Обоснование гибкого консервного производства для выработки основного ассортимента продукции Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

а гг

(Я)

її т/2

Г * V5 >

j---------------р г А г аг

о2 /,2 а В р к

Я2 (Я - а) откуда параметр А выразится через В:

а &2 Р

(/? - а) (1 - ео Из (4) и (5) вычислим

где X

В = а Я2

/а - В)

X + ц Г] ІП

1 + к

Я

Я - а

й-а

/1 ^ 4 ж /1 к а

Формулы (5), (6) позволяют определить поле напряжений

А (1 - в) А (1 + 0) А в

о гг = ----рг----; а<БР= ——“> ~2~

В кВ

и поле скоростей \/г =

Знание напряжений позволяет составить критерий эффективности процесса шелушения в виде безразмерного комплекса, связанного с интенсивностью сдвиговых напряжений.

Такой критерий можно выразить отношением

/ = -

/?- 3/2

/?

(7)

где /| и /2 — первый и второй инварианты напряжений.

г, _ 9 А , (£+ сУо) .

11 — *■ 2 Р о ’

(й - 05,о) “

/2 =

(Й - 05,о)

<3

РёЬ +

А (1

• 2 БШ <р)

(Я - 0,5 аУ

Я !й2 - (Я - а)2 ]р

(5)

(6)

зернового потока;

(2Я - а)4

С =

9 (3 Я2 - ЪЯ а + а2)

— осевая скорость

—■ константа;

-0,008 (» + 0 26 -2а

<2 — фиксированная производительность машины.

Критерий (7) всегда меньше единицы, но чем больше его значение, тем выше интенсивность обработки поверхности зерна. Введение в него критерия технологической эффективности д — (1 — Вощ), где Вош = 0,66 - 1,62 е выход отходов шелушения (оболочка, мучка, дроб-ленка), приводит к комплексному критерию эффективности процесса шелушения /о г- ?/,

позволяющему выбрать оптимальные значения конструктивно-кинематических параметров машины. Так,, например, решение задачи оптимизации в интервале значений а> = 87,9-125,6 рад/с, а = 0,01—0,030 м для машины с абразивными кругами диаметром 0,45 м и высотой к - 0,4 м и <3 = 1800 кг/ч позволило получить в интервале максимальных значений /о - 0,62-0.72 оптимальные значения а> = 87,9—100,48 рад/с и а - 0,0Ю-0,012 м. При этом выход отходов шелушения составил Вош = 0,11-0,194, т.е. при содержании оболочек, например, в бобах сои 8-Т2% потери эндосперма составляют от 1,0 до 11,9%.

Отдел технологии биопрепаратов

Поступила 08.02.94

нуі

крЗ

сал

СЫ{

сти

воз

вол

/7,

4

ИЛ]

н

ме;

ны

раС

дур

та>

ТОЇ

скс

ду

6б4.8/.9:658.5.011

ОБОСНОВАНИЕ ГИБКОГО КОНСЕРВНОГО ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ОСНОВНОГО АССОРТИМЕНТА ПРОДУКЦИИ

Е.П. КОШЕВОЙ, А.С. ЛЕВИНСОН, В.Д. ФЕРМАНЬЯН, С.Е. КОШЕВАЯ

Кубанский государственный технологический университет

Разработка эффективных процессов производства продуктов питания из различного скоропортящегося сырья возможна при систематизации технических, технологических и организационных процессов, происходящих при хранении и переработке сырья,' рассматриваемых во взаимосвязи и взаимовлиянии. Создаваемые технологические схемы предусматривают комплексную переработку сырья, основанную на новых физико-химических принципах, способствующих ее эффективной реализации.

Интеграция производства включает разработку: ресурсо- и энергосберегающей технологии и оборудования для" хранения сырья перед переработкой; методологии синтеза групповых технологий переработки сырья, агрегатно-мольного метода построения технолегидрс"«л линий и систем авто-матизирсг-ййного управления на всех уровнях производства с применением современных микропроцессорных средств. Адаптация интегрированного

производства к быстроменяющимся внешним и внутренним факторам должна быть обеспечена гибкостью технологии, организации и управления производственной системой.

Гибкость особенно актуальна для небольших по масштабам производителей сельскохозяйственной продукции, в частности, для крупных крестьянских и фермерских хозяйств. В последних экономически целесообразно не только производить продукцию сельского хозяйства, но и перерабатывать её в полуфабрикат для дальнейшего консервирования на крупных заводах или выпускать по законченному циклу готовые консервы.

Для фермерских хозяйств характерны следующие особенности: ограниченность объектов производства; удаленность от крупных перерабатывающих предприятий — основных потребителей сельскохозяйственного сырья; ограниченность источников энергии и складских помещений; полное отсутствие простых и надежных в эксплуатации технических средств малой мощности для выработки консервов.

Кроме того, хозяйства практически не имеют ограничений на ассортимент готовых изделий Г: .«сгут выпускать малыми пяпткчми делккатес-

го

СТ{

ДУІ

леї

НЬЕ

РУ

ми

МО]

раз

ТИ|

бо1

СП(

мгі

рої

маі

сче

прі

гиі

ИС]

саі

орі

ВОІ

ную продукцию, которая не входит в ассортимент крупных предприятии. Однако отсутствие универсальных технических средств для переработки сырья резко снижает производственные возможности фермерских хозяйств. В условиях последних возможно расширение форм организации производства продуктов питания;

выработка сырья и поставка его в торговую сеть

или на крупные перерабатывающие предприятия в свежем виде (при этом возникают проблемы механизации погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских операций);

минимальная обработка сырья и выпуск полуфабриката с последующей поставкой его на перерабатывающее предприятие;

выработка по законченному циклу готового продукта на стационарных или передвижных комплектах оборудования.

Возможные направления внедрения результатов исследований ^целью повышения экономической эффективности производства сводятся к следующему:

сокращение видов и типоразмеров выпускаемого технологического оборудования;

ориентация отечественного пищевого машиностроения на выпуск унифицированных блоков-модулей со встроенным микропроцессорным управлением, оперативно компануемых в разнообразные технологические системы;

повышение коэффициента использования оборудования и производственных площадей за счет многократного использования отдельных блоков-модулей в разных компановках для производства различных видов продукции;

использование концепции гибкости при проектировании новых пищевых предприятий;

снижение потерь сырья при хранении и переработке за счет применения новых эффективных способов обработки и управления технологическими процессами.

Выполненный нами анализ позволил сформулировать основные принципы гибкой организации малых предприятий:

1. Поучастковый способ производства.

2. Безотходность технологических процессов за счет внедрения побочной переработки отходов (например, пектина, экстрактов и т.д.).

3. Гибкость, мобильный переход на выпуск других видов консервов по групповой технологии с использованием минимального комплекта универсальных блоков-модулей оборудования.

4. Автоматизация технологических процессов и организационного управления производством.

Ответственным этапом синтеза гибкого производства является выбор оптимального ассортимен-

та выпускаемой продукции. При этом целесообразно руководствоваться следующими принципами: простота технологии, не требующая сложного, специфичного, высокоавтоматизированного оборудования;

учет конъюнктуры рынка, отсутствие конкуренции со стороны крупных консервных предприятий; возможность организации группового производ-

ства;

растянутость по срокам созревания сырья.

По результатам исследований нами разработана структурно-операционная схема гибкого поучаст-кового производства (рисунок), рассчитанного на выработку следующих групп консервов: маринады, салаты овощные, варенье, джемы, плоды и ягоды протертые, компоты.

Эта схема доведена до машинно-аппаратурного оформления:

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОРУДОВАНИЯ

1.1. Конвейер ленточный инспекционный А9-КТФ.

1.2. Конвейер роликовый инспекционный.

2.1. Машина моечная вентиляторная А9-КМИ.

2.2. Машина моечная Т1-КУМ-3.

3.1. Устройство для обрезки концов и очистки кукурузы.

3.2. Машина для удаления плодоножек А9-КЧЗ.

3.3. Машина для удаления сердцевины и резки яблок А9-КАН.

3.5. Машина для резки корнеплодов «РИТМ» А9-КРВ.

3.6. Универсальная овощерезка КОУ.

4.1. Бланширователь ковшовый А9-КВЕ.

4.2. Бланширователь роторный.

6.1. Ванна смесительная.

7.1. Оборудование для просеивания сахара и соли «Пионер».

7.2. Котел варочный МЗ-2С-244-а.

8.1. Машина протирочная Т1-КП2У-2-4.

8.2. Дробилка А9-КИС.

9.1. Ванна смесительная.

10.1. Аппарат двутельный выпарной МЭС-320 М.

11.1. Машина для мойки стеклотары СП-60М.

11.2. Шпарка-транспортер М8-АКС.

12.1. Автомат дозировочно-наполнительный Б4-КНД-21.

12.2. Наполнитель салатов.

12.3. Наполнитель варенья.

13.1. Машина закаточная ЭК1-3-63.

13.2. Машина полуавтоматическая закаточная Б4-КЗК-90-06.

14.1. Автоклав вертикальный Б6-КАВ-2-6-2.

15.1. Конвейер ленточный инспекционный А9-КЧЗ.

15.2. Машина этикетировочная ЭР-2.

Структура предложенного производства предполагает наличие набора оборудования, представляющего так называемую «базовую» линию. В ее состав входит оборудование, обладающее максимальным значением критерия общности для всех видов перерабатываемого сырья. Уникальное оборудование, реализующее операции лишь для узкого (1-2) круга продуктов, вынесено в ответвления «базовой» линии (рисунок). Это оборудование образует отдельные участки переработки, включающие элементарные технологические операции.

ВЫВОД

Сформулированы основные принципы организации гибких производств. Разработана структурнооперационная схема гибкого поучасткового производства с использованием «базового» набора оборудования для выработки консервов широкого ассортимента.

Кафедра машин и аппаратов пищевых производств Кафедра автоматизации производственных процессов

Поступила 15.03.94

ИЗВЕ<

637.1:658.512.001.573

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ АСУ ТП В МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

М.п. АСМАЕВ, Н.Н. АНИШИНА, И.Н. БУЛАТНИКОВА

Кубанский государственный технологический университет

Широкое распространение микропроцессорной вычислительной техники в автоматизированных системах управления технологическими процессами АСУ ТП, в том числе в отраслях пищевой промышленности, привело к заметному возрастанию роли алгоритмизации и программирования таких микропроцессорных систем.

До последнего времени проектирование алгоритмов микропроцессорных управляющих и вычислительных систем шло тем же традиционным путем, что и универсальных ЭВМ, т.е. в прямом соответствии с аналитической записью вычисляемого выражения. Это вело к неэффективному использованию микропроцессоров МП или же к ненужному повышению требований к их быстродействию и внутренней структуре, а значит, и стоимости.

Технические и функциональные особенности МП таковы, что позволяют обеспечить их высокую эффективность только при особом подходе к алгоритмизации управляющих и вычислительных процедур. Ее суть в отказе от операций умножения и деления, являющихся, по существу, своеобразными подпрограммами и состоящими" как процедуры из последовательности операций сложения, вычитания, сдвигов, тестирования и условных переходов. Причем за счет двух последних операций обеспечивается нелинейность преобразования. Все вышеперечисленные операции и должны остаться в^качестве основных в алгоритмах, реализуемых на

Используя такие алгоритмы, разработчик программного обеспечения микропроцессорных систем обеспечит высокое алгоритмическое быстродействие и резко снизит требования к сложности, а значит, и к стоимости применяемых микропроцессорных средств.

Представление, что многие проблемы применения МП исчезают (или могут быть значительно ослаблены), если рассматривать МП как инструмент не математический, а кибернетический [Г], привело к появлению разностно-итерационных алгоритмов типа «шаг за шагом» 12-5].

Нами предпринята попытка распространить такой подход на микропроцессорные АСУ ТП в пищевой промышленности. Взята АСУ молочного щюизредстйй Жомпомастер* фирмы «Пасилак» (дания) при нормализации молока с использованием сепаратора-сливкоотделителя [6].

Алгоритмы функционирования выпол-

ненной с использованием программируемых технических средств автоматизации, основываются на вычислении ±;,\.улам [61:

Жн = Ж0 +

Осл (Жм Ж0) (Q + Q сл)

Qc

Qc

(i)

Жг

Qo + Qc

~~Qcr

(.Жм - Жо) + Ж0, (2)

где Жн, Ж0, Жм, Жсл — массовые доли жира соответственно в нормализуемом, обезжиренном и нормализованном молоке, а также в сливках, %;

Осл^сл" ^оу~ расходы сливок, получаемых и идущих на нормализацию, и обезжиренного молока соответственно, кг/ч.

Если вычислять формулы (1) и (2) в прямом соответствии с аналитической записью, то потребуется МП, имеющий операции умножения и деления, двойную или даже тройную разрядную сетку арифметического устройства и регистров, в связи с чем неощзавданно завышаются требования к сложности МП.

В описании к изобретению [5] приведен разностно-итерационный алгоритм вычисления функции

х2 + у2

,(х'й - Т77-

Модернизировав его и расширив область сходимости, мы разработали разностно-итерационный алгоритм для вычисления функции:

f (x,y,u,w) =

XU + yw

и + w

(3)

Он таков:

£/_ 1 = sign (Xj-l - Yh osign (U + W) ;

Xo = x,XrXhi - ZMw2-i+KXn (4)

Yj0 = У - Yj = Vi + 5/-1 и 2_/+1 - Yn -» xn ,

где / — номер итерации (/ = 1, 2,...,/г-1);

n — двоичная разрядность величин; slgp.Oc) — функция знака:

signOt) = 1, если х > 0; sign(x) = — 1, если х<0.

I * ~ У

ггловие сходимости ---------- < 2 .

I и + W

Vr

Oq

и

где р обла

раци ем с,

Ж