Введение к работе
Актуальность работы. Проблема производства сухих специализированных многокомпонентных продуктов (ССМП) актуальна для большинства отраслей промышленности, выпускающих пищевую продукцию. Это объяыиется потребностями населения нашей страны в широком ассортименте подобных продуктов и полуфабрикатов, на выработке которых базируется современная индустрия производства продуктов для питания различных возрастных групп населения (детское, школьное, геродиетическое питание), специального назначения (питание для людей с целью корректировки их веса, мышечной массы, повышения устойчивости организма при стрессовых нагрузках и других неблагоприятных воздействиях внешней среды), многокомпонентных комбинированных продуктов и аналогов пищевых продуктов (сухие смеси мороженого, супы, заменители молока и другие продукты), а также целой гаммы пищевых добавок, предназначенных для корректировки свойств традиционных продуктов (хлеб, мясные продукты, молочные продукты и т.д.)
Однако, выпускаемый в настоящее время предприятиями отрасли ассортимент указанных продуктов сравнительно узок, что связано с недостаточной проработкой ряда технических и технологических вопросов.
Одним из направлений, обеспечивающих повышение эффективности пищевых технологий, является использование колебательных или волновых эффектов в процессе обработки продукта путем их наложения на обрабатываемую систему. Значительное распространение в этой области получили вибрационные процессы, являющиеся универсальным средством для создания необходимого динамического состояния системы. Вместе с тем, по некоторым направлениям, и в частности, в области производства ССМП, требуется дополнительное изучение особенностей протекания и оптимизации вибрационных процессов обработки продуктов со сложным химическим
составом. Кроме того, недостаточно изучены и нуждаются в конкретном решении вопросы, связанные с математическим обоснованием влияния технологических факторов на физико-химические показатели продуктов и изучением способов улучшения их качества.
В связи с изложенным, вопросы оптимизации режимов производства сухих специализированных молочных продуктов в поле вибрационных колебаний относятся к актуальным задачам, решение которых имеет важное народнохозяйственное значение.
Работа проводилась с учетом трудов отечественной школы ученых в области теории и практики вибрационных технологий: Гончаревича И.Ф., Ивашова В.И., Лимонова Г.Е., Рогова И.А., Талейсника М.А., Урьева Н.Б.
Применение методов математического компьютерного моделирования и оптимизации реализовывалось с использованием основных положений, сформулированных в работах: Брусиловского Л.П., Володина В.М., Гордеева Л.С, -Ивашкина Ю.А., Кафарова В.В., Кошелева Л.Г., Попова В.И., Протопопова И.И.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка научных основ оптимизации технологических режимов Производства ССМП методом вибрационного смешения компонентов.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
- разработать параметрическую и обобщенную математическую модели
процесса вибрационного смешения;
провести экспериментальные и компьютерные имитационные исследования технологий вибросмешения ССМП для оптимизации режимов их производства;
провести изучение влияния входных сигналов, формируемых параметрами работы системы вибросмешения, на качественные показатели готового продукта;
- проверить разработанные математические модели на адекватность
реализуемому на производстве процессу;
- разработать компьютерную методику расчета оптимальных параметров
процессов вибросмешения;
разработать оптимальные режимы производства сухих специализированных молочных продуктов на промышленных линиях.
Научная новизна работы. На основе экспериментальных и аналитических исследований:
выполнено научное обоснование и разработана методика компьютерного моделирования с целью оптимизации производства ССМП, вырабатываемых способом вибросмешения;
установлены закономерности изменения качества и динамики процесса смешения от значимых технологических и конструктивных параметров работы вибросмесителей и разработана его математическая модель;
- выбраны математические критерии качества и динамики процесса
вибросмешения, разработана и утверждена методика отбора проб из
смесительных камер вибросмесителей;
- изучено влияние процесса виброобработки на качественные показатели
ССМП;
. Практическая ценность работы, На основании результатов проведенных исследований по изучению процесса вибрационного смешения компонентов:
- разработана методика компьютерного расчета оптимальных режимов
вибросмешения, на основании которой были установлены технологические
режимы проведения процесса;
разработана программа "ВИБРОМОД" для настройки технологических параметров работы вибросмесителей типа СмВ-0,005 и Я9-ОСВ-50 в зависимости от свойств смешиваемых компонентов;
разработана методика настройки параметров работы вибросмесителей типа СмВ-0,005 й Я9-ОСВ-50;
в режиме компьютерного моделирования разработаны графики настройки
вибросмесителей в производственных условиях.
Реализация результатов работы.
Результаты исследований использованы при проектировании и
проведении пуско-наладочных работ участков по производству сухих
специализированных молочных продуктов с использованием
вибросмесительного оборудования на Молочной кухне №15 г.Москвы и во
Всероссийском научно-исследовательском институте молочной
промышленности (ВНИМИ) {'.Москвы.
Разработаны инструкции по использованию вибросмесителей типа СмВ-0,005 и Я9-ОСВ-50 для производства ССМП.
Разработана и сдана в эксплуатацию программа "ВИБРОМОД" для использования в учебном процессе.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались, обсуждались и одобрены на:
- международной научно-практической конференции "Энергосберегающие
технологии переработки сельскохозяйственного сырья" (г.Минск,199бг);
- научных чтениях "Теоретические и практические основы расчета
термической обработки пищевых продуктов" (г.Москва 1997г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано пять печатных работ.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, содержащего 109 наименований и приложений. Материал изложен на 112 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц и 18 рисунков.
