-смесительного оборудования для новых технологий
производства пищевых продуктов).
Цель и задачи исследований. Цель работы - разработать
снесительный агрегат непрерывного действия для получения
смесей хорошего качества при смешивании компонентов с большой
разницей их содержания в смеси; провести теоретические и
экспериментальные исследования процесса непрерывного
снешивания сыпучих материалов, взаимного влияния' входных
сигналов, Формируемых дозаторами, и характеристик смесителя
непрерывного действия на качество выходящего потока готовой
смеси. в соответствии с поставленной целью в диссертации
решались следующие основные . задачи: разработка новых
- "5 -
конструкций непрерывнодействугощих смесителей; математическое описание процесса смешивания в непрерывнодействующем смесителе барабанного типа с учетом различной топологии материальных потоков; проведение проверки разработанных математических моделей на адекватность реальному процессу.
Научная новизна работы. Разработаны и исследованы математические модели смесительного агрегата барабанного типа с учетом рециркуляции потоков; проведен теоретический анализ процесса смешивания в непрерывнодействующем агрегате с помощью корреляционных Аункций, позволяющий прогнозировать качество смеси в нем с учетом различной топологии материальных потоков; на основе экспериментальных исследований процесса смешивания в барабанном смесителе непрерывного действия найдены его рациональные конструктивные и режимные параметры, применена теория авторегрессионных моделей нерегулярных временных рядов для контроля процесса смешивания сыпучих материалов.
Практическая ценность и реализация результатов. С участием
автора разработано аппаратурное оформление стадии
ш непрерывного процесса смешивания при витаминизации
порошкообразных пищевых продуктов (внесение витаминов В^, В2»
PPj, С в сухие молочные смеси, муку и т.п.)
производительностью 15 тыс. тонн в год; разработанный автором
барабанный смеситель непрерывного действия использован в
технологической схеме для получения посолочных композиций во
ВНИКИМП, г.Москва; проведенные экспериментальные исследования
позволили разработать ряд конструкций смесительного
оборудования, защищенных 5 авторскими свидетельствам на
изобретение; центробежный ( а.с. Р> 1274239 ) и вибрационный
(а.с. * 1472110) внедрены в г.Кемерово на НПО "Карболит" для
получения нового композиционного материала ПАИ-1К
(производительность - 120 кг/час); прошел промышленные
испытания смесительный агрегат, выполненный на основе а.с.
J* 1472110, предназначенный для производства шихты в
производстве стекла на ПО "Сибэлектросвет" г.Томска;
материалы диссертационной работы используются в учебном
процессе на кайедре "Процессы и аппараты пищевых производств"
- б -Кемеровского технологического института пищевой промышленности при дипломной и курсовой проектировании.
Апробация работы. Основные положения диссертации
ежегодно докладывались и обсуждались на научных конференциях Кемеровского технологического института пищевой промышленности (19Я5 - 1995 гг.); третьей Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания (медико-биологические аспекты/ технология, аппаратурное оформление/ оптимизация)", г.Москва, 19Я8; Всесоюзной научно-технической конференции "Технология сыпучих материалов Химтехника-89", Ярославль, 1^49; Всесоюзный научно-технической конференции "Теоретические и практические аспекты применения ИФХМ с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов - пищевых производств", г.Москва, 1990 ; Всесоюзной конференции "Механика сыпучих материалов", Одесса, 1491; у Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка комбинированных продуктов питания (медико-биологические аспекты, технология, аппаратурное оформление, оптимизация)" Кемерово, 1991; научно-практической конференции "Совершенствование техники и технологии в пищевых отраслях промышленности", Кемерово, 1994.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 работы, в том числе 5 авторских свидетельств.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложения, включает 39 рисунков, 9 таблиц. Основной текст изложен на 119 страницах машинописного текста, приложения на 3~> стр. Список литературы включает 13 наименований.
Похожие диссертации на Разработка и исследование барабанного смесителя непрерывного действия для переработки пищевых сыпучих материалов
