Разработка математического и алгоритмического обеспечения задачи оптимального управления процессом сушки солода : Термодинам. подход

• Автор: Фоменко, Ольга Борисовна
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ, ТЕХНИКИ И УРОВНЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА СУШКИ ПИВОВАРЕННОГО СОЛОДА И ПРОБЛЕМЫ ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ.

1.1. Солод как объект производства

1.2. Технологический процесс сушки солода.

1.2.1. Изменения в солоде, происходящие при сушке.

1.2.2. Режимы сушки солода

1.2.3. Современные солодосушильные установки

1.3. Система целей, задач и методов автоматизации процесса сушки

1.3.1. Математическое моделирование процесса сушки в высоком

плотном слое

1.3.2. Существующие подходы к оптимизации процесса сушки
1.4. Выводы и обобщения. Постановка задачи исследования.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ СОЛОДА
2.1. Разработка математической модели процесса сушки солода.
2.2. Основные положения термодинамического подхода
2.3. Постановка задачи оптимального управления процессом сушки
солода
2.4. Расширенная постановка задачи оптимального управления
процессом сушки солода
2.5. Решение задачи оптимального управления сушкой солода.
2.5.1. Описание последовательности решения задачи.
2.5.2 Расчет для опытной сушилки
2.5.3. Расчет для промышленной 2х ярусной сушилки Ш4ВСМ1
2.6. Выводы и обобщения.
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ СОЛОДА
3.1. Основные этапы алгоритмизации. Описание алгоритма работы
системы управления
3.2. Моделирование на ЭВМ процесса сушки и анализ результатов.
3.3. Разработка структуры микропроцессорной системы управления
3.4. Выводы и обобщения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Результаты работы переданы для использования при разработке системы автоматического управления солодосу-шилкой на солодовне Трехгорного пивоваренного завода г. Москвы, а также применяются в учебном процессе кафедры Автоматизация технологических процессов Московского государственного университета пищевых производств. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Молодые ученые -пищевым и перерабатывающим отраслям АПК» (Москва, г. Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности» (Воронеж, г. Научно-технический прогресс в агроиндустрии» (Москва - Ялта, г. АТП МГУПП (Москва, г. Международной школы-семинара «Методы оптимального управления в термодинамике при конечном времени» (Переславль-Залесский, г. Пищепромавтоматизация-» (Москва, г. Автор выражает глубокую благодарность профессору, д. А.М. Цирлину за помощь в постановке и решении задачи усредненного нелинейного программирования. Мв. Мв. Мс в. Св, з - удельная теплоемкость воздуха, зерна, кДж/кг-К; ссв, з - удельная теплоемкость сухого вещества воздуха, зерна, кДж/кг-К; рв. Цв. II- универсальная газовая постоянная, 8,4 Дж/моль-К. ГЛАВА 1. Под солодоращением понимают проращивание различных видов зерна в специально создаваемых и регулируемых условиях. Сухой пивоваренный солод, являющийся основным сырьем для изготовления различных сортов пива, получают путем высушивания сырого (“зеленого'’) солода при соблюдении определенных технологических условий. Свойства сухого солода, применяемого для производства пива, определяют основные показатели этого напитка. Для приготовления солода теоретически может быть использовано большинство видов зерна, так как они содержат те же или сходные группы веществ, образуют при проращивании соответствующие ферменты и дают сходные конечные продукты. Однако, для изготовления пивоваренного солода наиболее пригодным в силу различных причин оказывается ячмень []. Ячмень относится к семейству злаковых. Для выработки ячменного солода, обеспечивающего производство высококачественного пива, необходимы специальные сорта ячменя, выращиваемые в определенных почвенно-климатических условиях. Для производства солода пригоден ячмень, характеризующийся высоким содержанием крахмала и экстрактивных веществ при низком и умеренном содержании белка. В России основными сортами для производства солода являются яровые двухрядные ячмени. К сырьевой зоне пивоваренных ячменей в России относятся Центрально-Черноземный экономический район и южные области Центрального района []. Ячмень, поступающий на производство солода, подвергается очистке от примесей, при необходимости подсушивается и сортируется, а затем поступает на мойку и замачивание. Замачивание является комплексным процессом увлажнения и биологической фазы роста. Чем быстрее протекает насыщение зерна влагой и чем интенсивнее удаляются ингибирующие вещества, тем активнее идут ферментативные процессы, приводящие в дальнейшем к растворению зерна. Целью проращивания зерна является синтез и активизация неактивных ферментов, под действием которых часто сложных веществ зерна превращается в мальтозу, глюкозу, мальтодекстрины и высшие декстрины, пептоны, пептиды, аминокислоты и др. В результате повышения влагосодержания до - % ячменное зерно набухает и его объем увеличивается, образуются несколько корешков длиной 5- мм. Полученный в результате проращивания ячменя продукт - свежепроросший солод - отличается от обычного зерна наличием корешка и проростка листка, влажностью и растираемостью. Внутри зерна прошли разнообразные процессы, значительно возросло содержание ферментов, произошло превращение отдельных групп веществ. Из-за высокой влажности свежепроросший солод легко портится и должен путем удаления воды (сушки) переводиться в устойчивое для хранения состояние. В это же время завершаются химико-биологические превращения, начатые в процессе проращивания. Задачей сушки является устранение запаха и вкуса свежепроросшего солода, создание характерного для каждого типа солода аромата и достижение соответствующего окрашивания.