CC BY
68
УДК (641.53:534.321.9)-047.84(045) БОТ: 10.15587/2312-8372.2018.124233
РОЗРОБКА РОБОТОТЕХНОЛОГ1ЧНОГО КОМПЛЕКСУ
1НТЕЛЕКТУАЛЬНОГО УПРАВЛ1ННЯ ВИРОБНИЦТВОМ ХЛ1БА ДЛЯ ТЕРИТОР1Й З ТЕХНОГЕННИМ НАВАНТАЖЕННЯМ
Хорольський В. П., Коренець Ю. М., Остапенко I. М.
1 Вступ
Конкурентоспроможнють тдприемств з виробництва хлiбопекарських виробiв, як працюють на територii з техногенним навантаженням й забрудненням, визначаеться яюстю продукцii та спроможнiстю забезпечувати населення безпечною продукцiею.
Виробництво хлiбобулочних виробiв в регiонах з техногенним тиском вимагае використання технологш очищення води, та додавання до рецептури шших пiдсилюючих компонентiв. Це призведе до шдвищення якостi хлiба та захисту вщ мiкробiологiчного забруднення та псування.
Сучасний стан хлiбопекарноi галузi Украши тiсно пов'язаний iз розвитком технолопчного обладнання для виробництва хлiба. У всьому рiзноманiттi iснуючих технологiй та обладнання для виробництва хлiбобулочних виробiв можна видiлити групу обладнання - робототехнолопчних iнтенсифiкаторiв. Останнi пiдвищують яюсть продукцii для регiонiв з високим рiвнем забруднення.
Тому актуальними е дослщження щодо створення комплексiв з робототехнолопчними iнтенсифiкаторами очищення води та виробництва шновацшних сортiв хлiба з лшувально-профшактичними властивостями.
2. Об'ект досл1дження та його технолопчний аудит
Об'ектом дослгдження е технолопчна лiнiя з виробництва хибобулочних виробiв. Головним обладнанням технологiчноi дiлянки з приготування опари та замюу тiста е опарний апарат з системою транспортування опари до тютомюильних машин, тiстомiсильнi машини. На стадп випiкання використовують шафи для вистоювання та печi для виткання хлiба.
Бродiння опари тривае 2...4 години при початковiй температурi 28 °С. Робочi технологiчнi характеристики опари залежать вiд вмiсту в нш борошна, його сорту та якосп, кiлькостi та сили дрiжджiв, параметрiв води.
Яюсть опари й режим бродшня контролюють за такими параметрами: тдйомна сила, густина, вмiст вологи.
Наступна стадiя виробництва хлiба пов'язана з технолопчною операцiею приготування тюта. Замiс тiста виконуеться впродовж 3-20 хвилин при температурi 28.30 °С. Бродiння тiста вiдбуваеться протягом 1-2 годин.
Густина пшеничного тюта перед початком бродшня складае 1200 кг/м , наприкшщ бродшня - 500 кг/м .
Одним iз найбшьш проблемних мiсць технолопчно1' лiнii з виробництва хлiбобулочних виробiв е стадiя технологiчного процесу опара-тюто. Традицiйно це обумовлено необхiднiстю очищення та активацii води, iнших рщких компонентiв (рослинна олiя, молоко, сироватка, тощо); контролю якостi борошна та дрiжджiв. А при додаваннi до тюта додаткових функцiональних iнгредiентiв постае проблема диспергування iх за рахунок процешв коагуляцii. Для однорiдностi тюта потрiбно здiйснювати контроль процесiв кавлацп та реологiчних властивостей протягом усього циклу опара—лсто.
3. Мета та задачi дослiджень
Метою роботи е вивчення можливостей комплексного використання ультразвукових технологш при виробництвi хлiбобулочних виробiв, а саме: для контролю параметрiв опари-тiста, iнтенсифiкацii процесу з використанням робототехнолопчного комплексу.
Для досягнення мети поставлен наступнi задачi:
1. Дослщити вплив ультразвуковоi кавiтацii на процеси приготування опари та тюта хлiбопекарських галузей.
2. Запропонувати комплексне використання ультразвукових технологш й шгенсифшацш технолопчних процесiв виробництва хлiбобулочних виробiв.
3. Розробити архггектуру автоматизованих систем управлшня з робототехнологiчними комплексами виробництва хиба.
4. Дослiдження iснуючих р1шень проблеми
Серед хлiбобулочних pиробip дл. профшактичного та дiетичного харчування можна видшити: вироби з пiдвищеним вмiстом харчових волокон; вироби iз диспергованого зерна; вироби, збагачеш вiтамiнами та мшеральними речовинами; вироби з пiдвищеним вмютом йоду.
Вироби [1] будуть вщповщати стандартам вС за умови зниження впливу рiзних шкiдливих речовин, що вносяться до технологiчного процесу з водою. Вченими [2, 3] розроблеш технологи приготування хибопекарського i кондитерського тюта на основi кавiтацiйно-активованоi води. Сьогодш вiдомi технологii кавiтацiйноi обробки сировини, як значно пiдвищують якють продукцii хлiбобулочних виробiв [4].
Авторами наукових дослщжень [5] розроблено новггне високоавтоматизоване обладнання з виробництва хибобулочних виробiв для населення, що мешкае на територiях з техногенним тиском. Рiвню роботизацп виробництва продукцii присвячена робота [6], а використання процешв роботизацп в автоматизованому виробництвi продукцп докладно розроблено в [7]. Шдвищення якостi роботизацii було дослiджено авторами [8, 9].
В наведених вище наукових працях розроблено концепцш виробництва продуклв для екологiчно чистих територш. Виробництво хлiба для територiй з техногенним тиском вимагае шшого шдходу щодо систем контролю якостi продукцп й автоматизованого управлшня. Для розробки ново!' концепцп обладнання та систем контролю й автоматизацп продукцп з лшувально-профшактичними характеристиками виникла необхщнють проведення
додаткових дослщжень:
- можливють використання процешв ультразвуковоi кавiтацii [10], та коагуляцп при виробництвi хлiба з шновацшними характеристиками;
- розробка iнновацiйноi продукцп з пiдвищеною харчовою та бюлопчною цiннiстю, високими смаковими та органолептичними властивостями.
Таким чином, люди, якi мешкають на екологiчно забруднених територiях повинш одержувати безпечну продукцiю за рахунок впровадження у виробництво розроблених нижче роботизованих компле ;в.
5. Методи дослщжень
Аналiз тенденцiй розвитку сучасно!' робототехнiки показуе, що головними прюритетами щодо створення роботiв для харчово1' промисловостi е робототехнологiчнi комплекси [6, 7]. Комплекси будемо називати штелектуальними, якщо вони мають розвинуту сенсорику для оцшки внутрiшнiх параметрiв об'екту управлшня та вхiдних змiнних сировини, води, шших iнгредiентiв. Узгодження роботи автоматизовано1' системи управлiння технологiчним процесом (АСУТП) вир' шицтва хлiба i робототехнолгiчних комплексiв виконано за допомогою експертних систем (ЕС) та штелектуальних систем шдтримки прийняття рiшень (1СППР). Системи-працюють в реальному масштабi часу з постiйною адаптацiею рiшень у вiдповiдностi до робочих характеристик обладнання, борошна, води, газу, електрики, тощо [5].
Принцип дii комплексiв робототехнолопчних - iнтенсифiкаторiв виробництва хлiба базуеться на мехашзмах дослiдження впливу ультразвукових коливань (УЗ) на гетерогенне середовище: опару-тюто, рщину-рiдину й рщину-тверде тiло. Робототехнологiчнi комплекси iнтенсифiкують процеси масообмшу, процеси диспергування, роздiлення рщин i суспензiй, а головне тдсилюють рiзнi хiмiчнi та бiологiчнi реакцп. УЗ коливання забезпечують найбiльш тонке диспергування (нереаизуеме iншими способами), збшьшуючи мiжфазну поверхню реагуючих елементiв [10].
Ультразвукова хвиля, яка проходе через рщину, створюе зони стиснення i зони розрщження. Цi зони змшюються мiсцями в кожний полуперiод хвилг При цьому виникае знакозмiнний тиск виду:
Р = 4р-С-1-4,6-10~3, (1)
-5
де р - густина, г/см ; С - швидюсть розповсюдження ультразвукових коливань
л
(УК), м/с; I - штенсившсть УК, Вт/см .
2 2
Якщо змшювати штенсившсть I в межах вщ 1 Вт/см до 2,5 Вт/см , то з'являються процеси порушення однорщносп й лшшносп коливань рiдини. В результал цього явища виникають процеси кавггацп [10].
Якщо кавiтацiю виконати керованою, то використання в процесах виробництва хибобулочних виробiв дае позитивний ефект [4].
Якщо використовувати частоту ультразвукових коливань 20, 30, 40,
100 кГц, то можна знайти найбшьш оптимальну геометрш обладнання для перемшування рiзних компонентiв при виробництвi хибобулочних виробiв [2].
Ультразвукова кавiтацiя викликае пiдсилене перемiшування рiдини мiкропотоками, як утворюються навколо бульбашок, що коливаються. Таке перемiшування особливо корисне в технолопчному процесi виробництва хлiба при збагаченш його вiтамiнами та мшеральними речовинами та йодом.
Лабораторш дослщження процесiв кавiтацiйноi дезiнтеграцii довели наступне:
- кавлацшна дезiнтеграцiя покращуе якюш показники хлiбобулочних виробiв, зменшуючи чутливють процесу бродiння опари до якост борошна;
- ультразвукове диспергування дозволяе тдготувати суспензii (розчини солi, цукру, вггамшних компонентiв), якi мають значно вишд смаковi характеристики та за органолептичними показниками продукщя вiдповiдае вимогам державних стандарлв: вологiсть складае 48 %, кислотнiсть 2 %, пористють 68 %;
- на частотах ультразвукових коливань 960-1600 кГц досягнуто найбшьш високий рiвень дисперсностi суспензп;
- на частотах ультразвукових коливань 400, 600 кГц з ймовiрнiстю 0,95 опосередковано можна щентифшувати параметри: густини опари й тюта, тдйомну силу опари, масопровщнють й гiдродинамiчнi умови бродiння опари та замюу тiста;
- на частотах ультразвукових коливань 100-120 кГц з ймовiрнiстю 0,95 опосередковано можна щентифжувати параметри концентрацп газових бульбашок в технолопчному середовищд опара-тiсто
6. Результати досл1джень
Пiдвищення якостi хлiба за рахунок використання ультразвукових технологш дозволяе запропонувати системи штелектуального управлшня процесами тдготовки опари-тюто з робототехнологiчними iнтенсифiкаторами.
На рис. 1 наведено блок-схему робототехнолопчного комплексу виробництва хиба. У технолопчну лшш вбудовано: ультразвуковi апарати очистки води, дезштеграцп, змiшування та штенсифшацп мiкробiологiчних, бiохiмiчних, коло1'дних, хiмiчних, гiдродинамiчних процесiв виробництва хлiба.
У системi управлiння технологiчним процесом пiдготовки сировини використаш такi блоки з робототехнолопчними УЗ комплексами:
- РУЗК 1, РУЗК 2, вщповщно для очищення води та дезiнтеграцii дрiжджiв;
- РУЗК 3 - в камерах А, Б, В використаш методи диспергування для приготування соляного розчину, цукрового розчину та дозування жирових продукпв з шдсилюючими компонентами.
Рис. 1. Блок-схема робототехнолопчного комплексу з виробництва хлiба: БД - база даних;
БЗ - база знань; БВ - блок виводу; БН - база навчання; MTU - Mater Terminal Unit; IC I II1Р - штелектуальна система шдтримки прийняття ршень; АСУТП ВХ - автоматизована система управлшня технолопчним процесом виробництва хлiба; КМ - корпоративний монiтор;
АРМ ОД - автоматизоваш робочi мюця операторiв та диспетчера хлiбозаводу; ЕС - експертна система; CS - Communication System; ЕОМ - електронно-обчислювальна машина; RTU - Romote Terminal; 1Ш - шформацшна шина; САУЯ 6 - система адаптивного управлшня яюстю продукцп; САУВип 5 - система адаптивного управлшня ставдею вишкання хлiба; САУВ 4 - система адаптивного управлшня ставдею вистоювання; САУТ 3 - система адаптивного управлшня приготуванням тюта; САУО 2 - система адаптивного управлшня процесом приготування опари;
САУБ 1 - система адаптивного управлшня ставдею тдготовки борошна; САК - система автоматизованого контролю; Пи П2, П3, П4, П5, П6 - п'езодатчики; Д7, Д8, Д9, Дю, Дп - датчики;
с.В - система вiзуалiзацiï; РУЗК 1, РУЗК 2, РУЗК 3 - робототехшчш ультразвуковi iнтенсифiкатори; УЗКС - ультразвукова система; ЕГ - електронний генератор; ПУ - пристрш узгодження; ЕАП - електроакустичний перетворювач; К - концентратор; В - випромшювач
Робототехнолопчний УЗ комплекс складаеться iз ультразвуково1' системи (УЗКС), яка взаемодii з технолопчним середовищем. До складу УЗКС входять електронний генератор (ЕГ), пристрш узгодження (ПУ), електроакустичний перетворювач (ЕАП), концентратор (К) та випромiнювач (В). В процес взаемодii п'езоелектрично1' коливально1' системи (К-В) з технологiчним середовищем змшюеться iмпеданс системи за формулою [10]:
=Як+ )хк = Як - -/Ч +]-£> (2)
со
або тсля перетворень:
7 = + (3)
де 2 - е^валентний опiр системи; 2Н - отр навантаження; Як - внутрiшнiй отр п'езоперетворювача (П) ЕАП; К - параметр, який опосередковано характеризуе шформацш про стан технолопчного середовища, з яким взаемодiе УЗКС.
За допомогою системи автоматизованого контролю (САК) виконано контроль параметрiв, якi характеризують технологiчну операцiю приготування опари-тюто. Для цього використано систему п'езодатчиюв П\-П2, П3-П4, П5-П6, вбудованих в технологiчне середовище апаралв. Аналiзатор складаеться iз трьох аналопчних каналiв:
1-й канал (п'езодатчики П}-П2) - опосередковано контролюе густину та iншi параметри опари (стадiя замюу опари);
2-й канал (п'езодатчики П3-П4) - опосередковано контролюе стадiю бродшня опари-тiсто, оцiнюючи !х однорiднiсть та пдродинашчш параметри та його властивостц
3-й канал (п'езодатчики П5-П6) - визначае концентращю газових бульбашок в середовище опара-тюто.
При проходженнi ультразвукових коливань через опару-лсто внаслiдок поглинання, обумовленютю в'язкiстю i теплопровiднiстю середовища, мае мюце ослаблення амплiтуди сигналу у вщповщносл з виразом:
Л = (4)
де А0 - ампллуда коливань, яку випромiнюють пристро1' джерела ультразвукових коливань П^, П3, П5; Ау - амплiтуда коливань, як прийнятi датчиками - п'езоелементами (П2, П4, П6); а - коефщент затухання; у -вiдстань мш п'езоелементами.
Третiй канал системи контролю налагоджено на резонансну частоту кавггацшних бульбашок рiдина-опара-тiсто. Канал оцiнюе оптимальш параметри кавiтацiйних впливiв ультразвукового поля на опару-тюто.
Основним параметром, який характеризуе ефективнють кавггацшного впливу, е iндекс кавiтацii (Ж):
1К =
(5)
де V - об'ем рщини (опари, тiста); А V - об'ем кавггацшних бульбашок.
1ндекс кавiтацii будемо також використовувати для опосередковано!' оцiнки ефективностi роботи робототехнолопчного ультразвукового комплексу, приготування опари та тюта.
В процес розробки iнтелектуальноi системи управлшня робототехнолопчним комплексом побудовано: бази даних (БД), бази знань (БЗ), експертну систему, штелектуальну систему шдтримки прийняття ршень. 1дентифшацш технолопчного процесу виробництва опари-тiсто виконано за допомогою системи датчикiв П2, П4, П6, Д7-Д9, а також використано знання спецiалiстiв-технологiв з експертного ощнювання технологiчних процесiв виробництва хлiба. При цьому експерти звертались до апрiорi одержаних знань, правил, моделей та характеристик опари й тюта, описаних авторами [1, 2, 5, 11, 12] та моделей взаемодп ультразвуку з бюлопчними об'ектами [4, 10]. У процес експертних дослщжень встановлено наступне:
- початкова температура бродшня опари (28 °С) е нижчою, нiж температура бродiння тюта (30 °С). Бродiння опари тривае 3,5-4,5 годин залежно вiд вмюту в нiй борошна, його сорту, якост та кiлькостi дрiжджiв. Вологють та температура опари, газоутворююча здатнють борошна та його кислотнiсть, густина опари та тдйомна сила, активна кислотнють опари визначають реологiчнi властивост опари та тiста;
- процес приготування опари та тюта опосередковано можна контролювати за ароматичними властивостями, тобто дифузп парiв води з поверхш (датчик запаху TGS2620 (Tagushi Gas Sensop, США) й система вiзуалiзацii (СВ)).
У подальшому експертна система (ЕС) з навченою штучною нейромережою (ШНМ) i електронно-обчислювальною машиною (ЕОМ) обробляе та оцшюе шформацш, що надходить с датчикiв:
- п'езоелеменлв П2, П4, П6;
- з системи датчиюв Д7-Д11;
- датчиюв, як контролюють параметри системи УЗКС ZH, RK, KS, 1К.
В результат iдентифiкацii ЕС:
- визначае оптимальний час роботи робототехнолопчних комплексiв РУЗК 1, РУЗК 2, РУЗК 3 та потужностц
- виконуе прогнозування параметрiв:
- К2 - гiдродинамiчнi умови бродiння опари та замюу тiста;
- Р0 - пiдйомну силу опари; ро, рт - густину опари й тюта;
- Xm - коефщент масопровiдностi;
- •- коефщент внутрiшнього масо переносу, який залежить вiд
температури i вологи та свщчггь про штенсивну властивiсть борошна до зовшшшх збурень води, розчинiв та шших пiдсилювачiв.
Основне завдання експертно!' системи вибрати оптимальш уставки пропорцiйно штегральних диференцiйних регуляторiв (ПIД-регуляторiв) САУБ 1, САУО 2, САУТ 3, САУВ 4, САУВИП 5.
В процеш експериментальних дослiджень встановлено:
- на частот УЗК /¡=600 кГц сигнали з датчика П2 (Ау2) опосередковано щентифжують чинники К2, Р0, ро;
- на частотах УЗК /2=400 кГц сигнали з датчика П4 (Ау1) опосередковано iдентифiкують чинники рт, Xm, am.
Архiтектура штелектуально!' системи управлiння хлiбозаводом з 1СППР включае:
- експертну систему (ЕС), блок навчання (БН), базу знань (БЗ), базу даних (БД), блок виводу (БВ), корпоративний моштор (КМ), автоматизоваш робочi мiсця (АРМ) операторiв та диспетчера хлiбозаводу та системи шгерфейшв (взаемодiï з експертом, об'ектом та користувачем);
- АСУТП виробництва хлiба (АСУТП ВХ) з ЕОМ на верхньому рiвнi та локальними системами нижнього (оперативного) рiвня. В АСУТП виробництва хлiба, побудованоï на базi SCADA-систем [13, 14], включено три структурш компоненти:
1) RTU, MTU та CS. RTU (Romote Terminal Unit) - термiнал, який обробляе шформацш з датчиюв П}-Пб, Д^Дц;
2) систему вiзуалiзацiï (машинного зору);
3) робототехшчш ультразвуковi шгенсифжатори РУЗК 1, РУЗК 2, РУЗК 3. Системи RTU працюють в режимi жорсткого реального часу. В свою чергу MTU (Mater Terminal Unit) представляе собою диспетчерський пункт управлшня з автоматизованими робочими мюцями операторiв та диспетчера. Основне завдання MTU - забезпечення шгерфейсу мiж оператором й системою управлшня хлiбозаводом.
Система CS (CommunicationSystem) - це комушкацшна система (канали зв'язку, шформацшна шина (1Ш)).
Основне завдання системи CS передача сигнаив управлiння на RTU. Робототехнолопчний комплекс включае:
- системи адаптивного управлшня окремими технолопчними процесами та стадiями САУБ 1, САУО 2, САУТ 3, САУВ 4, САУВип 5, САУЯ 6;
- систему автоматизованого контролю (САК), на вхщ якоï через порти 111 находять сигнали з датчиюв П2, П4, Пб - п'сзоелемеплв, якi оцiнюють опосередковано:
- реолопчш властивостi опари та тюта;
- шдйомну силу опари;
- активну кислотнють опари;
- кислотнють опари та запах (Д7, Д8);
- формуючу здатнють тiстовоï заготовки (Д9);
- тривалють вистоювання тiстових заготовок;
- температуру вистоювання;
- волопсть в шафi вистоювання.
Масу тiстовоi заготовки контролюе система датчиюв Д10. Пористють хиба, його кислотнiсть, формостiйкiсть, волопсть, температуру центру м'яюша, тривалiсть виткання тiстових заготовок контролюе опосередковано система датчиюв Д11, та система вiзуалiзацii (СВ). В системi використано:
- апарат штучних нейронних мереж для реаизацп пошуку рiшень оптимальних режимiв роботи стадiй виробництва хлiба. Це досягнуто розтзнаванням виробничих ситуацн та визначенням Sn - проблемних ситуацш в темпi с процесом виробництва хлiба.
Розпiзнавання ситуацiй Sb й Sn i3 множини n ситуацш будемо називати процесом класифжацп. При такш iнтерпретацii в якостi вихщного результату на виходi блоку виводу (БВ) системи 1СППР одержуемо номер ситуацп Sb або Sn. Для навчання багатошаровоi ШНМ використано метод зворотного розповсюдження помилки [15]. У процес навчання мереж1 експерт з навчання задае: швидкiсть навчання, число ситуацш Sb, Sn по кожнш iз технологiчних стадiй [15]. Такий пiдхiд дае можливiсть значно шдвищити точнiсть розпiзнавання ситуацiй та оцшку стану робочих характеристик технологiчних процешв: бродiння опари, однорiдностi тiста та управлшня процесами випiчки хлiба.
В АСУТП виробництва хиба використано алгоритми iнтелектуального управлiння процесами пiдготовки сировини, приготування опари, тюта, вистоювання та виткання з експертним оцiнюванням якост сировини, напiвфабрикатiв i готовоi продукцн з пiдсистемами пiдтримки прийняття ршень, детально розроблених авторами [2, 5, 15]. 1нтелектуальна система пiдтримки прийняття ршень на основi iнформацii датчиюв блокiв БД, БЗ, БН, БВ, експертно!' системи ЕС та САУБ 1, САУО 2, САУТ 3, САУВ 4, САУВИП 5, САУ 6 змшюе режими роботи ультразвукових систем РУЗК 1, РУЗК 2, РУЗК 3. Це здшснюеться через виконуючи мехашзми шляхом вiдпрацювання оптимальних управлшських впливiв на гетерогенне технолопчне середовище. Параметри борошна оцiнюе експертна система (ЕС) управлшня якютю продукцн САУЯ 6.
Рекомендацн останньо!' через RTU, CS надходять до системи автоматизованого управлшня стащею пiдготовки й дозування борошна (САУБ 1). 1СППР рекомендуе в дiалоговому режимi з використанням КМ спошб покращення властивостей борошна, опари та тюта щодо вггамтзацн властивостей хиба.
Таким чином, комплексний вплив частоти, штенсивност та швидкост ультразвукових коливань, створення ефеклв кавiтацii, диспергування, дезiнтеграцii, коагуляцн дозволяе оптимiзувати операцн приготування опари та тюта. Тобто за допомогою вбудованих у технолопчний процес виробництва хиба робототехнологiчних комплексiв можна досягнути бшьш високо!' якостi хлiбобулочних виробiв.
7. SWOT-аналiз результатiв дослiджень
Strengths. До сильних сторш розробленого робототехнологiчного
комплексу виробництва хиба з функщональними характеристиками лшувально-профшактичного призначення вiднесемо:
- очищення та активацiю води;
- можливють використання в рецептурi борошна з низькою силою та/або iз добавками;
- робототехнолопчш iнтенсифiкатори забезпечують найбшьш тонке диспергування iнгредiентiв лiкувального типу в тюто, чого не можливо досягнути традицiйними методами;
- штенсифшащя процесiв масообмiну.
Weaknesses. До слабких сторш можна вiднести додатковi витрати на створення робототехнолопчних комплексiв в юнуючих технологiчних лiнiях.
Opportunities. Серед можливостей комплексу слiд вiдзначити створення шновацшних продуктiв лiкувально-профiлактичного типу, що обумовлюе очевидний соцiальний ефект для людей, як мешкають на забруднених територiях.
Threats. До погроз вщнесемо пiдвищення стандартiв обслуговування технологiчного обладнання та можливе збшьшення вартостi кшцевого продукту.
8. Висновки
1. Для виробництва хиба з лiкувально-профiлактичними характеристиками проведено до^дження керованих ультразвукових ефеклв кавiтацiï. Доведено, що процеси ультразвуково!' кавiтацiï, дезiнтеграцiï, коагуляцiï води, борошна, олп, рiдких дрiжджiв, соляного й цукрового розчишв та iнших iнгредiентiв сприяють одержанню продукцiï лiкувального типу.
Ультразвукова кавггацш викликае пiдсилене перемшування рiдини мкропотоками, якi утворюються навколо бульбашок, що коливаються. Таке перемшування особливо корисне в технологiчному процес виробництва хлiба для диспергування при збагаченш його вiтамiнами та мшеральними речовинами.
2. Розроблено системи автоматизованого контролю параметрiв опари-тiста на базi високочастотних ультразвукових коливань. В системi шгенсифжацп виробництва продукцiï, очищення води, дезштеграцп дрiжджiв та дезпергування розсолiв запропоновано використання робототехнологiчних iнтенсифiкаторiв. Доведено, що робототехнолопчш комплекси з розвинутою сенсорною системою дозволяють знизити вмют солi та цукру в хлiбi на 15-20 % без змши смакових властивостей продукту.
3. Розроблено багаторiвневу шгелектуальну систему автоматизованого управляння технолопчним процесом виробництва хлiба. В архiтектурi цiеï системи використано робототехнолопчний комплекс з:
- 1нтелектуальною системою тдтримки прийняття р1шень та блоками навчання;
- базами даних i знань;
- блоком виводу шформацп на корпоративний монiтор продуктивностi;
- автоматизованим робочим мiсцем з системою шгерфейшв;
- штучною нейронною мережею розтзнавання аварiйних, аномальних й нормальних ситуацiй.
^irepaTypa
1. Fedotova T. V. Innovative approaches to management of competitiveness of enterprises of baking industr // Visnyk ZhNAEU. 2015. Vol. 2, No. 1 (48). P. 130-137.
2. Vozniak A. V., Korenets Yu. M., Khorolskyi V. P. Robototekhnolohichni kompleksy v protsesakh vyrobnytstva khliba dlia rehioniv z tekhnolohichnym tyskom: proceedings // Innovatsiini aspekty rozvytku obladnannia kharchovoi i hotelnoi industrii v umovakh suchasnosti. Kharkiv: KhDUKhT, 2017. P. 32-33.
3. Kapustin S. V., Krasulya O. N. Primenenie ul'trazvukovoy kavitatsii v pishhevoy promyshlennosti // Interaktivnaya nauka. 2016. Vol. 2. P. 101-103.
4. Shestakov S. D. Osnovy tekhnologii kavitatsionnoy dezintegratsii. Sankt-Peterburg: Neva-Press, 2001. 173 p.
5. Khorolskyi V. P., Kliuiev D. Yu., Korzhov S. M. Intelligent control system and monitoring of performance of technological equipment for bakery plants // Bulletin of Khmelnitsky national University. Engineering science. 2016. Vol. 6. P. 55-62.
6. Global Robotics Industry: Records Beats Record. 2013: 179.000 Industrial Robots Sold - 2014: Continued Increase Expected. 2014. URL: https://ifr.org/ifr-press-releases/news/global-robotics-industry-record-beats-record!
7. White Paper on International Economy and Trade 2013. Ministry of Economy, Trade and Industry, June 2013. URL: http://www.meti.go.ip/english/report/downloadfiles/2013WhitePaper/outline.pdf
8. Johnny: An Autonomous Service Robot for Domestic Environments / Breuer T. et al. // Journal of Intelligent & Robotic Systems. 2011. Vol. 66, No. 1-2. P. 245-272. doi:10.1007/s 10846-011 -9608-y
9. Flacy M. Robotic Alpha Machine Can Produce Six Hamburgers a Minute. 22 January 2013. URL: http://www.digitaltrends.com/cool-tech/robot-dishes-up-six-hamburgers-a-minute/# !VTdic
10. Hmelev V. N., Slivin A. N., Barsukov R. V. Primenenie ul'trazvuka vysokoy intensivnosti v promyshlennosti. Biysk: Izdatel'stvo Altayskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2010. 203 p.
11. Sharuda S. S., Kyshenko V. D. Intelligence system of scenario control of baking production // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2010. Vol. 5, No. 3 (47). P. 66-70. URL: http://iournals.uran.ua/eeiet/article/view/3106
12. Shved S. M., Elperin I. E. System analysis of technological process of bread making // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2012. Vol. 6, No. 3 (60). P. 44-46. URL: http://iournals.uran.ua/eeiet/article/view/5511
13. SCADA sistema. SIMATIC WINCC V7. OOO Simens. Informatsiya po produktam. URL: http://www.ste.ru/siemens/pdf/rus/WinCC V73.pdf
14. Lange T. Intellegents SCADA Systems // Engineer DT. Automation and Technical Control. 2007. P. 26-30.
15. Intehrovane intelektualne upravlinnia tekhnolohichnymy protsesamy v ekonomichnykh systemakh korporatyvnykh pidpryiemstv hirnycho-metalurhiinoho kompleksu: monograph / Khorolskyi V. P. et al.; ed. by Khorolskyi V. P. Dnipropetrovsk: Sich, 2008. 443 p.
