CC BY
43
ELECTROPHORETIC DETERMINATION OF GALLIC ACID IN COGNACS
T.G. TSYUPKO, I.N. GUNKIN, Z.A. TEMERDASHEV
Kuban State University,
149, Stavropolskaya st., Krasnodar, 350040;ph.: (861) 219-95-71, e-mail: tsypko@kubsu.ru
The express procedure of direct electrophoretic determination of gallic acid in cognac was and optimized. The procedure allows identification and quantitative determination of gallic acid in wide range of concentration (0,3-50 mg/l). The analysis of one sample takes 7 minutes; an error is less than 10%. The procedure is approved on cognacs of different s. The accumulation tendency of gallic acid depending on cognac ageing is revealed. It is found that the estimation of cognac age based on gallic acid is possible in case of cognacs with different time of ageing made by the same technology.
Key words: capillary electrophoresis, cognac, nonvolatile components, gallic acid.
621.31.004.18
РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ ДИАГРАММ ДЛЯ МАЛЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ИНЕРЦИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
Ю.П. ДОБРОБАБА, ВИК.Ю. БАРАНДЫЧ
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: shadyotaky@mail.ru
В пищевой промышленности автоматизация технологических процессов осуществляется на основе позиционных электроприводов с инерционными преобразователями. Предложены две оптимальных по быстродействию диаграммы для малых перемещений исполнительного органа механизма с инерционным преобразователем как с идеальным, так и упругим валопроводами. Представлены аналитические соотношения, справедливые для каждой из оптимальных по быстродействию диаграмм перемещения электроприводов, и найдены условия их существования.
Ключевые слова: электропривод, диаграммы перемещения электроприводов, упругий валопровод, идеальный вало-провод.
Автоматизация технологических процессов различных отраслей пищевой промышленности осуществляется на основе позиционных электроприводов (ЭП) с инерционными преобразователями как с идеальными (безредукторными), так и с упругими (с редуктором) валопроводами. В статье [1] для позиционных ЭП с инерционными преобразователями и идеальными валопроводами разработаны три вида оптимальных по быстродействию диаграмм перемещения: для малых, средних и больших перемещений исполнительных органов ЭП.
В настоящей работе подробно анализируется ранее разработанная нами оптимальная по быстродействию диаграмма для малых перемещений исполнительных органов ЭП с инерционными преобразователями и идеальными (безредукторными) валопроводами с целью выявления информационных признаков, которые позволят сформулировать идеологию разработки оптимальной по быстродействию диаграммы для малых перемещений ЭП с инерционными преобразователями и упругими (с редукторами) валопроводами.
Так как математическая модель ЭП постоянного тока с инерционным преобразователем и идеальным валопроводом представляет собой систему дифференциальных уравнений четвертого порядка, то скачкообразное изменение величины напряжения, приложенного к якорной цепи электродвигателя, приведет к скачкообразному изменению величины 4-й производной угла поворота (3-й производной угловой скорости) испол-
нительного органа ЭП. Поэтому для реализации оптимального по быстродействию движения позиционных ЭП с инерционными преобразователями и идеальными валопроводами предлагается формировать зависимость 3-й производной угловой скорости (ПУС) исполнительных органов ЭП от времени. При этом изменение величины 2-й ПУС исполнительного органа ЭП от одной величины до другой осуществимо за один этап.
На рис. 1 представлена оптимальная по быстродействию диаграмма для малых перемещений исполнительных органов ЭП с инерционными преобразователями и идеальными валопроводами (зависимости: угла поворота исполнительного органа механизма от времени ф = /1 (£); угловой скорости исполнительного органа ЭП от времени ю =/2 (£); 1,2 и 3-й ПУ С исполнительного органа ЭП от времени ю(1) = /3(0, ю(2) = /4(г), ю(3) = /5 ($).
Диаграмма состоит из семи этапов. На первом и пятом этапах 3-я ПУС исполнительного органа ЭП равна максимальному значению ю т!))х; на третьем и седьмом этапах 3-я ПУС исполнительного органа ЭП равна максимальному значению со знаком «минус» —ю 2^; на втором, четвертом и шестом этапах 3-я ПУС исполнительного органа ЭП равна нулю. Длительность первого и седьмого этапов ^; длительность третьего и пятого этапов 2^; длительность второго и шестого этапов £2; длительность четвертого этапа 13. На втором и шестом этапах 2-я ПУС исполнительного органа ЭП равна максимально допустимому значению ю ^ ; на четвертом этапе 2-я ПУС исполнительного органа ЭП равна мак-
11 —
ю
(2)
ю
(2)
г3 + 9 г г +13 г г + 3 г — —______________________
12 ^ 1 11 2 ^ 11 1 2 ^ 3 1 1 (2)
2 2 2ю _
г з — г 1 ^ 2 г 2; тц — 6 г 1 + 2 г 2 +г 3;
(11 + 12 );
47
Ф ь
— 0;
ю(1) — ю(2)
макс доп
Ю тах — Ю 2,
24
і1 + 3 г 1 г 2 + г 2
инерционными преобразователями и идеальными валопроводами справедлива при выполнении условий
Ф гр.1 < (Ф кон — Ф нач ) < Ф гр.2 5
где
Ф гр.1 — 6
Ф„,.2 — юЮН 2
ю(1) ' 2 ю« ю(2)
^ доп + 3 + ^ доп
ю * . ю ті ю ті
Рис. 1
симально допустимому значению со знаком «минус» —ю доп . В момент времени (2^ + ^2) 1-я ПУС исполнительного органа ЭП достигает максимального значения ю ; в момент времени (4^ + *2 + г3) 1-я ПУС исполнительного органа ЭП достигает максимального значения со знаком «минус» —ю • В момент времени
(3^ + ^2 + 1/2?3) угловая скорость исполнительного органа ЭП достигает максимального значения ютах. Угол поворота исполнительного органа ЭП увеличивается от начального значения фнач до конечного значения
фкон.
Для данной диаграммы справедливы соотношения
і
юдоП- максимально допустимое значение 1-й ПУС исполнительного органа ЭП.
Так как математическая модель ЭП постоянного тока с инерционным преобразователем и упругим валопроводом представляет собой систему дифференциальных уравнений шестого порядка, то скачкообразное изменение величины напряжения, приложенного к якорной цепи электродвигателя, приводит к скачкообразному изменению величины 6-й производной угла поворота (5-й ПУС) исполнительного органа механизма. Поэтому для реализации оптимального по быстродействию движения позиционных ЭП с инерционными преобразователями и упругими валопроводами предлагается формировать зависимость 5-й ПУС исполнительных органов механизмов от времени. При этом изменение величины 2-й ПУС исполнительного органа механизма от одной величины до другой осуществимо за три этапа.
На рис. 2 представлена оптимальная по быстродействию диаграмма для малых перемещений исполнительных органов ЭП с инерционными преобразователями и упругими валопроводами (зависимости: угла поворота исполнительного органа механизма от време-
где Тц - длительность цикла.
Оптимальная по быстродействию диаграмма для малых перемещений исполнительных органов ЭП с
Рис. 2
2
ни ф2 =/1(0; угловой скорости исполнительного органа механизма от времени ю2 =/2(0; 1, 2, 3, 4 и 5-й ПУС исполнительного органа механизма от времени ю21) = /ъ(г) ю22) = /4(г) ю23) = /5(г) ю24) = /6(г) и
ю
2
(5)
f1(t)).
t і - 3
1ю
(2)
2 ю Я.’
t і*
Диаграмма состоит из пятнадцати этапов. На первом, третьем, шестом, девятом, одиннадцатом и четырнадцатом этапах 5-я ПУС исполнительного органа механизма равна максимальному значению ю m втором, пятом, седьмом, десятом, тринадцатом и пятнадцатом этапах 5-я ПУС исполнительного органа механизма равна максимальному значению со знаком «минус» —ю mL; на четвертом, восьмом и двенадцатом этапах 5-я ПУС исполнительного органа механизма равна нулю. Длительность первого, третьего, тринадцатого и пятнадцатого этапов ^; длительность второго и четырнадцатого этапов 2t\; длительность четвертого и двенадцатого этапов t2; длительность восьмого этапа t3; длительность пятого, седьмого, девятого и одиннадцатого этапов ti*; длительность шестого и десятого этапов 2ti*. В моменты времени t1 и (7t1 + 2t2 +t3 + 8t1*) 4-я ПУС исполнительного органа механизма достигает максимального значения ю Я,; в моменты времени 3t1 и (5t1 + 2t2 + t3 + 8t1*) 4-я ПУС исполнительного органа механизма достигает максимального значения со знаком «минус» —ю «.; в моменты времени (4t1 + t2 + 3t1*) и (4t1 + t2 + t3 + 5t1*) 4-я ПУС исполнительного органа механизма достигает максимального значения ю(4) ,; в
max* 7
моменты времени (4t1 + t2 + t1*) и (4t1 + t2 + t3 + 7t1*) 4-я ПУС исполнительного органа механизма достигает максимального значения со знаком минус —ю(4) ,. В
max*
момент времени 2t1 3-я ПУС исполнительного органа механизма достигает максимального значения ю m3^; в момент времени (6t1 + 2t2 + t3 + 8t1*) 3-я ПУС исполнительного органа механизма достигает максимального значения со знаком «минус» —ю m^»; в момент времени (4t1 +12 +13 + 6t1*) 3-я ПУС исполнительного органа механизма достигает максимального значения ю ; в момент времени (4t1 + t2 + 2t1*) 3-я ПУС исполнительного органа механизма достигает максимального значения со знаком «минус» —ю . На четвертом и две-
надцатом этапах 2-я ПУС исполнительного органа механизма равна максимально допустимому значению ю доп ; на восьмом этапе 2-я ПУС исполнительного органа механизма равна максимально допустимому значению со знаком «минус» —ю . В момент времени (4t1 + t2 + 2t1*) 1-я ПУС исполнительного органа механизма достигает максимального значения ю m^; в момент времени (4t1 +12 + t3 + 6t1*) 1-я ПУС исполнительного органа механизма достигает максимального значения со знаком «минус» —ю J^. В момент времени (4t1 + t2 + 1/2t3 + 4t1*) угловая скорость исполнительного органа механизма достигает максимального значения ю max. Угол поворота исполнительного органа ЭП увеличивается от начального значения фнач до конечного значения фкон.
Для данной диаграммы справедливы соотношения
ю
(2)
ю
(5)
12 + б (tі -И tі* ) 12 + 2(251і + 481111* -И 2311* ) 12 + +(2312 И 251111* И 2312* ) 11 Ф кон —Ф нач - о
2ю(2)
доп
13 — 411 + 212;
: 811 + 212 + 13 + 811*;
Ю(4) *
макс*
ю
(4)
ю
(3)
(3) ю макс*
ю (м5а)кс t 1 ;
- ю(5) t ;
макс 1*
- —(5) t2;
макс 1 — (5) 12 ; макс 1*
>(i)
(2)
17
(211 +12)и—11* ;
(2)
Ю макс Ю доп
— ti + 4 tit2 + ti
7
+ 4(2ti + ti)ti* + — ti*.
Оптимальная по быстродействию диаграмма для малых перемещений ЭП с инерционными преобразователями и упругими валопроводами справедлива при выполнении условий
ф гр.1 < (ф кон —ф нач ) < ф гр.2 ,
где фгр.1 = 2 юдоп(23 г12 + 25 г1г1* + 23 4) г1;
2 ti.
+ 12 (ti + ti* ) tjmax +
Фгр.2 - —доп
+ (25 t + 48 ^1^1* + 23 ti* ) timax + +2 ( 23 ti + 25 tit* + 23 ti*) ti
і — — 21—171
2тах ю£, 1 не-
полученные результаты позволяют перейти к разработке задатчиков интенсивности, формирующих оптимальные по быстродействию диаграммы перемещений исполнительных органов ЭП с инерционными преобразователями.
ЛИТЕРАТУРА
1. Добробаба Ю.П., Барандыч Вик.Ю. Разработка оптимальных по быстродействию диаграмм перемещения электроприводов с инерционными преобразователями и идеальными валопроводами // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2008. - № 5-6. -С. 110-112.
Поступила 09.09.10 г.
2
ц
DEVELOPING THE OPTIMUM PERFORMANCE DIAGRAMS OF MINOR MOVEMENT OF INERTIAL CONVERTOR-EQUIPPED ELECTRICAL DRIVE EXECUTIVE UNITS
YU.P. DOBROBABA, VIK.YU. BARANDYCH
Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: shadyotaky@mail.ru
In food industry, the automation of technological processes is based on inertial convertor-equipped positional electrical drives. Two optimum performance diagrams for minor movement of inertial convertor-equipped mechanism’s executive unit with ideal and with elastic shafting are proposed. Analytical relations are mentioned which are valid for each of the optimum performance diagrams of movement of electrical drives and the conditions in which these diagrams exist are found.
Key words: electrical drive, diagrams of electrical drives movement, elastic shafting, ideal shafting.
66.047-912
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ ОБЖАРКЕ ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ ПЕРЕГРЕТЫМ ПАРОМ
А.А. ШЕВЦОВ, С.В. КУЦОВ, А.Г. ТКАЧЕВ
Воронежская государственная технологическая академия,
394036, г. Воронеж, пр. Революции, 19; тел.: (4732) 55-65-11, электронная почта: KutsovSV@bk.ru
Разработана и решена численными методами модель процесса тепломассопереноса при обжарке зерна ячменя, представленная системой дифференциальных уравнений второго порядка в частных производных. Хорошая сходимость расчетных и экспериментальных данных подтвердила целесообразность использования математической модели для расчета процесса и анализа протекающих физико-химических явлений, разработки высокоэффективных обжарочных аппаратов и программно-логических алгоритмов управления технологическими параметрами.
Ключевые слова: тепломассоперенос, обжарка зерна, ячмень, перегретый пар.
В структуре кормового баланса зерно ячменя занимает до 50-80%, поэтому повышение питательной ценности зернового сырья непосредственно влияет на усвояемость комбикорма [1].
В последнее время широкое распространение в технологии обжарки пищевых продуктов получило использование высокотемпературных инертных теплоносителей, в частности перегретого пара [2, 3], имеющего по сравнению с другими теплоносителями следующие преимущества:
высокий энергетический КПД процесса обжарки, обусловленный возможностью утилизации вторичного пара и однородностью используемого теплоносителя и испаряемой влаги;
уменьшение требуемого количества пара в контуре циркуляции вследствие более высокой удельной теплоемкости пара по сравнению с теплоемкостью горячего воздуха;
более интенсивная обжарка, обеспечиваемая увеличением коэффициента теплоотдачи от перегретого пара к зерну;
повышение температуры процесса обжарки без существенного ухудшения качества зерна вследствие отсутствия кислорода в перегретом паре;
улучшение качества зерна благодаря уменьшению градиентов влагосодержания и повышению пластичности продукта.
В связи с этим актуально изучение механизма тепломассообмена при обжарке зерна ячменя перегретым паром методами математического моделирования.
Зерно ячменя имеет геометрическую форму, приближенную к цилиндру. Отношение высоты Н к радиу-
су Я цилиндра в среднем составляет 8, что дает основание рассматривать зерно ячменя в виде бесконечного цилиндра, ограниченного поверхностью 5, и в цилиндрической системе координат (г, Н, ф).
Модель процесса тепломассопереноса при обжарке зерна ячменя перегретым паром представлена на рис. 1. Тепловлагообмен осуществляется в направлении вектора внешней нормали п к поверхности 5.
Процесс обжарки ячменя сопровождается образованием на поверхности зерна корки, которая характеризуется коэффициентом коркообразования
С
(иНач — Uкон ) —
(1)
где £ - относительное коркообразование, £ = й!Я; й-толщина корки, м, й = Я —г; Я, г - соответственно радиус зерна и радиус поверхности тепло- и массообмена; мНач, ^коН - соответственно влагосодержа-ние зерна ячменя в начале и конце процесса обжарки.
Для ячменя в процессе обжарки £, = 240...310%, при этом относительное коркообразование £ = 23.. .28%.
Математическая модель процесса обжарки составлена на основе обобщенного закона перемещения влаги, учитывающего ее материальные потоки как в виде пара, так и в виде жидкости, вызванные наличием в материале градиентов влажности и температуры
-аш P
(V
б V t)
(2)
где ат - коэффициент потенциалопроводности вещества, м/с; 8 -термоградиентный коэффициент, 1/К; ро - плотность абсолютно сухого материала, кг/м3,
и закона теплопроводности для влажных материалов, учитывающего перенос теплоты в зерне за счет гради-
