Введение к работе
Актуальность работы. Решение проблем полноценного питания животных и птицы неразрывно связано с разработкой новых технологий и оборудования для производства высококачественных комбикормов. Важнейшие вопросы создания многокомпонентных сбалансированных комбикормов, приготовленных по научнообоснованным рецептам, всегда были и остаются в центре внимания специалистов комбикормовой промышленности и научных работников.
В современных условиях возрастающего потребления энергии, с одной стороны, и дефицита энергетических ресурсов, с другой, все более остро ставятся вопросы рационального использования теплоэнергетических ресурсов в технологии комбикормов. Процессы тепловой обработки на комбикормовых заводах характеризуются значительной энергоемкостью. В большинстве случаев их нельзя признать оптимальными с энергетической точки зрения, что приводит не только к перерасходу топливно-энергетических ресурсов, но и отражается на качестве и себестоимости выпускаемой продукции.
Развитие вычислительной техники, а также достижения в области теории тепло- и массопереноса позволяют исследовать процесс охлаждения комбикорма в замкнутом цикле по охлажденному воздуху при наиболее рациональных с энергетической точки зрения схемах подключения теплонасосной установки (ТНУ). В этой связи актуальной задачей является разработка математических моделей тепловых объектов кормопроизводства. Представляется, что именно это направление позволит создать новые технологии энергосбережения в кормопроизводстве.
Теоретические основы тепломассообмена в тепловых процессах отражены в работах А.В. Лыкова, Ю.А. Михайлова, В.И. Муштаева, В.М. Ульянова, Р.И. Шаззо, В.М. Шляховецкого, Э.И. Гуйго, А.Н. Острикова, А.А.Шевцова, Ю.И. Шишацкого и др.
Несмотря на сформировавшиеся принципы энергосбережения в технологии комбикормов, нет однозначного решения в их реализации. Поэтому решение задач энергосбережения при получении сбалансированных по питательности комбикормов требует научного подхода с учетом специфики технологии.
Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР Воронежской государственной технологической академии по теме НИР кафедры технологии хранения и переработки зерна ВГТА «Интенсификация технологических процессов зерноперерабатывающих предприятий» (№ гос. регистрации 01.200.1 16821).
Цель диссертационной работы: разработка и научное обеспечение способа производства сбалансированных по питательности комбикормов
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.-Петербург .
па основе энергосберегающих принципов формирования тепловых объектов. В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:
-
Выполнить анализ и синтез предлагаемой технологии с применением теплонасоснои установки как системы процессов и разработать методику разрешения ключевых противоречий в развитии кормопроизводства.
-
Методами математического моделирования процесса конденсации влаги из влажного воздуха в испарителе теплонасоснои установки решить задачу его подготовки в замкнутой системе кондиционирования.
-
Выполнить комплексный анализ показателей качества комбикормов, полученных по предлагаемой технологии.
-
Разработать способ автоматической оптимизации технологии комбикормов с учетом ограничений на качество готовой продукции.
6. Провести производственные испытания предлагаемой технологии и разработать нормативно-техническую документацию для внедрения в промышленность.
Научная новизна. Разработана и научно обоснована технология комбикормов на основе использования принципов энергосбережения при формировании тепловых объектов. Выполнены анализ и синтез предлагаемой технологии как системы процессов с применением теплонасоснои установки Предложена методика разрешения ключевых противоречий, позволяющая обеспечить развитие технологии и повысить ее стабильность на более высоком уровне качества получаемого продукта. Определена функциональная организация отдельных подсистем технологической системы производства комбикормов, и рассмотрены некоторые аспекты развития математического моделирования элементов.
Разработана математическая модель процесса конденсации влаги из влажного воздуха в испарителе теплонасоснои установки при его подготовке для охлаждения смеси горячих гранул и рассыпного комбикорма.
Предложено развитие методологического подхода к выбору оптимальных решений в технологии комбикормов на основе построения экстремальных характеристик, однозначно связывающих производительность технологической линии с удельными теплоэнергетическими затратами при ограничениях на качество получаемого продукта.
Новизна технических решений подтверждена патентами РФ № 2251885, № 2262860 и положительным решением о выдаче патента РФ на изобретение от 21.03.2006 г. по заявке № 2005112085.
Практическая ценность работы заключается в том, что с помощью системного подхода проведены комплексные теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых разработаны рекомендации по научно-практическому обеспечению технологии получения сбалансированных по питательности комбикормов на основе использования принципов энергосбережения при формировании тепловых объектов.
Исследованы химические, биохимические показатели качества комбикормов разного вида, их аминокислотный состав, сохранность витаминов, свидетельствующие о преимуществе предлагаемой технологии
Разработана система автоматической оптимизации технологии приготовления комбикормов, базирующаяся на экстремальном управлении расхода рассыпного комбикорма по минимальной величине суммарных теплоэнергетических затрат с учетом ограничений по управляемым переменным, обусловленных качеством готовой продукции.
Разработан «Технологический регламент производства комбикормов» для Воронежского экспериментального комбикормового завода.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2004 по 2006 гг.), всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России» (Уфа, 2003); международной конференции «Наука на рубеже тысячелетий» (Тамбов, 2004); межвузовской конференции «Научные подходы к решению проблем производства продуктов питания» (Ростов н/Д, 2004); всероссийском семинаре «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания» (Орел, 2004).
Результаты работы демонстрировались на 17-й межрегиональной выставке «Продторг» (Воронеж, 2003 г.), на региональной выставке «Центрагромаш» (Воронеж, 2003, 2004), на межрегиональной выставке «Воронежпродэкспо» (Воронеж, 2005), на II Всероссийской выставке-ярмарке «ИННОВ-2005» (Новочеркасск, 2005) и отмечены дипломами.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе получено два патента РФ и положительное решение на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 188 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков и 19 таблиц Список литературы включает 167 наименований, в том числе 11 иностранных. Приложения к диссертации представлены на 43 страницах.
