Научно-практические основы ресурсосбережения в механических процессах кондитерского производства

• Автор: Носенко, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 338 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Механические процессы в технологических системах кондитерского производства

1.2. Физические основы процессов

1.2.1. Измельчение

1.2.2. Разделение.

1.2.3. Перемешивание

1.2.4. Формование..

1.3. Методы оценки эффективности ресурсопотребления.

1.4. Выводы и задачи исследования.

2. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕСУРСОПОТРЕБЛЕНИЯ В МЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
2.1. Основные направления снижения ресурсопотребления
2.2. Системный подход к оценке ресурсопотребления.
2.3. Классификация механических процессов и основные способы их реализации.
и 2.4. Расчетэффективности ресурсопотребления в
механических процессах.
2.5. Обобщенная схема оценки эффективности ресурсопотребления в технологииекой системе.
2.6. Выводы.
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ МЕХАНИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ.
3.1. Измельчение твердых и пластичных матералов.
3.1.1. Раздавливание и истирание
3.1.2. Дробление.
3.1.3. Резание пластинчатым ножом
3.1.4. Резание дисковым ножом.
3.1.5. Резание винтовым ножом
3.2. Разделение твердых и жидких матералов
3.3. Перемешивание вязких материалов
3.3.1. Смешение.
3.3.2. Пластикация.ИЗ
3.4. Формование вязких и пластичных материалов
3.4.1. Отливка.
3.4.1.1. Сплошные корпуса.
3.4.1.2. Составные корпуса
3.4.2. Выпрессовывание.
3.4.2.1. Шнековые нагнетатели.
3.4.2.2. Шестеренные нагнетатели
3.4.3. Прокатка
3.5. Выводы.
4. РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ШОКОЛАДА.
4.1. Операторная модель технологической системы производства шоколада с крупными добавками.
4.2. Механические процессы и оборудование
для их реализации 0
4.3. Анализ процессов и выбор направлений ресурсосбережения
4.4. Определение показателей ресурсосбережения при измельчении
4.4.1. Износ штифтов ударноштифтовых мельниц
4.4.2. Расчет энергозатрат при измельчении какао крупки
4.4.3. Износ вальцов пятивальцовых мельниц.
4.5. Определение показателей ресурсосбережения при разделении
4.6. Расчет энергозатрат при смешении темперированной шоколадной массы с добавками
4.7. Расчет показателей эффективности использования ресурсов
4.8. Выводы.
5. РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КОНФЕТ.
5.1. Операторная модель модернизированной технологической системы производства пралиновых конфет
5.2. Механические процессы и оборудование для
их реализации.
5.3. Анализ процессов и выбор направлений ресурсосбережения.
5.4. Определение показателей ресурсосберегежения
при пластикации.
5.4.1. Обоснование рационального способа и конструктивной схемы установки
5.4.2. Исследование структурно и физикомеханических характеристик твердых жиров
5. 4.2.1. Усилия при резании.
5.4.2.2. Изменение структурномеханических свойств жиров при пластикации.
5.4.2.3. Расчет энергозатрат.
5.5. Определение ресурсосберегающих показателей и режимов
при смешении
5.6. Расчет показателей эффективности использования
ресурсов.
5.7. Выводы.
6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
6.1. Производство шоколада с крупными добавками.
6.2. Производство помадных конфет.
6.3. Производство пралиновых конфет.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Предложены формулы для расчета фактической производительности пресса, определены коэффициенты трения виноградной мезги и выжимки о поверхность перфорированного цилиндра пресса. Г.К. Берман [] разработал теорию поэтапного отделения жидкой фазы (сусла) из винограда или виноградной мезги с последующим соединением частиц мезги в зоне образования пробки. Показано, что на скорость отделения сусла наибольшее влияние оказывает степень уплотнения мезги по мере продвижения вдоль цилиндра пресса, что напрямую зависит от конструктивных параметров шнеков. Разработана математическая модель отделения сусла от мезги в шнековых прессах, предложен метод инженерного расчета пресса с выбором рациональных конструктивных параметров. Для трудноотделяемых жидкостей требуются значительные затраты энергии на преодоление сил сцепления, деформирование частиц твердой фазы и преодоление усилий сопротивления при перемещении отделяемой фазы по рабочим каналам оборудования. К таковым относится прессование на гиддропрессовых установках какао тертого. При этом образуются кака масло и какао жмых. Г. А. Ц = (кч(1 - к8)/уп)*Ьі. Пк « (0-(ш - Ж))/(0 - Ж), (1. Ж - содержание какао масла, оставшегося в какао жмыхе, % к массе последнего. В работах А. И. Драгилева [, ] установлено, что давление в чашах прессов не зависит от их положения к рабочему плунжеру. Образование смеси с равномерно распределенными компонентами [, , , 9, 3, 9, 0, 2, 3. Для вязких масс, которые подвергаются формованию, дополнительно предъявляется требование структурной однородности [1]. При получении смеси полимеров смешение - совокупность процессов направленного формирования гетерогенной (или гомогенной) системы с максимально возможным проявлением обусловленных составом ценных свойств материала при наименьших ресурсозатратах, что вполне можно отнести и к получению пищевых масс. Кондитерские массы относятся к дисперсным системам. Г/Ж - пена (сбитый яичный белок). Возможна так же трехфазная система - Г/Т/Ж (кремовая конфетная масса). При образовании рецептурных смесей в центральных подсистемах при соблюдении рецептуры достаточно соблюдать равномерность распределения компонентов. При подготовке кондитерских масс к формованию, как считает С. В.Чувахин [1], расчет процесса перемешивания высоковязких пищевых масс складывается из двух основных задач: определение равномерности распределения компонентов и прогнозирование возможности приобретения материалом необходимых уровней физико-механических характеристик в зависимости от параметров его обработки. Наиболее часто оценку однородности производят по коэффициенту изменчивости, который применительно к смешению называют коэффициентом неоднородности. С! . Вместо концентрации в (1. Например, при определении структурной однородности можно подставить значения коэффициента динамической вязкости [1]. П-ІГ. К-*п. С с! Х«СК + Д-У. Муд = Х-*. N “ К-КК/Чс)м1, (1. N - К-*п + 1-0/+1/У (1. Оу- объемный расход. Ьс- продолжительность смешения, с. Используя модель турбулентной диффузии С. ВТКА (Ар/У) (Ъс *пв) (1. Т - коэффициент турбулентной диффузии. Ао - площадь, описываемая рабочим органом за оборот, и? Пв“ кинематическая характеристика, об. Результаты обобщения данных литературы по оборудованию для перемешивания, применяемому в кондитерской отрасли, представлены в табл. Таблица 1. Смешение и •пластикация Пралиновая конфетная масса, кондитерское тесто Хлебопекарное тесто, кондитерское тесто Двухвапьный смеситель с г-образными лопастями Смеситель-пласти-катор непр. Смешиение, диспергирование Шоколадная масса, готовая к отливке Конш период. Мапоскор. Формование заключается в образовании из рецептурной смеси изделия с необходимыми формой и размерами. По современной классификации технологических систем кондитерского производства [3, • 4] формование осуществляется в центральных подсистемах линий. Формующее оборудование является определяющим в производительности и от него, конечном итоге, зависит эффективность функционирования линии в целом. Следовательно, рациональный выбор типа и параметров формующего оборудования, сопровождаемый учетом ресурсосберегающих факторов, является одной из важнейших задач. Как показано в работах [9, , , , , , .