Математическое и алгоритмическое обеспечение задачи автоматизации процесса дезинфекции ПЭТ-бутылок с помощью озона : На примере розлива пива

• Автор: Роденков, Егор Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Методы микробиологической защиты в зоне розлива и их влияние на качество пива

1.1 Микробиологическая защита пива в технологических операциях розлива.

1.2 Источники микробиологического заражения в зоне розлива и методы борьбы с ними

1.3 Анализ и выявление наиболее эффективного дезинфектанта.

1.4 Оценка применения озона в качестве дезинфектанта для ПЭТбутылок

1.5 Выводы.

Глава 2. Исследование процесса дезинфекции ПЭТбутылок озоном и

методов контроля его состояния

2.1 Экспериментальное исследование эффективности дезинфекции газообразным озоном

2.2 Разработка принципиальной схемы ведения процесса дезинфекции ПЭТбутылок предназначенной для дальнейшей автоматизации.
2.3 Анализ процесса дезинфекции ПЭТбутылок как объекта контроля
2.4 Методы контроля состояния процессов дезинфекции
2.5 Применение методов факторного и компонентного анализа для исследования технологических процессов.
2.6 Выводы.
Глава 3. Разработка метода кластеризации процессов дезинфекции
ПЭТбутылок в реальном времени
3.1 Методы кластеризации объектов по совокупности признаков
3.2 Аналитическое исследование применимости нейронных сетей для задач кластеризации процессов дезинфекции. Самоорганизующиеся
карты Кохснсна.
3.3 Разработка алгоритма настройки карты и его реализация применительно к процессу дезинфекции ПЭТбутылок.
3.4 Результаты моделирования по экспериментальным данным и их анализ.
3.5 Выводы.
Глава 4. Разработка метода контроля процесса дезинфекции бутылок по обобщнным показателям.
4.1 Математическое описание процесса дезинфекции с использованием обобщенных показателей.
4.2 Исследование процессов дезинфекции в пространстве обобщенных показателей
4.3 Рекомендации но реализации системы управления в пространстве главных компонент
4.4 Выводы
Глава 5. Разработка технических решений для реализации метода
контроля процесса дезинфекции
5.1 Разработка алгоритма контроля состояния технологического процесса дезинфекции ПЭТбутылок.
5.2 Разработка структуры и функций автоматизированной системы контроля технолога веского процесса дезинфекции
5.3 Выбор оборудования, необходимого для реализации системы
5.4 Структура и состав программного обеспечения.
5.5 Выводы
Основные результаты работы
Библиографический список использованных литературных источников
Приложения
ВБЕДЕНИЕ
Актуальность


Анализ методов и средств микробиологической защиты проведем по таким критериям, как: эффективность воздействия на микроорганизмы, влияние на качество продукта и окружающую среду, экономичность и трудоемкость, возможность автоматизации. Lactobacillus, Micrococcus, Sarcinia. При инфицировании пиво сильно мутнеет, появляются горечь и неприятный вкус, посторонние запахи. Известную роль вредителей пивоваренного производства играют плесневые грибы Penicillium, Aspergillus и др. Наиболее опасными, вызывающими помутнение и почти всегда быстрое прокисание пива, являются анаэробные молочно-кислые бактерии в форме Pidcococcus и Lactobacillus, устойчивые к кислоте и антисептическому воздействию хмеля [,,,,]. Микрофлора хорошо адаптируется к производственным условиям и очень быстро развивается даже в атмосфере С при температуре бродильного и лагерного подвалов. Первостепенным фактором санитарной обработки на предприятиях является проведение профилактических дезинфекционных мероприятий, направленных на уничтожение микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов питания, пищевые отравления и инфекционные заболевания, а также снижение сроков хранения []. Источниками микроорганизмов в зоне розлива являются: сам продукт - пиво, упаковочная тара и омывающий её воздух. Последовательно рассмотрим эти источники, а также средства и методы микробиологической защиты. Пиво представляет собой сложную и неоднородную многокомпонентную систему, состояние которой зависит от многих факторов: состава сырья, режимов работы оборудования, физико-химических свойств, тех или иных методов воздействия на нее и так далее. Различные методы микробиологической зашиты вызывают различные колебания параметров состояния пива, влияющие, в том числе и на вкусовые качества, не позволяющие получать стабильный по качеству готовый продукт. К важнейшим показателям качества пива относятся стабильность вкуса, аромата, коллоидная и микробиологическая стойкость. Стойкость пива - это способность его противостоять помутнению. Под стойкостью пива принимают время в сутках, в течение которого пиво остаётся прозрачным при 3 К. Г1о ГОСТ [] стойкость для непастеризованного пива должна быть не менее 8 суток, непастеризованного обеспложенного и пастеризованного - не менее суток []. Биологическое помутнение пива обусловлено наличием микроорганизмов. После кипячения сусло стерильно. Вредные для пива микроорганизмы могут попадать в него только при несоблюдении санитарных условий на производстве, после чего они размножаются в пиве, образуя помутнение, и выделяют продукты метаболизма, которые могут сделать пиво совершенно непригодным для потребления. В случае пастеризации в потоке, пиво нагревается в пластинчатом теплообменнике до 1-5 К (- °С), выдерживается около секунд, а затем снова охлаждается. Весь процесс длится около двух минут и не оказывает на качество пива заметного негативного влияния. Благодаря перекрещиванию потоков пива, можно возвращать до % затрачиваемой энергии. Именно эти преимущества данного способа способствуют его успешному распространению []. Основным показателем качества исследуемого процесса является величина, выражающая интенсивность тепловой обработки пива в пастеризационных единицах (ПЕ). Пастеризация в потоке гарантирует, однако, биологическую чистоту только пива. Анализ современных данных и мнение ведущих в этой области ученых [] показало, что до % чужеродных микроорганизмов попадают в пиво в качестве вторичной инфекции, то есть «на пути к бутылке», так что поточная пастеризация не даст гарантии, что расфасованное пиво будет иметь неограниченную биологическую стойкость. При этом не снимаются серьезные требования к чистоте бутылок и машин линии розлива. И всё же, в настоящее время пастеризация в потоке — самая распространенная форма биологической стабилизации пива, разливаемого как в бутылки, так и в кеги. Одна из возможностей избежать повторного инфицирования пива — это розлив пива В горячем СОСТОЯНИИ, НО при ЭТОМ, чтобы ІІЄ произошло выделения СО2, необходимо работать при очень высоком избыточном давлении, порядка 8- бар.