Повышение эффективности стерилизации консервов паром в автоклавах

• Автор: Власов, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 05.18.12, 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Мурманск
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СТЕРИЛИЗАЦИИ И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО ЭФФЕКТИВНОСТИ

1.1 Основные сведения о технологическом процессе стерилизации

1.1.1 Описание стерилизационной установки АВК. Технологический процесс стерилизации консервов

1.1.2 Особенности управления стерилизационной установкой

1.2 Состояние рыбоконсервного производства в настоящее время

1.3 Современные направления совершенствования процесса стерилизации

1.4 Анализ факторов, оказывающих влияние на стерилизующий эффект, и обоснование способов повышения эффективности процесса

СТЕРИЛИЗАЦИИ

1.5 Технология научного исследования по теме диссертации Выводы по первой главе

2 ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОКЛАВА КАК СИСТЕМЫ, СОСТОЯЩЕЙ ИЗ СТЕРИЛИЗУЕМОГО ПРОДУКТА И СТЕРИЛИЗАЦИОННОЙ КАМЕРЫ, ЯВЛЯЮЩЕЙСЯ ОБЪЕКТОМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
2.1 Математическое описание стерилизационной камеры как объекта автоматического управления
2.1.1 Разработка методики поиска наименее прогреваемой области и определения симметричности температурного поля стерилизационной камеры автоклава
2.1.2 Выбор аппаратного и программного обеспечения для проведения экспериментов
2.1.3 Проведение экспериментов по определению симметричности температурного поля стерилизационной камеры
2.1.4 Выбор входных переменных и обоснование структуры модели теплообмена в стерилизационной камере
2.1.5 Разработка методики идентификации параметров стерилизационной камеры как объекта, обладающего осевой симметрией
2.1.6 Обработка экспериментальных данных и определение параметров модели стерилизационной камеры
2.2 Разработка методики косвенной оценки динамических характеристик продукта
2.2.1 Проведение экспериментов по определению параметров модели имитатора паштета шпротного, стерилизуемого в банке
2.2.2 Проведение экспериментов по определению параметров модели имитатора супа рыбного кубанского, стерилизуемой в банке
Выводы по второй главе
3 РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕСУРСОВ В ПРОЦЕССЕ РАБОТЫ СТЕРИЛИЗАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ
3.1 Оптимизация контура регулирования температуры в стерилизационной
3.1.1 Выбор критериев оптимальности
3.1.2 Определение типа регулятора контура управления температурой в стерилизационной камере и алгоритма смены его коэффициентов
3.1.3 Расчет оптимальных коэффициентов регулятора для стерилизации имитаторов паштета шпротного и супа рыбного кубанского в ЛВК
3.1.4 Проведение экспериментов по стерилизации паштета шпротного и супа рыбного кубанского с оптимальными и неоптимальными коэффициентами
3.2 Разработка способа использования вторичного тепла и воды по
ЗАМКНУТОМУ ЦИКЛУ
3.2.1 Определен ие характеристик экономайзера
3.2.2 Управление экономайзером
3.2.3 Оценка сокращения продолжительности этапа пароподготовки и скорости потери энергии содержимым экономайзера
3.2.4 Экспериментальное исследование экономайзера в рабочем цикле ЛВК Выводы ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ
4 РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
СТЕРИЛИЗАЦИОННОЙ УСТАНОВКОЙ АВК
4.1 Разработка программноаппаратного комплекса для исследования стерилизационной камеры МИСт.ПАК
4.2 Разработка оптимальной системы управления стерилизационной установкой МИСт.Оптим
4.3 Разработка методики оптимизации управления стерилизационной установкой для заданного вида консервов при помощи МИСт.ПАК
4.4 Оценка экономического эффекта о г внедрения
ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Вода посгупает в сгерилизационную камеру, при этом резко падает давление в аппарате. На этапе охлаждения возможна порча тары вследствие превышающей критическую величину разницы давлений между внутренним объемом консервной банки и аппаратом 7, . Для решения этой проблемы в аппарате создается воздушное противодавление при помощи воздуха, подачей которого управляет клапан . После заполнения автоклава водой открывается клапан слива , что приводит к постепенному замещению отработанной охлаждающей воды более холодной из магистрали. Типовая продолжительность этапа минут . При охлаждении консервов до С этап охлаждения заканчивается, вода из автоклава удаляется через клапан слива в случае необходимости для ускорения процесса создается дополнительное давление воздухом. После выравнивания давлений между стерилизационной камерой и окружающей средой крышка может быть открыта, а клети с банками выгружены из аппарата 7, . За реализацию описанного выше алгоритма работы установки отвечает система управления , содержащая контуры управления температурой греющей среды и давлением в стерилизационной камере. С точки зрения алгоритма функционирования, контур управления температурой греющей среды стерилизационной установки относится к системам программного управления. Алгоритм функционирования такой системы содержит предписание изменения управляемой величины температуры в стерилизационной камере в соответствии с заранее заданной программой на основании требований технологического процесса, а именно режима стерилизации 9, . Этот контур осуществляет свои функции только на этапах продувки, нагрева и собственно стерилизации. Возмущающими воздействиями для этой подсистемы являются теплообмен с окружающей средой, отбор тепла продуктом и корпусом аппарата . В качестве регулирующего органа может выступать как клапан с позиционированием, так и электромагнитный клапан. Клапаны с позиционированием позволяют реализовать непрерывный закон регулирования температуры греющей среды, однако они вносят некоторую динамическую ошибку в управляющий контур, более дороги и менее надежны, чем электромагнитные клапаны. С другой стороны, электромагнитные клапаны являются существенно нелинейными объектами, поэтому с их помощью возможна реализация только позиционного или непрерывного закона управления с использованием широтноимпульсной модуляции как это делается, например, в современных отечественных стерилизационных установках 3го поколения МАГ комплекса АСК производства ООО РЛС . Контур управления давлением в стерилизационной камере относится к системам стабилизации. Давление в стерилизационной камере на этапе охлаждения водой при стерилизации паром поддерживается на заданном уровне согласно режиму. В целом, несмотря на развитие консервного производства и разработку новых стерилизационных установок, алгоритм управления процессом стерилизации за последние годы особенных изменений не претерпел. Консервное производство специализированная отрасль пищевой промышленности, позволяющая создавать запасы пищевых продуктов для потребления в районах с различными климатическими условиями в течение круглого года . Повышенное внимание к ней со стороны исследователей обуславливается тем, что она затрагивает вопросы самообеспечения страны продуктами питания . В доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации указано, что долгосрочные национальные интересы России ориентированы на повышение конкурентоспособности национальной экономики . Несмотря на богатые запасы природных ресурсов, Россия в значительной мерс зависит от импорта продовольственных товаров, при этом существенная доля консервной продукции на прилавках принадлежит зарубежным производителям. Хотя добыча гидробионтов и использование продукции рыболовства для консервирования в мире увеличивается, в нашей стране производство консервной продукции постепенно снижается ,. Перерабатывающие предприятия, производящие традиционную продукцию, в частности, консервы, проигрывают на рынке поставщикам свежей и замороженной продукции в результате долговременного сдвига в потребительских вкусах .