Разработка теоретических и экспериментальных аспектов непрерывного смесеприготовления в условиях управляемого процесса дозирования

• Автор: Назимов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.18.12, 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 190 с. : ил.

1.1 Технологическая значимость процесса дозирования в производстве пищевых продуктов

1.2 Способы дозирования сыпучих материалов

1.3 Нестационарности процессов дозирования в системах непрерывного смесеприготовления

1.3.1 Погрешности при непрерывном дозировании

1.3.2 Частотные нестационарности в режимах работы дозирующей аппаратуры

1.4 Обоснование выбора объекта исследований. Влияние пульсаций питающих потоков на процесс непрерывного смесеприготовления

1.5 Математическое моделирование процессов дозирования и

непрерывного смесеприготовления ВЫВОДЫ

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ ДОЗИРОВАНИЯ

2.1 Характеристика общей структурнофункциональной схемы смесеприготовительного комплекса

2.2 Описание дозирующих воздействий в смесительном агре

гате и их параметризация
2.2.1 Формирование моделей сигналов мгновенной производительности дозаторов непрерывного действия спирального и шнекового
2.2.2 Модели расходовых сигналов порционных дозаторов
2.3 Оценка флуктуаций материалопотоков на предсмеситель
ной стадии
2.4 Времячастотный анализ материалопотоковых сигналов
на базе вейвлетпреобразований
2.4.1 Непрерывное вейвлетпреобразование
2.4.2 Алгоритм адаптивной аппроксимации материалопотоковых сигналов средствами вейвлетпоиска соответствия
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА И МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИССЛЕДО
3.1 Описание исследовательского стенда
3.2 Дозировочное оборудование
3.2.1 Шнековый дозатор
3.2.2 Спиральный дозатор
3.2.3 Порционный дозатор
3.3 Центробежный смеситель непрерывного действия
3.4 Аппаратно программный комплекс для регистрации, об работки материалопотоковых сигналов и управления смесеприготовительным агрегатом
3.4.1 Система управления динамикой текущих режимов ра боты дозирующих устройств
3.4.2 Первичные измерительные преобразователи для регистрации материалопотоковых сигналов
3.4.2.1 Пьезоэлектрические преобразователи
3.4.2.2 Тензометрические устройства
3.5 Методики определения погрешности дозирования и каче
ства смесей
3.6 Физикомеханические характеристики исследуемых сы
пучих компонентов
3.7 Методика определения аналитических моделей сигналов
дозирующих устройств
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЗИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ, РАБОТЫ МОНИТОРИНГОВОГО УПРАВЛЯЮЩЕГО КОМПЛЕКСА И МАШИННЫЙ АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ СМЕСЕПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
4.1 Исследование работы дозирующих устройств
4.1.1 Погрешность и производительность дозирования
4.1.2 Аналитические зависимости сигналов дозирующих устройств
4.1.2.1 непрерывного действия
4.1.2.2 порционного типа
4.2 Методика обработки материалопотоковых сигналов, реги
стрируемых первичными измерительными устройствами
4.3 Модельные и экспериментальные осциллограммы блока
дозаторов
4.4 Преобразование одномерных сигналов блока дозаторов в
двумерные модифицированные переменные координаты
4.5 Способ управления динамикой процессов дозирования на
основе времячастотного представления материалопотокового сигнала
4.6 Времячастотные отображения материалопотоков в под 4 контрольных точках смесительного агрегата
4.7 Частотное исследование систем непрерывного смесепри
готовления
4.7.1 Влияние режимноконструктивных параметров блока 8 дозаторов на флуктуации материалопотока на иредсмесительной стадии
4.7.2 Исследование влияния режимноконструктивных па 4 раметров центробежного смесителя непрерывного действия на степень сглаживания пульсаций входного материалопотока
4.7.3 Определение рациональных режимов совместного 7 функционирования блока дозаторов и центробежного смесителя непрерывного действия
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
5.1 Обоснование использования смесей сыпучих компонен
тов в производстве мучных кондитерских изделий в аг 1 регатах непрерывного действия
5.2 Практические основы использования смесительного агре
гата с управляемым дозированием при получении смесей 6 сыпучих компонентов в производстве печенья
ВЫВОДЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 Результаты экспериментальных исследований до 8 заторов
Приложение 2 Аналитические зависимости сигналов материало 7 потоков для непрерывных дозирующих устройств спиральный и шнековый дозаторы.
Приложение 3 Зависимость коэффициента сглаживания пульсаций материалопотока дозаторного блока от режимноконструктивных параметров центробеж
Приложение 4 Результаты определения коэффициента неоднородности по ключевым компонентам в смесях для приготовления сахарного и сдобного печенья
ного смесителя непрерывного действия
Приложение 5 Акт промышленных испытаний
ВВЕДЕНИЕ


Он получил название контроль по закладке. Для получения продукта с заданными органолептическими свойствами и безопасного в гигиеническом отношении определенные трудности возникают на этапе дозирования и дальнейшего равномерного распределения пищевой добавки по всей массе продукта, обусловленные высокими процентными соотношениями смешиваемых компонентов и существенными отличиями их гранулометрического состава и агрегатного состояния. Дозирование как процесс связан с формированием определенных мер ингредиента ов продукта ов и характеризуется временным и пространственным факторами. Временной фактор учитывает последовательность и временной период внесения ингредиентов, а пространственный характер потоков ингредиентов непрерывный, импульсный, распыленный, вихревой и др. Технологическая значимость временного и пространственного факторов выражается в совокупности свойств готовой продукции, регламентированных стандартами и техническими документами. В технологических схемах производства пищевых продуктов, связанных с получением многокомпонентных смесей, выступающих либо как полуфабрикаты, либо как готовая продукция, процесс дозирования рассматривается как составляющая операция стадии смешивания, предшествующая последнему. Наибольшая эффективность процессов дозирования и смешивания при получении комбинированных продуктов достигается в непрерывнодействующих смесеприготовительных агрегатах, при условии согласованных, и рациональных режимов функционирования его составных частей блок дозаторов и смеситель. Дозирование, как процесс отмеривания определенного количества материала и перемещения его в рабочую зону технологического процесса, осуществляется с помощью механических устройств объемного или массового весового типа. Наиболее важные характеристики дозирующих устройств расход и погрешность дозирования. Под погрешностью будем понимать отклонения расхода дозируемого материала от заданной величины. На погрешность дозатора оказывают влияние частота подачи материала, его собственные и вынужденные колебания, как объекта динамической системы, тщательность изготовления и сборки мерных объемов, физикомеханические свойства материала и характер его взаимодействия с рабочим органом. Оценку погрешности дозирования общепринято определять на основе многократных контрольных взвешиваний проб материала. Длительность времени отбора проб и их оптимальное число до настоящего времени однозначно не определены. В работе предпринята попытка обоснования последних. Отмечается, что только после отбора проб среднее значение стабилизируется. Анализ 0 проб позволяет определить неизменное значение среднего расхода. Среднее квадратичное изменение расхода стабилизируются к пробам, хотя уже в первых тридцати разброс не существенен. Время формирования проб зависит также от вида исследований, т. При прохождении через такое звено сигнала с ограниченным по частоте спектром заметно ослабление влияния высокочастотных составляющих. Таким образом, увеличение длительности отбора проб при определении погрешности дозирования может привести к потери информации в области частот свыше 2лV, т. Иначе говоря, время отбора проб, а, равно, и частота подачи материала порционными дозирующими устройствами, должны назначаться на основании анализа влияния передаточной функции аппарата, потребляющего отдозированный материал. М масса ой пробы навески в опыте МСр средняя масса материала в пробе за время отбора п проб п общее число отобранных проб. К настоящему времени разработано большое число конструкций дозировочнопитающих устройств. Это объясняется тем, что, вопервых, дозируемый материал обладает чрезвычайно широким спектром физикомеханических и технологических характеристик, а, вовторых, очень часто к оборудованию предъявляются специфические требования в зависимости от специфики процесса. Однако практически все эти конструкции можно подразделить на две группы в зависимости от способа дозирования весовые и объемные. При весовом способе дозирования доза или поток материала регистрируется чувствительным элементом весового свойства.