Введение к работе
Актуальность проблемы. - Реализация концепции государственной политики в области здорового питания населения России предусматривает увеличение производства комбинированных продуктов, обогащенных биологически активными добавками, витаминами, микро- и макроэлементами. При этом главное внимание обращается на их качество и соответствие предъявляемым'медико-биологическим требованиям.
Это особенно важно, для Кузбасса, где суровые природные условия осложняются неблагоприятной экологической обстановкой.
При производстве сухих комбинированных смесей приходится работать с дисперсными материалами. Основной проблемой при этом является равномерное распределение различных добавок (витамины, микро-, макроэлементы и др.), вносимых в небольших количествах, по всему объему смеси. Наши ученые (Макаров Ю.И., Александровский А.А., Кафаров В.В., Иваиец В.Н. и д.р.) опубликовали ряд исследований, связанных с разработкой теоретических и практических аспектов процессов смешения и дозирования в агрегатах непрерывного действия. В тоже время проблема разработки теории и инженерных расчетов непрерывно-действующих смесительных агрегатов, включающих в себя смеситель непрерывного действия (СНД) И дозирующие устройства различного типа, раскрыта недостаточно полно. В частности, недостаточно изучено влияние входящих сигналов, формируемых дозаторами, на динамические характеристики СНД и качество готовой смеси. Поэтому разработка смесительных агрегатов для переработки дисперсных материалов, создание теории и методики их расчета является актуальной научной задачей, представляющей большой практический интерес для пищевой и ряда других отраслей промышленности. Диссертационная работа выполнена во исполнение гранта Министерства Образования РФ Т02-06.7-1238 «Научно-практические основы разработки смесителей с регулируемой инерционностью для получения сухих и увлажненных композиционных материалов».
Цель работы. Разработка иепрерывнодействующего агрегата (новые конструкции дозирующих устройств, смеситель с регулируемой инерционностью вибрационного типа) для получения плохосыпучих комбинированных смесей на основании результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов дозирования и смешивания.
Задачи исследований. В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие основные задачи:
формирование и математическое описание функционально-структурной схемы смесительного агрегата и разработка метода ее исследования на базе кибернетического подхода;
нахождение математического описания входных сигналов со стороны исследуемых дозирующих устройств и определение рациональных параметров их работы;
разработка математической модели СНД вибрационного типа с различной топологией материальных потоков на основе корреляционного анализа;
- нахождение алгоритма расчета рациональных динамических и
конструктивных параметров смесительного агрегата с учетом входных
воздействий, оказываемых со стороны дозирующих устройств;
проверка разработанной модели агрегата на адекватность реальному процессу;
разработка аппаратурного оформления стадий смешивания дисперсных композиций для получения комбинированных смесей.
Научная новизна. На основе кибернетического подхода разработана и исследована математическая модель смесительного агрегата вибрационного типа, позволяющая па основе ее анализа назначить рациональные режимы совместной работы дозирующих устройств и смесителя; предложено математическое описание входных сигналов исследуемых дозирующих устройств и СНД вибрационного типа с различной топологией материальных потоков; разработала методика инженерного расчета смесительного агрегата на базе СНД вибрационного типа, позволяющая прогнозировать однородность получаемой композиции с учетом воздействий, оказываемых со стороны дозирующих устройств.
Практическая значимості. її реализация. Результаты исследования процесса дозирования дисперсных материалов позволили разработать конструкции сетчатого и порционного дозирующих устройств. Использование последних в составе смесительного агрегата позволяет получать смесь заданного качества. Подана заявка па выдачу патента РФ на изобретение «Сетчатый дозатор».
Материалы диссертациошюй работы апробированы в промышленности и используются в учебном процессе на кафедре «Процессы и аппараты пищевых производств» при подготовке бакалавров и магистров.
На защиту выносятся: математическое описание процесса непрерывного смешивания при различных топологиях материальных потоков внутри СНД вибрационного типа с использованием элементов корреляционного анализа; математическая модель иепрерывнодействующего смесительного агрегата, разработанная с использованием методов технической кибернетики и позволяющая в диалоговом режиме с ЭВМ подобрать рациональные параметры работы дозирующих устройств и СНД; новые конструкции дозирующих устройств и результаты экспернме]ггальных исследований процесса смешивания дисперсных материалов с их использованием.
Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертационной работе, были представлены и обсуждены на: ежегодных научных конференциях Кемеровского технологического института пищевой промышленности (2001 -2005), региональной аспир аптеко-студенческой конференции «Пищевые продукты и здоровье человека» - Кемерово, 2004, Общероссийской конференции молодых ученых «Пищевые технологии» - Казань, 2005, научно-практическом семинаре «Философия безопасности: современные угрозы и вызовы» - Кемерово 2005.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 13 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех
