автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация процессов смешивания и прессования макаронного теста

На правах рукописи

Шрейдер Марина Юрьевна

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ СМЕШИВАНИЯ И ПРЕССОВАНИЯ МАКАРОННОГО ТЕСТА

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0034644 14

Оренбург 2009

003464414

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет».

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Пищухин Александр Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Поляков Александр Николаевич;

кандидат технических наук Мусиенко Дмитрий Анатольевич

Ведущая организация ГОУ ВПО «Казанский государственный

технологический университет»

Защита диссертации состоится « 3 » 2009 г.

в Лё часов на заседании диссертационного совета Д 212.181.02 в ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» по адресу: 460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13, ауд. 6205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Автореферат разослан » Ф в--^/) & 2009 г.

Ученый секретарь »

диссертационного совета ('аь-Ч Рассоха В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Макаронные изделия - универсальный и широко распространенный продукт питания. Производство макаронных изделий осуществляется на макаронных прессах, сочетающих два процесса - смешивание и прессование, в результате которых происходит формирование структуры макаронных изделий, в большой степени обеспечивающей качество получаемого продукта. Технологические режимы проведения данных процессов зависят от состава мучного сырья, соотношение основных компонентов которого может меняться.

Автоматизация макаронных прессов, на сегодняшний день, заключается в автоматической подаче муки и жидких ингредиентов, а настройка режимов работы оборудования и контроль качества осуществляется технологом. При этом длительность анализов составляет до 3 часов, а качество регулирования зависит от квалификации технолога. Существующие автоматические системы управления технологическими режимами не позволяют своевременно вносить изменения в технологический процесс, что снижает качество конечного продукта и приводит к производству до 10% брака. Применяемое оборудование отличается повышенной энерго- и материалоемкостью.

Таким образом, существует необходимость создания автоматической системы управления, которая позволяла бы поддерживать оптимальные режимы смешивания и прессования и оперативно изменять их с изменением свойств исходного сырья.

Работа выполнена в рамках темы «Совершенствование биотехнологических производств и кормоприготовления», включенной в тематический план НИР Оренбургского государственного университета на 2000-2008 гг. (г.р. №01960005780).

Целыо работы является повышение качества макаронных изделий за счет создания системы управления процессами смешивания и прессования макаронного теста.

Задачи исследования:

1) исследовать теоретические аспекты процессов смешивания и прессования, выявить управляемые параметры, наиболее полно оценивающие качество конечного продукта;

2) с учетом выбранных параметров разработать математические модели процессов смешивания и прессования;

3) разработать схему системы управления и экспериментально исследовать показатели качества управления;

4) выявить границы диапазонов эффективности процессов смешивания и прессования макаронного теста и режимы, обеспечивающие попадание в эти границы;

5) разработать алгоритм определения технологических режимов управления процессами смешивания и прессования макаронного теста и схему, автоматизации. /

Объект исследований: производственные процессы смешивания и прессования макаронного теста.

Методы исследования: методы математического моделирования, дифференциального и интегрального исчисления, механики сыпучих и пластичных материалов, теории автоматического управления, измерительной техники, многофакторного эксперимента.

Научная новизна работы:

1) разработана схема управления процессами смешивания и прессования макаронного теста на основе контроля вращающего момента перерабатываемого материала;

2) сочетание метода сшивания и срединного исследования динамических свойств позволило разработать методику анализа устойчивости и быстродействия нелинейной системы управления;

3) выявленные зависимости параметров качества сырых макаронных изделий от управляющих воздействий положены в основу алгоритмов управления процессами смешивания и прессования.

Практические результаты работы:

■ разработан смеситель с электроконтактной обработкой замеса, позволяющий корректировать сочетание механического и электроконтактного энергоподвода в процессе смешивания макаронного теста с целью достижения наиболее оптимальных энергозатрат;

■ разработано программное средство для графоаналитического анализа технологических процессов (свидетельство о регистрации в Фонде алгоритмов и программ Оренбургского государственного университета);

■ разработана установка для смешивания и прессования макаронного теста с автоматическим контуром управления (патент РФ на изобретение № 2338442);

■ разработано техническое устройство для испытания пищевых материалов на растяжение (патент РФ на изобретение № 2293316).

Использование результатов работы. Данные об оптимальных способах и режимах смешивания и прессования макаронного теста опробованы и переданы ООО «Сладкая жизнь» (г. Оренбург).

Программное средство «Обработка результатов многофакторного эксперимента на основе композиционного ортогонального плана ПФЭ 23» внедрено в учебный и научно-исследовательский процессы Оренбургского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и были одобрены: на региональных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов Оренбургской области (Оренбург, 2004, 2005 гг.), на второй международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности» (Воронеж, 2004 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития пищевой промышленности России» (Оренбург, 2005 г.), на IV международной научно-практической конференции «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, 2007 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии

обеспечения безопасности питания и окружающей среды» (Оренбург, 2007 г.), на первой научно-практической конференции и выставке с международным участием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов» (Москва, 2008 г.), а также на расширенном заседании кафедры систем автоматизации производства Оренбургского государственного университета.

Положения, выносимые на защиту:

1) предложено и экспериментально подтверждено использование вращающего момента для управления процессами смешивания и прессования макаронного теста;

2) математические модели процессов смешивания и прессования макаронного теста;

3) методика анализа нелинейной системы на устойчивость и быстродействие;

4) диапазоны эффективности процессов смешивания и прессования макаронного теста и технологические режимы проведения этих процессов для пяти видов матриц макаронного пресса;

5) алгоритм управления процессами смешивания и прессования макаронного теста и схема автоматизации установки для смешивания и прессования макаронного теста с использованием электроконтактной обработки замеса.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 14 работ, в том числе 1 статья в научном журнале, входящем в перечень ВАК, получены 4 патента РФ на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 115 наименований, 16 приложений. Общий объем работы составляет 147 страниц, включая 35 рисунков, 7 таблиц.

Автор выражает благодарность к.т.н., доценту Попову Валерию Павловичу за оказанное содействие в разработке основных положений диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, поставлены цель и задачи исследования, раскрыты его теоретико-методологические основы, представлены полученные результаты, их научная новизна, теоретическая и практическая значимость, апробация результатов.

В первой главе рассмотрены технологические особенности процессов смешивания и прессования при производстве макаронных изделий. Проведен обзор исследований, касающихся темы работы.

Анализ патентной и научно-технической литературы показал, что для оценки качества процессов смешивания и прессования применяются параметры, не позволяющие использовать их для автоматизации. Предлагаемые модели процессов смешивания и прессования макаронного теста в недостаточной

степени учитывают характеристики перерабатываемого материала, от которых напрямую зависит качество конечного продукта.

В результате анализа существующих технологий и методов управления процессами смешивания и прессования выявлено, что в целях получения макаронных полуфабрикатов стабильно-высокого качества необходимо разработать систему управления с использованием структурио-механичсских характеристик макаронного теста в качестве управляемых параметров.

Во второй главе диссертации приводится математическое описание процессов смешивания и прессования макаронного теста.

По данным Короткова В.Г., Соловых С.Ю., Ганина Е.В. и др. пространство смесителя рассматривается как система, состоящая из двух подсистем - подсистемы воздушно-вихревой зоны и подсистемы воздушно-продуктового слоя. Между ними имеется разделительная поверхность радиуса га.

В рабочем пространстве смесителя скорость можно описать зависимостью:

у(г) = г\ц/хгг +у/2гг +у/3г + ^4); 0<Г<1, (1)

где 7- приведенный радиус и со - приведенная угловая скорость:

_ г _ со

}■= — , (О= —. (2)

га Щ

Вращающий момент на лопастях рабочих органов смесителя может быть определен по усилию сопротивления движению лопастей, которое возникает со стороны перерабатываемого материала (рис. 1).

Рисунок 1 - Схема взаимодействия лопасти с воздушно-вихревой зоной и воздушно-продуктовым слоем:

1 - воздушно-вихревая зона, 2 - воздушно-продуктовый слой, 3 - стенка рабочей камеры, 4 - лопасть рабочего органа

Для момента сопротивления среды движению лопастей смесителя в воздушно-вихревой зоне получено выражение:

= А^-

8 7 6

У1 ~) + 6гв5„ (1 + 1/0 1 2 г}н (4 гт + 3) + 1Л 15 12

Вращающий момент на лопастях смесителя в воздушно-продуктовом слое определяется аналогично воздушно-вихревой зоне, однако входящие в него коэффициенты имеют другие значения.

Для вращающего момента в воздушно-продуктовом слое получено выражение

М2 = ?ЛЛ££3Гл

2"Э | 2^,^(1 -г1) | у2г(\-г!„)

V

с=5.

щ (1 - 5 С) +6^,(1 + щ) + 2г;„ (4 гт + 3) +1

(4)

15 12

/

где - коэффициент гидравлического сопротивления корпуса смесителя.

Окончательный момент на границе воздушно-вихревой зоны и воздушно-продуктового слоя

Ма = -2щш^Иг1 (Ъщ + 2уг) • (5)

Момент сил сопротивления на боковой стенке определен выражением

Мс=2яНг?тс , (6)

где гс - радиус рабочей камеры смесителя, м.

При работе смесителя только часть энергии тратится на полезную работу. По данным Стабникова В.Н., Кавецкого Г.Д. и др. степень смешивания зависит от мощности, которая пошла на смешивание. Величину мощности, затрачиваемой непосредственно на процессы смешивания, определим из уравнения баланса мощностей:

N2+Na=Nc. + Ncм+Nж, (7)

где N2 - мощность, передаваемая ротором непосредственно воздушно-продуктовому слою, Вт/кг; Ыа -мощность, передаваемая через границу воздушно-продуктового слоя и воздушно-вихревой зоны, Вт/кг; мощность, выделяемая воздушно-продуктовым слоем при трении о стенку рабочей камеры смесителя, Вт/кг; Л^,, - мощность, затрачиваемая на процессы смешивания, Вт/кг; Ыж - мощность, затрачиваемая на электроконтактную обработку, Вт/кг.

Мощность, передаваемая мешалкой непосредственно воздушно-продуктовому слою, равна:

3 3

N ~7 ? ь Рс(0° Г"

П2 - гиЬ2я"л ~

щЧх-?!,,) [ гШ2(\-гв1) | у2(1—Гд,)

у/| (1-5/^,)+ 6^,(1+ (//,) + 2г^1(4гви + 3) + Г'

15

12

(8)

В результате преобразований получено уравнение для вращающего момента смешивания (Мс), которое, при установившихся параметрах, может использоваться для управления процессом смешивания:

М =

АлЯ | I 4ж (л[Н-4К,)

%сРс НсР,

)2

1--

(9)

Н

По данным Полищука В.Ю., Ханина В.П. и др. для смешения и гомогенизации материала в экструдере наибольшее значение имеют деформации сдвига в этом материале в процессе прессования. Для их оценки предложен импульс 5'г касательных напряжений г, воздействующий на материал за время его пребывания под действием рабочих органов экструдера /„:

5т=М'(У,1ср*ш+Г,,ср.м*м)- (10)

Модель прессующего механизма в координатах Охуи представлена на рисунке 2.

I

I

Рисунок 2 - Модель прессующего механизма

Уравнения модели прессования получены с учетом допущения, что движение макаронного теста описывается моделью Бингама:

. г (г-г0)

—(П)

0 Ппл

В результате преобразований и принятого сокращения

д= _гс„_ (12)

С-^Ж-г,) К-г, Получено уравнение объемного расхода Q прессуемого материала в шнековом канале при движении без проскальзывания:

Q= \vzdz + \o:2 dz = + ) + Cj(zs - 2h, )(1 - ) + ~(ahs - 2bz^) +

z, 0 ' '

+ VcSbs ~zs) + °0zs-

Для оценки интенсивности воздействия процесса экструзии на обрабатываемый продукт в канале шнека можно использовать среднюю скорость сдвига псевдопластического материала, которую определили из выражения:

hs гЛ *}.[)}

Гср = Т-—7 JГгх + - ¡t-2 dz = + + ^ + »cu +1\\ (14)

Исходя из условий, что ц, = йУэ ■ гш ■ cosa; иСи = О, учитывая линейную зависимость для касательных напряжений zs определяется как zs=k ■ hs, где к зависит от величины касательных напряжений, возникающих в местах взаимодействия рабочих органов экструдера и материала для наиболее часто встречающегося случая, когда шнек и шнековая камера выполнены из одного

материала получим уравнение для крутящего момента после

прессования:

М - - r>" 'cosa"(G " " hs)+ ro ' hs 2г1Лг (15)

2,5-hs(G~0,5rjlu-hs -r¡m)

Модель в фильере получена исходя из представления, что распределение касательных напряжений параболическое (рис. 3).

Рисунок 3 - Распределение касательных напряжений в фильере матрицы

Средняя скорость сдвига в фильере матрицы имеет вид:

Y =R

i и.ср.м "

rcm

. A,hu

2r„

3 G

(16)

Для описания динамики изменения реологических свойств в процессе прессования с учетом преобразований получено уравнение:

Мэ ={у->1пГто)'

—Л

1-е п

■2nRL2.

(17)

В результате полнофакторных экспериментов композиционного ортогонального плана получены уравнения зависимости коэффициентов уравнений модели от параметров процессов.

В третьей главе приводится описание оборудования и методов исследования. Для исследования разработана лабораторная установка (рис. 4).

--ги-сН I

ЭВМ I 1 ■ И АЦП

ЗЕ

Рисунок 4 - Схема лабораторной установки: 1 - дозатор воды, 2 - дозатор муки, 3 - смеситель-разрыхлитель, 4 - электродвигатель смесителя-разрыхлителя, 5 - токопроводящий рабочий орган смесителя-разрыхлителя, 6 - токопроводящая обечайка, 7 - корпус из неэлектропроводного материала, 8 - цилиндрическая насадка для измерения вращающего момента, 9 - тензодатчик, 10 - гибкий элемент, на который с двух сторон наклеиваются тензодатчики, 11 - корпус пресса, 12 - шнек, 13 - формующая головка, выполненная с возможностью свободного вращения вокруг корпуса пресса, 14 - загрузочное устройство, 15 - аналого-цифровой преобразователь, 16 - компьютер

Показатели качества макаронных полуфабрикатов определяли по стандартным методикам. Для обработки экспериментальных данных использовали разработанное программное средство «Обработка результатов многофакторного эксперимента на основе композиционного ортогонального плана ПФЭ 23».

В четвертой главе приводится обоснование выбора управляемых параметров, исследование контура управления процессом прессования на устойчивость и быстродействие и производится выявление диапазонов параметров процессов прессования макаронного теста.

Для оценки влияния матрицы на качество полученного полуфабриката был предложен коэффициент сопротивления матрицы Кем■ Были проведены эксперименты по установлению зависимостей между принятыми в настоящее время параметрами: коэффициентом живого сечения и коэффициентом расхода через матрицу, а также предложенным нами КСм и комплексным показателем качества. Установлено, что КСм имеет наиболее высокую степень корреляции (Я2=0,93).

На основании предварительных экспериментов была составлена схема взаимосвязи параметров процессов смешивания и прессования (рис. 5) и

двухконтурная структурная схема управления процессами смешивания и прессования (рис. 6).

Рисунок 5 - Взаимосвязь параметров Рисунок 6 - Структурная схема процессов смешивания и прессования управления процессами смешивания

и прессования макаронного теста

Так как процесс прессования является завершающим, окончательно формирующим качество макаронных полуфабрикатов, для него разработана система управления с обратной связью по вращающему моменту с учетом характера обоих процессов.

Основным требованием к системе управления технологическими режимами является устойчивость ее поведения. По уравнению (15) для характерных точек получены кривые (рис. 7).

I —Мс=0; 11=0 " ■ Мс=-1; 11=-1 — Мс=-1;И=1 [_ '■■■»■Мс=1;Г1=-1___Ж Мс=1;И=1 _ ________;

Рисунок 7 - Графики зависимостей вращающего момента прессования от частоты вращения шнека для критических сочетаний факторов

Так как объект управления нелинейный, воспользовались методом сшивания. В результате кривая разбивается на линейные участки (рис. 8), которые

описывают первоначальную кривую с достоверностью аппроксимации 0,95. На каждом участке исследовались динамические характеристики (рис. 9). Из анализа диаграмм следует, что экспериментальная кривая с коэффициентом аппроксимации более 0,95 описывается теоретической зависимостью (17).

2 3

частота вращения, об/мин

Рисунок 8 - Линеаризованная кривая с условиями Мс=0, ^=0

Рисунок 9 - Переходные характеристики для участка 1

Поэтому первый контур можно представить линейной системой с апериодическим звеном (рис. 10). Основным условием устойчивости системы является величина коэффициента усиления звена, который должен быть больше -1:

ЩЛ)=-

(ТЛ +1) где к>-1.

(18)

Рисунок 10 - Схема линейной системы

В результате срединного исследования динамических характеристик, пример на рисунке 11, получены интервалы значений коэффициента усиления (табл. 1), которые соответствуют требованиям устойчивости.

Условие быстродействия системы оценивали исходя из того, что постоянная времени апериодического звена должна быть как минимум в три раза меньше времени нахождения продукта в экструдере. Время нахождения продукта в прессе составляет 32...48 с в зависимости от частоты вращения шнека. Время протекания переходных процессов получено при исследовании динамических характеристик системы и также, как и коэффициент усиления, зависят от температуры и реологических свойств продукта. Получены интервалы времени переходных процессов на исследуемых участках (табл. 2), которые соответствуют заявленным требованиям.

Таблица 1 - Коэффициент усиления

на исследуемых участках

Частота Коэффициент

вращения усиления

шнека,

об/мин

10 0...0,04

60 -0,02... 0,03

90 -0,03...0,02

Рисунок 11 - Область значений к при частоте вращения шнека 10 об/мин

На рисунке 12 представлен пример области распределения времени переходных процессов.

Таблица 2 - Распределение

Частота вращения шнека, об/мин Время переходных процессов, с

10 5,2...6,8

60 2,3...3,8

90 2,5...4,4

Рисунок 12 - Область значений Т при частоте вращения шнека 10 об/мин

В качестве параметров эффективности процессов смешивания и прессования макаронного теста было решено использовать экспертную оценку органолептических свойств (ЭО) макаронных полуфабрикатов, комплексный показатель качества физико-химических свойств (КПК) и удельные затраты энергии (УЗЭ) на проведение обоих процессов.

По результатам эксперимента получены уравнения, адекватно описывающие экспериментальные данные при уровне значимости Р = 0,95:

- для экспертной оценки свойств макаронных изделий: ЭО = 373,75 - 93 • соэ -12,12 • Мс -100,9 • кг„ -17,37 • ок ■ М, +

+ 20,2 ■ Мс ■ ксм + 23,12 • ®э • Мс ■ кСЛ1 + 52,24 • со.2 + 63,63 ■ М~ -134,7 ■ к2сл,'

- для комплексного показателя качества макаронных изделий:

КПК = 68,92-12,57• <о3 -2,3• Мс -9,83• ксм +3-а3-ксм +19,5• со] +

+ 9,5-А/; -21,3-А-,2,,;

- для удельных затрат энергии на проведение процессов смешивания и прессования:

УЗЭ = 63,13 -10,7 • ю, +18,18 • Мс -11,8 • - 4,25 • <вэ • Мс + 5,58 ■ Мс ■ кСЛ1 - 4,16 • соэ ■ Мс ■ ксм -1,9 ■ со; -1,8 • Мгс +1,3 • к*,.

По уравнениям регрессии программное средство строит поверхности отклика, каждая из которых представляет собой зависимости управляемых параметров от управляющих воздействий. Графоаналитический поиск границ диапазонов эффективности проводили путем построения горизонтальных проекций поверхностей отклика, их наложения и выявления диапазонов эффективных технологических режимов (рис. 13). Полученные данные для пяти видов макаронных матриц представлены в таблице 3.

Г -*-уз*»ва» ^

I чммвеип 'ы<*í■^п -«-амтвп*

I

^ — «'«ч — ет*=и>вп|

Таблица 3 - Оптимальные параметры процессов смешивания и прессования

Кем, со3, об/мин Мс, Н*м

0,02 30...34 500...665

0,055 30...38 500...562

0,09 30..33 500...575

0,125 30...37,4 500...650

0,16 30...36,9 500...687

Рисунок 13 - Определение диапазона эффективности процессов смешивания и прессования (Ксм = 0,02)

В пятой главе на основе полученных диапазонов значений параметров технологических режимов разработаны алгоритмы управления процессами смешивания и прессования. Предложена функциональная схема автоматизации установки для смешивания и прессования макаронного теста (рис. 14).

В работе приведены контрольные испытания предлагаемых режимов. Управление процессом производилось в соответствии с предложенным алгоритмом. Расчетные и экспериментальные данные представлены в таблице 4.

Рисунок 14 - Схема автоматизации установки для смешивания и прессования макаронного теста

Таблица 4 - Результаты апробации системы управления

Обозначение Обозначение Экспериментальные Расчетные Относительное

этапа параметра данные данные отклонение, %

Смешивание Мисх, Н*м 641 648 1,3

"исг' 0//° 28 - -

1 "С 'исх' 30 - -

сос, об/мин 60 60 0

^эл-Вт 256 250 2,4

Вт 403 415 2,89

0с,кг/ч 100 100 0

Мс,Н*м 621 600 3,5

Прессование (Ош, об/мин. 30 - -

М3,\\*и 842 825 2,06

УЗЭ, Вт/кг 46,3 45 2,8

КПК, балл 106 ПО 3,6

ЭО, балл 543 550 1,27

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате теоретических и экспериментальных исследований выявлено, что для оценки качества смешивания и прессования макаронного теста можно использовать вращающий момент смешивания и прессования.

2. Экспериментально подтверждено, что разработанные математические модели смешивания и прессования, учитывающие структурно-механические

свойства перерабатываемого материала, позволяют адекватно описывать выбранный объект управления.

3. Предложенный критерий (коэффициент сопротивления матрицы) позволяет учитывать влияние конструктивных параметров матрицы пресса на качество конечного продукта.

4. Разработанный комплексный показатель качества физико-химических свойств макаронных изделий объединяет существующие в макаронном производстве частные показатели качества с учетом коэффициентов их значимости.

5. Предложенная методика анализа нелинейной системы на устойчивость и быстродействие позволяет оценить показатели качества управления с меньшим трудом, чем существующие.

6. С помощью разработанного программного средства получены диапазоны эффективности параметров процессов смешивания и прессования. Соблюдение параметров обеспечивает получение следующих показателей для матриц макаронного пресса:

- при кСЛ1 =0,02 возможно получение ЭО 500 баллов, максимального КПК 100 баллов при общих наименьших УЗЭ 70 Вт/кг;

- при ксм =0,055 возможно получение ЭО 550 баллов, максимального КПК 110 баллов при общих наименьших УЗЭ 60 Вт/кг;

- при ксм = 0,09 возможно получение ЭО 550 баллов, максимального КПК 110 баллов при общих наименьших УЗЭ 50 Вт/кг;

- при ксм =0125 возможно получение ЭО 450 баллов, максимального КПК 90 баллов при общих наименьших УЗЭ 40 Вт/кг;

- при ксм =0,16 возможно получение ЭО 300 баллов, максимального КПК 70 баллов при общих наименьших УЗЭ 30 Вт/кг.

7. Разработанные алгоритмы управления процессами сшивания и прессования макаронного теста с учетом измерения вращающих моментов после смешивания и прессования позволяют повысить эффективность процесса, снижать затраты энергии, повышать качество готовых изделий, а также уменьшать количество некондиционных изделий на 5-7 %.

8. На основании предложенного алгоритма разработана установка для смешивания и прессования макаронного теста с использованием электроконтактной обработки и соответствующая функциональная схема автоматизации этой установки (патент РФ на изобретение 2306775).

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Шрейдер (Кривоконева), М.Ю. Изучение процессов смешивания и экструдирования при производстве макаронных изделий из нетрадиционного сырья / М.Ю. Кривоконева, В.П. Попов, В.П. Ханин // Сборник материалов региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Оренбургской области. Часть II. - Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2004. -С. 84-85.

2. Шрсйдер (Кривоконева), М.Ю. Проблема снижения энергоемкости процессов смешивания и экструдирования при производстве макаронных изделий из нетрадиционного сырья / М.Ю. Кривоконева // Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности: материалы второй международной научно-технической конференции. Часть И. - Воронеж: ВГТА, 2004. - С. 192194.

3. Свидетельство № 54 о регистрации программного средства в УФАП Оренбургского государственного университета ("www.osu.ru). Обработка результатов многофакторного эксперимента на основе композиционного ортогонального плана ПФЭ 23 / Попов В.П., Малышкина В.А., Соловых С.Ю., Шрейдер М.Ю., Ханина Е.В. - 27.09.2004.

4. Шрейдер, М.Ю. Применение энергосберегающего оборудования при производстве макаронных изделий из безклейковинного крахмалосодержащего сырья / М.Ю. Шрейдер, В.П. Ханин // Перспективы развития пищевой промышленности России: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2005. - С. 180-184.

5. Шрейдер, М.Ю. Анализ процесса смешивания при производстве макаронных изделий / В.Г. Короткое, В.П. Попов, М.Ю. Шрейдер, A.M. Пищухин, С.Ю. Соловых // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2006. - № 12 (приложение). - С. 498-502.

6. Шрейдер, М.Ю. Устройство автоматического управления процессами смешивания и экструдирования / М.Ю. Шрейдер, В.П. Попов // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2006. - № 13. - С. 108 - 109.

7. Пат. 2274551 Российская Федерация, В 29 С 47/10. Валково-шестеренный экструдер / Шрейдер М.Ю., Сидоренко Г.А., Короткое В.Г., Попов В.П., Ханин В.П.; заявитель и патентообладатель ГОУ ОГУ. - № 2004130989/12; заявл. 21.10.2004; опубл. 20.04.2006, Бюл. № 11. -4 с.

8. Пат. 2293316 Российская Федерация, G 01 N 33/22. Устройство для испытания пищевых материалов на растяжение / Шрейдер М.Ю., Попов В.П., Малышкина В.А., Ханина Е.В., Пищухин A.M.; заявитель и патентообладатель ГОУ ОГУ. - № 2004130991/13; заявл. 21.10.2004; опубл. 10.02.2007, Бюл. № 4. -Зс.

9. Пат. 2306775 Российская Федерация, А 23 Р 1/12. Шнековый экструдер / Короткое В.Г., Рогулин А.Ю., Попов В.П., Ханин В.П., Шрейдер М.Ю.; заявитель и патентообладатель ГОУ ОГУ. - № 2006112172/13; заявл. 12.04.2006; опубл. 27.09.2007, Бюл. № 27. - 4 с.

10. Шрейдер, М.Ю. Повышение качества макаронных изделий в результате создания эффективной системы автоматического регулирования процессами смешивания и экструдирования / М.Ю. Шрейдер, В.П. Попов // Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг: материалы IV международной научно-практической конференции. - Орел: ОГТУ. - 2007. - С. 25-27.

11. Шрейдер, М.Ю. Автоматизация процессов смешивания и экструдирования при производстве макаронных изделий сборник материалов всероссийской научно-практической конференции / М.Ю. Шрейдер, В.П. Попов // Инновационные технологии обеспечения безопасности питания и окружающей

среды: сборник материалов всероссийской научно-практической конференции -Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ. - 2007. - С.452-453.

12. Шрейдер, М.Ю. Особенности автоматического управления процессами смешивания и экструдирования при производстве макаронных изделий из различного сырья / М.Ю. Шрейдер // Инновации и наукоемкие технологии в образовании и экономике: материалы Всероссийской научно-методической конференции. - Уфа: Уфа - Оренбург ИПК ГОУ ОГУ. - 2007. - Часть II. - С. 45 -48.

13. Пат. 2338442 Российская Федерация А 23 Р 1/12, Шнековый экструдер / Шрейдер М.Ю., Попов В.П., Пищухин A.M., Ханин В.П., Короткое В.Г., Рогулин А.Ю.; заявитель и патентообладатель ГОУ ОГУ - № 2006135336/02; заявл. 05.10.2006 ; опубл. - 20.11.2008. - Бюл. № 32. - 5с.

14. Шрейдер, М.Ю. Повышение качества макаронных полуфабрикатов в результате оптимального управления реологическими свойствами макаронного теста / Шрейдер М.Ю., Попов В.П., Пищухин A.M. // Управление реологическим свойствами пищевых продуктов: сборник материалов первой научно-практической конференции выставки с международным участием. - М: МГУПП. -2008.-С. 122- 127.

Лицензия № ЛР020716 от 02.11.98.

Подписано в печать 27.02.2009 Формат 60x84 716. Бумага писчая. Усл. печ. листов 1,0. Тираж 100. Заказ 117.

ИПК ГОУ ОГУ 460018, г. Оренбург, ГСП, пр. Победы, 13, Государственное образовательное учреждение «Оренбургский государственный университет»

Введение.

1 Анализ технологии, теоретических и экспериментальных исследований процессов смешивания и прессования.

1.1 Особенности технологии производства макаронных изделий.

1.2 Реологическая модель макаронного теста.

1.3 Обзор математических моделей процесса смешивания.

1.4 Обзор математических моделей процесса прессования (экструзии).

1.5 Особенности оптимизации и управления технологическими процессами в пищевой промышленности.

2 Построение математических моделей процессов смешивания и прессования макаронного теста.

2.1 Математическая модель процесса смешивания в рабочем пространстве смесителя.

2.2 Математическая модель прессования (экструзии) макаронного теста.

2.3 Идентификация математических моделей смешивания и прессования.

3 Экспериментальные исследования процессов смешивания и прессования макаронного теста.

3.1 Объекты и методы исследований.

3.2 Обработки результатов измерений.

4 Анализ процессов смешивания и прессования макаронного теста и выявление оптимальных технологических режимов.

4.1 Обоснование выбора управляемых параметров.

4.2 Методика оценки устойчивости и быстродействия нелинейной системы управления.

4.3 Выявление диапазонов значений параметров процессов смешивания и прессования.

5 Практические результаты работы.

5.1 Алгоритм управления процессами смешивания и прессования при производстве макаронных изделий.

5.2 Расчет экономической эффективности от внедрения.

Актуальность темы. Макаронные изделия универсальный и широко распространенный продукт питания. Производство макаронных изделий осуществляется на макаронных прессах, сочетающих два процесса: смешивание и прессование, в результате которых происходит формирование структуры макаронных изделий, в большой степени обеспечивающей качество получаемого продукта. Технологические режимы проведения данных процессов зависят от состава мучного сырья, соотношение основных компонентов которого может меняться.

Автоматизация макаронных прессов, на сегодняшний день, заключается в автоматической подаче муки и жидких ингредиентов, а настройка режимов работы оборудования и контроль качества осуществляется технологом. При этом: длительность анализов составляет до 3 часов, а качество регулирования зависит от квалификации технолога.

Существующие автоматические системы управления технологическими режимами не позволяют своевременно вносить изменения в технологический процесс, что снижает качество конечного продукта и приводит к производству до 10% брака. Применяемое оборудование отличается повышенной эперго- и материалоемкостью.

Таким образом, существует необходимость создания автоматической системы управления, которая позволяла бы поддерживать оптимальные режимы смешивания и прессования и оперативно изменять их с изменением свойств исходного сырья.

Работа выполнена в рамках темы «Совершенствование биотсхнологических производств и кормоприготовлепия», включенной в тематический НИР Оренбургского государственного университета на 2000-2008гг. (г.р. № 01960005780)

Делыо работы является повышение качества макаронных изделий за счет создания системы управления на основе автоматизации процессов смешивания и прессования макаронного теста.

Задачи исследования:

1) исследовать теоретические аспекты процессов смешивания и прессования, выявить управляемые параметры, наиболее полно оценивающие качество конечного продукта;

2) с учетом выбранных параметров разработать математические модели процессов смешивания и прессования;

3) разработать схему системы управления и экспериментально исследовать показатели качества управления;

4) выявить границы диапазонов показателей эффективности процессов смешивания и прессования макаронного теста и режимы, обеспечивающие попадание в эти границы;

5) разработать алгоритм управления процессами смешивания и прессования макаронного теста и схему автоматизации.

Объект исследований: производственные процессы смешивания и прессования макаронного теста.

Методы исследования: методы математического моделирования, дифференциального и интегрального исчисления, механики сыпучих и пластичных материалов (реологии), теории автоматического управления, измерительной техники, многофакторного эксперимента.

Научная новизна работы:

1) разработана схема управления процессами смешивания и прессования макаронного тсс га, на основе контроля вращающего момента перерабатываемого материала;

2) сочетание метода сшивания и срединного исследования динамических свойств позволило разработать методику оценки устойчивости и быстродействия нелинейной системы управления;

3) выявленные зависимости параметров качества сырых макаронных изделий от управляющих воздействий положены в основу алгоритмов управления процессами смешивания и прессования.

Практические результаты работы: разработан смеситель с электроконтактной обработкой замеса, позволяющий регулировать сочетание механического и электрокоптактного энергоподвода в процессе смешивания макаронного теста с целыо достижения наиболее оптимальных энергозатрат; разработано программное средство для графоаналитического анализа технологических процессов (свидетельство о регистрации в Фонде алгоритмов и программ Оренбургского государственного упиверсистета); разработана установка для смешивания и экструдировапия макаронного теста с автоматическим контуром управления (патент РФ на изобретение № 2338442); разработано техническое устройство для испытания пищевых материалов на растяжение (патент РФ на изобретение № 2293316).

Использование результатов работы. Результаты исследований опробованы и переданы ООО «Сладкая жизнь» (г.Оренбург).

Программное средство «Обработка результаюв многофакторного эксперимента на основе композиционного ортогонального плана ПФЭ 23» внедрено в учебный и научно-исследовательский процессы кафедр «Пищевая биотехнология» и «Машины и аппараты пищевых и химических производств» Оренбургского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и были одобрены па региональных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов Оренбургской области (Оренбург, 2004, 2005 гг.), па второй международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности» (Воронеж, 2004 г.), па Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития пищевой промышленности России» (Оренбург, 2005 г.), на IV международной научно-практической конференции «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, 2007 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии обеспечения безопасности питания и окружающей среды» (Оренбург, 2007 г.), на первой научно-практической конференции и выставке с международным участием «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов» (Москва, 2008 г.), а также на расширенном заседании кафедры систем автоматизации производства.

Положения, выносимые на защиту:

1) предложено и экспериментально подтверждено использование вращающего момента для управления процессами смешивания и прессования макаронного теста;

2) математические модели процессов смешиваиия и прессования макаронного теста;

3) методика оценки устойчивости и быстродействия нелинейной системы;

4) диапазоны показателей эффективности процессов смешивания и прессования макаронного теста и технологические режимы этих процессов для пяти видов матриц макаронного пресса;

5) алгоритм управления процессами смешивания и прессования макаронного теста и схема автоматизации установки для смешивания и прессования макаронного теста с использованием электроконтактной обработки замеса.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 14 работ, в том числе 1 статья в научном журнале, входящем в перечень ВАК, получено 4 патента РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 116 наименований, 9 приложений. Общий объем работы составляет 147 страниц, включая 35 рисунков, 7 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате теоретических и экспериментальных исследований выявлено, что для оценки качества смешивания и прессования макаронного теста можно использовать вращающий момент после смешивания и после прессования.

2. Экспериментально подтверждено, что разработанные математические модели смешивания и прессования, учитывающие структурно-механические свойства перерабатываемого материала, позволяют адекватно описывать выбранный объект управления.

3. Предложенный критерий (коэффициент сопротивления матрицы) позволяет учитывать влияние конструктивных параметров матрицы пресса па качество конечного продукта.

4. Разработанный комплексный показатель качества физико-химических свойств макаронных изделий объединяет существующие в макаронном производстве частные показатели качества с учетом коэффициентов их значимости.

5. Предложенная методика анализа нелинейной системы на устойчивость и быстродействие позволяет оценить показатели качества управления с меньшим трудом, чем существующие.

6. С помощью разработанного программного средства получены диапазоны эффективности параметров процессов смешивания и прессования. Соблюдение параметров обеспечивает получение следующих показателей для матриц макаронного пресса:

- при kcv = 0,02 возможно получение ЭО 500 баллов, максимального

КПК 100 баллов при общих наименьших УЗЭ 70 Вт/кг;

- при ксw = 0,055 возможно получение ЭО 550 баллов, максимального

КПК 110 баллов при общих наименьших УЗЭ 60 Вт/кг;

- при ксм = 0,09 возможно получение ЭО 550 баллов, максимального КПК 110 баллов при общих наименьших УЗЭ 50 Вт/кг;

- при ксм =0125 возможно получение ЭО 450 баллов, максимального КПК 90 баллов при общих наименьших УЗЭ 40 Вт/кг;

- при £^=0,16 возможно получение ЭО 300 баллов, максимального КПК 70 баллов при общих наименьших УЗЭ 30 Вт/кг;

7. Разработанные алгоритмы управления процессами сшивания и прессования макаронного теста с учетом измерения вращающих моментов после смешивания и прессования, позволяют повысить эффективность процессов, снижать затраты энергии, повышать качество готовых изделий, уменьшать количество некондиционных изделий на 5-7 %.

8. На основании предложенного алгоритма разработана установка для смешивания и прессования макаронного теста с использованием электроконтактной обработки и соответствующая функциональная схема автоматизации этой установки (патент РФ на изобретение № 2338442).

1. Азаров, Б.М. Инженерная реология пищевых продуктов / Б.М. Азаров, И.Л. Арет. М.: МТИПП, 1998. - 113с.

2. Александров, А.Г. Оптимальные и адаптивные системы / А.Г. Александров. М.: Высш. шк., 1989. - 263с.

3. Александровский, A.A. Смесители сыпучих материалов / A.A. Александровский : сборник статей «Спирально-винтовые транспортеры и смесители». -Казань: изд. КХТИ им. С.М. Кирова, 1990. -123с.

4. Андреева, Е.А. Вариационное исчисление и методы оптимизации / Е.А. Андреева. М.: Высш. шк., 2000. - 405с.

5. Антипов, С.Т. Машины и аппараты пищевых производств. / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов , А.Н. Остриков. М.: Высш. шк., 2001. - Кн. 1. - 703с.

6. Артоболевский, И.И. Теория механизмов и машин / И.И. Артоболевский. М.: ГИТТЛ, 1993.-712 с.

7. Астарита, Д. Основы гидромеханики неныотоновских жидкостей / Д. Астарита, Д. Маруччи . : перев. с англ. ; под ред. Ю.А. Буевича. М.: Мир, 1978. -309 с.

8. Атанс, М. Оптимальное управление. / М.Атанс, П. Фалб. перев. с англ.; под ред. Топчева Ю.И. -М.: Машиностроение, 1968. - 763с.

9. Бегачев, В.И. О взаимодействии окружной скорости и мощности при перемешивании / В.И. Бегачев. ТОХТ, 1972. - Т. VI. - № 2.- С. 260 - 280.

10. Беллман, Р. Динамическое программирование / Р. Беллман. М.: Иностр. Лит., 1960. -288с.

11. Бернхард, Э. Переработка термопластичных материалов / Э. Бернхард. пер. с англ.; под ред. Г.В. Виноградова. - М.: Химия, 1965. - 747с.

12. Бондарева, И.А. Совершенствование процесса гранулирования комбикормов : автореф. канд. дис. : 05.18.12 / И.А. Бондарева М.: МТИПП, 1985. -22 с.

13. Бортников, В.Г. Основы технологии переработки пластических масс / В.Г. Бортников. Л.: Химия, 1983. - 304с.

14. Бостанджиян, С.А. Течение неньютоновской жидкости между двумя параллельными плоскостями / С.А. Бостанджиян, А.М. Столин. Известия АН СССР : Механика, 1965.- №1.- С.185-188.

15. Брагинский, JI.II. О влиянии вязкости на окружную скорость жидкости в аппаратах / JI.H. Брагинский, В.П. Глухов, В.И. Волчкова. ТОХТ: 1971, № 3.-TV.-C. 325-331.

16. Буров, JT.A. Влияние вида муки на реологические свойства макаронного теста / Л.А. Буров, В.Т. Семко // Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1978. №4. - С.43-44

17. Бутковский, В.А. Технологии зерноперерабатывающих производств / В.А. Бутковский, А.И. Мерко, Е.М. Мельников. М.: Интерграф сервис, 1999. -472с.

18. Вапысо, В.И. Вариационное исчисление и оптимальное управление / В.И. Ванько. М.: Машиностроение, 1988. - 633с.

19. Варданян, Г.С. Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности / Г.С. Варданян, В.И. Андреев, Н.М. Атаров, A.A. Горшков. -М.: Издательство АСВ, 1995. 568 с.

20. Вешкин, И.И. Интенсификация процесса получения саго из крахмала экструзионным способом : дис. канд. техн. наук : 05.18.12 / И.И. Векшин М.: МГУПП, 1990. - 180с.

21. Виноградов Г.В. Реология полимеров / Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин. -М.: Химия, 1977.-440с.

22. Воронов A.A. Основы теории автоматического управления / A.A. Воронов. М.: Высш. шк., 1989. - 257с.

23. Гельперин, Н.И. Основы техники псевдоожижения / Н.И. Гельперин, В.Г. Айнштейн, В.Б. Кваша. М.: Химия, 1967. - 624с.

24. Горбатов, A.B. Гидравлика и гидравлические машины для пластично-вязких мясных и молочных продуктов / A.B. Горбатов, В.Д. Косой, Я.И. Виноградов. -М.: Агропромиздат, 1991.- 176с.

25. Горюнов, А.Д. Исследование структурно-механических характеристик макаронного теста и течения его в шнековом и других каналах прессов : дис. канд. техн. наук : 05.18.12 / А.Д. Горюнов. М.: МТИПП, 1971. - 209с.

26. Грачев, Ю.П. Математические методы планирования экспериментов / Ю.П. Грачев, Ю.М. Плаксин. М.:, ДеЛи принт, 2005. - 296 с.

27. Грубов, В.И. Промышленная кибернетика (справочник) / В.И. Грубов, А.Г. Ивахненко, Б.Ю. Соколов. Киев: Наукова думка, 1966. - 447с.

28. Груздев, И.Э. Теория шнековых устройств / И.Э. Груздев, Р.Г. Мирзо-ев, В.И. Янков. — Л.: Изд-во Ленингр. универ., 1978. 144с.

29. Дудников Е.Г., Балакирев B.C., Кривсупов В.Н., Цирлин A.M. Построение математических моделей химико-технологических объектов / Е.Г. Дудников, B.C. Балакирев, B.Ii. Кривсунов, A.M. Цирлин. М.: Химия, 1970. - 312с.

30. Егоров, Г.А. Управление технологическими свойствами зерна / Г.А. Егоров. Воронеж: ВГУ, 2000. - 334 с.

31. Егоров, Г.А. Технология муки и крупы / Г.А. Егоров, Т.П. Петренко. -М.: ИК МГУПП, 1999.-336с.

32. Писаренко, Г.С. Исследование прочности деталей машин при помощи тензодатчиков сопротивления / Г.С. Писаренко. — Киев: Техника. 1967. —254с.

33. Калинин, Ю.В. Изменение структурно-механических свойств макаронного теста при замесе / Ю.В. Калинин, П.И. Назаров, H.H. Шебершнева, А.И. Мизунов // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. 1971. - №7. - С.22-24.

34. Казаков, Е.Д. Биохимия зерна и продуктов, его переработки / Е.Д. Казаков, В.Л. Кретович. М.: Колос, 1980. - 320с.

35. Калинин, Ю.В. Исследование реологических свойств макаронного теста и течения его в трубах тубусных прессов : автореф. канд. дис. : 05.18.12 / Ю.В. Калинин М.МТИПП, 1966. - 20 с.

36. Карпина, M.B. Автоматизация технологических процессов пищевой промышленности / М.В. Карпина. М.: Высшая школа, 1996. - 523с.

37. Карташев, Л.П. Учет изменения параметров прессования в одношне-ковых прессах / Л.П. Карташев, В.Ю. Полищук, Т.М. Зубкова, К.А. Фисенко. -Техника в сельском хозяйстве №1. 2001. - С.36-38.

38. Карташов, Л.П. Системный синтез технологических объектов АПК / Л.П. Карташов, В.Ю. Полищук. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. 185с.

39. Князев, П. Н. Функциональный анализ / П.Н. Князев. М: Высшая школа, 2003. - 568с.

40. Колмогоров A.M. Интерполирование и экстраполирование стационарных случайных последовательностей / А.Н. Колмогоров. Изв. АН СССР: серия математическая. - 1941. - №3. - 15с.

41. Костин, H.H. Изучение процесса перемешивания. Определение скорости движения жидкости в аппаратах с пропеллерной мешалкой / H.H. Костин, И.С. Павлушенко. Сб. трудов ЛТИ: Госхимиздат. - 1957.- Вып. XVI. - С. 131 — 141.

42. Котельников, В.А. Теория потенциальной помехоустойчивости / В.А. Котельников. М.: Госэпергоиздат, 1976. - 168с.

43. Кошелев, А.Н. Производство комбикормов и кормовых смесей / А.Н. Кошелев, Л.А. Глебов. -М.: Агропромиздат, 1986. 175с.

44. Крамарухин, Ю.Е. Приборы для измерения температуры / Ю.Е. Крама-рухин. -М.: Машиностроение, 1990. -208 с.

45. Красовский, H.H. Теория управления движением / H.H. Красовский. -М.: Физматгиз, 1968. -476с.

46. Кукта, Г.М. Машины и оборудование для приготовления кормов / Г.М. Кукта. М.: Агропропиздат, 1987. - 303 с.

47. Кукта, Г.М. Технологические и технические основы механизированных процессов приготовления кормов в условиях интенсификации животноводства : авт. дис. д-ра техн. наук : 05.12.06 / Г.М. Кукта Киев, 1979. - 39 с.

48. Кукта, Г.М. Технология переработки и приготовления кормов / Г.М. Кукта. М.: Агропромиздат, 1986. - 303 с.

49. Куропатки», П.В. Оптимальные и адаптивные системы / П.В. Куро-паткип. М. : Высшая школа. - 1980. - 288с.

50. Лаврентьев, М.А. Курс вариационного исчисления / М.А. Лаврентьев, Л.А. Люстерник. -М. : Гостехиздат, 1950. 206с.

51. Ластовцев, A.M. Моделирование процесса смешивания сыпучих масс: тезисы доклада научно-технической конференции. М.: МИХМ, 1950. - С.75.

52. Левеншпиль, О. Инженерное оформление химических процессов / О. Левеншпиль. М. : Химия, 1969. - 621с.

53. Летов, A.M. Аналитическое конструирование регуляторов / A.M. Ле-тов // Автоматика и телемеханика. 1960. - №4. - С. 436 - 441;

54. Либерман, З.М. Процессы смешивания в химической технологии / З.М. Либерман // Химия и технология топлив и масел. №11. — 1961. - С. 51

55. Макаров, Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов / Ю.И. Макаров. -М.: Машиностроение. 1973. - 365с.

56. Мак-Келви, Д.М. Переработка полимеров / Д.М. Мак-Келви : пер. с англ.; под ред. С.И. Гдалипа. М.: Химия, 1965. - 444с.

57. Малин, Н.И. Теоретические основы технологических процессов переработки зерна / Н.И. Малин, Т.И. Веселовская. М. : Хлебпродинформ, 2001. — 109с.

58. Михайлов, С.Н. Математическое моделирование одношнековых экс-трузионных машин / С.Н. Михайлов, Д.М. Мухаметгалеев, М.Л. Фридман. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1988. - 34с.I

59. Мачихин, С.А. Реологические процессы и совершенствование тесто-приготовительного оборудования пищевых производств: авт. докт. дис. : 05.18.16 / С.А. Мачихин М.: МТИПП, 1975. - 55с.

60. Мачихин, Ю.А. Формование пищевых масс / Ю.А. Мачихин, Г.К. Бер-ман, Ю.В. Клаповский. М. : Колос, 1992. - 272с.

61. Медведев, Г.М. Использование режимов теплой экструзии для формования макаронных изделий и полуфабрикатов крекеров на шпековых прессах / Г.М. Медведев. М.: ЦГ-ШИТЭИхлебопродуктов, 1992. - 28с.

62. Медведев, Г.М. Технология макаронного производства / Г.М. Медведев. М.: Колос, 1998. - 272с.

63. Мейз, Дж. Теория и задачи механики сплошной среды / Дж. Мейз. -М.: Мир, 1974.-318с.

64. Скачков, В.В. Моделирование и оптимизация экструзии полимеров / В.В. Скачков, Р.В. Торнер, Ю.В. Стунгур, C.B. Реутов. Л.: Химия, 1984. - 152с.

65. Моик И.Б., Рогов H.A., Горбунов A.B. Термо и влагометрия пищевых продуктов / И.Б. Моик, H.A. Рогов, A.B. Горбунов. - Справочник. - М.: Агро-промиздат, 1988. - 304 с.

66. Назаров, Н.И. Исследование режимов замеса и прессования теста для макарон (обзор) / Н.И. Назаров. М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1970. - 28с.

67. Назаров, Н.И. Технология макаронных изделий / Н.И. Назаров. М.: Пищевая промышленность, 1988. -287с.

68. Немец, И. Практическое применение тензорезисторов / И. Немец : пер. с чешского. М.: Энергия, 1970. - 144 с.

69. Никаноров, С.ГТ. Исследование процессов макаронной промышленности с целью повышения эффективности их работы : автореф. канд. дис. : 05.02.13 / С.Н. Никаноров. М.: МТИГ1Г1, 1979. - 22с.

70. Николаев, Б.А. Структурно-механические свойства мучного теста / Б.А. Николаев. М. : Пищевая промышленность, 1976. - 246с.

71. Медведев, Г.М. Новые виды макаронных изделий с использованием нетрадиционных видов сырья / Г.М. Медведев, С.А. Шеллунц, Х.Р. Мухамедов -М. : ЦНИИТЭИМинхлебопродукта СССР, 1988. 16с.

72. Первадчук, В.П. Двумерное течение ньютоновской жидкости в канале шнековой машины с учетом пристенного скольжения / В.П. Первадчук, В.И. Ян-ков, В.И. Боярченко. ИФЖ: 1981, Т. 41. - № 1. - С. 94 - 99.

73. Первадчук, В.П. Математическая модель плавления полимерных материалов в экструдерах / В.П. Первадчук, Н.М. Труфанова, В.И. Янков. // Химические волокна. 1984. -№3. - С. 51 - 53.

74. Плановский, А.Н. Поле скоростей и давлений в гладкостенных аппаратах с радиальпо-лопастными мешалками / А.Н. Плановский. В кн.: Теория и практика перемешивания в жидких средах. - М.: НИИТЭхим, 1971. - С. 3-21.

75. Поверин, А.Д. Оптимизация эффективного гомогенного смешивания порошковых композитных составов различной степени дисперсности / А.Д. Поверин, A.B. Тырсипа, Ю.А. Тырсин // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. - №1. - С. 42-44

76. Поверии, Д.И. Технология промышленной переработки лекарственного растительного сырья / Д.И. Поверин, А.Д. Поверин. М.: МСХА им. К.А. Тимирязева, 2000. - 278с.

77. Полищук, В.Ю. Концепция развития прессующих механизмов непрерывного действия технологических машин сельскохозяйственного производств : дис. докт. техн. наук : 05.18.12 /В.Ю. Полищук. Оренбург: ОрПИ, 1994. -393с.

78. Понтрягин, JI.C. Математическая теория оптимальных процессов / JI.C. Понтрягин. -М.: Физматгиз, 1961.-392с.

79. Попов, С.А. Течение ньютоновской жидкости : сборник трудов ВИ-АСМ / С.А. Попов. Стройиздат. - вып. 3. - 1969. - 184с.

80. Пугачев, B.C. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления / B.C. Пугачев. М.: Физматгиз, 1962. - 169с.

81. Ребиндер, П.А. Физико-химическая механика новая область науки / П.А. Ребиндер - М.: Знание, 1958. - 64 с.

82. Рейпер, М. Деформация и течение / М. Рейнер. М.: Гостоптехиздат, 1963.-318 с.

83. Рогов, И.А. Сверхвысокочастотный нагрев пищевых продуктов / С.В. Некрутман, И.А. Рогов. М.: Агропромиздат, 1986 - 352с.

84. Рогов, И.А. Электрофизические методы обработки пищевых продуктов / И.А. Рогов. М.: Агропромиздат, 1988. - 272с.

85. Сидоренко, Г.А. Разработка технологии производства безкоркового хлеба с применением электроконтактпого энергоподвода : дис. канд. техн. наук : 06.13.05 / Г.А. Сидоренко. Москва: МГУПП, 2002. - 183с.

86. Силин, В.А. Динамика процессов переработки пластмасс в червячных машинах/В.А. Силин. -М.: Машиностроение, 1972.- 150с.

87. Скульский, О.И. Разработка методов расчета одно- и двухчервячных машин для полимеров и дисперсных систем с учетом гидромеханических, тепловых и ориентационных явлений : дис. докт. техн. наук : 05.18.12 / О.И. Скульский.- Пермь: ПГТУ, 1992.-322с.

88. Стабников, В.Н. Процессы и аппараты пищевых производств / В.Н. Стабников, В.М. Лысянский, В.Д. Попов. —М.: Агропромиздат, 1985. — 503 с.

89. Стренк, Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Ф.Стренк : пер. с польск. ; под. ред. И.А. Щупляка. Л.: Химия, 1975, 884 с.

90. Тадмор, 3. Теоретические основы переработки полимеров / 3. Тадмор, К. Гогос : пер. с англ. ; под ред. Р.В. Торнера. М.: Химия, 1984. - 632с.

91. Ториер, Р.В. Оборудование заводов по переработке пластмасс / Р.В. Торнер, М.С. Аку гин. М.: Химия, 1986. - 400с.

92. Уилкинсон, У.Л. Неньютоновские жидкости. М.: Мир, 1964. - 216 с.

93. Урьев Н.Б. Физико-химическая механика и интенсификация образования пищевых масс / Н.Б. Урьев, М.А. Талейсник М.: Пищевая промышленность, 1994.-240 с.

94. Фейденгольд, В.Б. Лабораторное оборудование для контроля качества зерна и продуктов его переработки / В.Б. Фейденгольд, С.Л. Маевская. М.: ЗооМедВет, 2001. - 240 с.

95. Ханин, В.П. Ресурсосберегающий процесс экструзиопной обработки зернового сырья : дис. канд. техн. паук : 05.18.12 / В.П. Ханин. Оренбург: ОГУ, 1999. - 130 с.

96. Цыпкин, Я. 3. Адаптация и обучение в автоматических системах / Я.З. Цыпкин. М.: Наука, 1968. - 324с.

97. Чернов, М.Е. Справочник по макаронному производству / М.Е. Чернов, Г.М. Медведев, В.П. Негруб. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-304 с.

98. Шенкель, Г. Шнековые прессы для пластмасс / Г. Шенкель : пер. с нем. ; под. ред. А.Я. Шапиро. Л.: Госхимиздат, 1962. - 467с.

99. Юрьев, В.П. Физико-химические основы получения экструзионных продуктов на основе растительного сырья / В.П. Юрьев, А.Н. Богатырев // Вестник сельскохозяйственных паук. 1991. - №12. - С. 43-51.

100. Янков, В.И. Процессы переработки волокпообразующих полимеров / ' В.И. Янков, В.П. Первадчук, В.И. Боярченко. М.: Химия, 1989. - 320с.

101. Ashton M.D., Valentin F.IT. Trans. Inst. Chem. Eng., 44, 1976, №5, PP.25 -32

102. Brothman F., Wolan J., Feldman S., Chem. A Metal. Engng., April, №4, PP. 52 72

103. Chudzikiewicz R., Przemysl chemistry, 1961, № 1. P.48

104. Elbirly В., Lindt J.T. Matematical modeling of melting of polymers in barrier-screw extruders // Polym. Eng. Sci. 1983. - Vol. 23. - №2. - PP. 86-94.

105. Gayle J.B., Ind. Eng. Chem., 1958. P.50

106. Kalman R. E.> Mathematical description of linear dynamical systems, SIAM Journ. Control, ser. A, 1963, No. 1. PP. 36-41

107. Lacey P. M. C., J. Applied Chem., 1994. -S. 136

108. Lirici L. Manuale del capo pastaio/ Pinerolo: Chiriotti Editor:, 19831. S.168

109. Martin J. Extruderzonen in denen Warmedurch Leitung und erzwunggene Konvektion abgefiirt wird // Warmeubertrag. Kunststoffanfbereit. - Dusseldorf, 1986. -S. 169-196.

110. Melcion LP., Colonna P. La cnisson-extrusion dans le domaine alimetaire: principe, applications, perspectives // Revue de l'alimentation animale. 1983. -№368. -S. 45-51, 53-54.

111. Potente LL, Lappe H. Durchsatzgleichung fur Konventionele, Plasstifizier-extruder // Kunststoffe. 1984. - Bd. 34-№3. - S. 173-177.

112. Sembery Peter Achievements of improved drain moisture measuremt and drier control 11 Hung Agr. Res. 1993, № 4. - P. 711.

113. Weidembaum S.S., Bonilla C.F., Chem. Eng. Progr., 51, №1, 27, 1955. P.278

114. Winer N. The Extrapolation, Interpolation and Smoothing of Stationary Time Series. N. Y. Wiley, 1979. P. 263

115. Химический состав муки, используемой в качестве сырья для производства макаронных изделий

116. Вид сырья, применяемого для изготовления макаронных изделий Массовое содержание крахмала, % кр Массовое содержание белка, % Бл Массовое содержание клетчатки, % Кл1. Крахмал пшеничный 100 0 0

117. Модельная смесь №1, состав: 50% макаронная мука высшего сорта из твердой пшеницы; 50% крахмал пшеничный 83,95 5,40 0,05

118. Макаронная мука высшего сорта из мягкой пшеницы 68,5 10,50 0,11

119. Хлебопекарная мука второго сорта 62,80 11,70 0,60

120. Модельная смесь №2, состав: 50% макаронная мука высшего сорта из мягкой пшеницы; 30% отруби пшеничные; 20% крахмал пшеничный. 57,25 9,75 12,05

121. Модельная смесь №3, состав: 70% хлебопекарная мука второго сорта; 30% отруби пшеничные. 50,0 12,69 6,42

122. Данные о зависимости вращающего момента от вида сырья, от химического состава сырья, температуры и влажности теста

123. Вид муки, применяемой ДЛЯ изготовления макаронных изделий Темпер атура, °С Влажно сть, % К (содер жание крахмала, %) Бл (содерж ание белка, %) Кл (содерж ание клетчатки, %) Мисх( вра гцающий момент, Н*м)

124. Шкала перевода значений показателей качества макаронных изделий в баллыкачества

125. Наименование Значение Присваивае- Коэффициент Произведениепоказателя качества показателя в мый балл значимости Бк • Кзннатуральном качества, показателя,выражении Бк Кзн

126. Кислотность, град Свыше 4,1 1 44,1 2 84 3 4 123,5-3,9 4 161. Ниже 3,5 5 20

127. Относительное Менее 3 1 5удлинение при 3-5 2 10растяжении,% 5-7 3 5 157.10 4 2010.12 5 2512.15 4 2015.17 3 1517.19 2 101. Свыше 19 1 5

128. Время варки, мин Меньше 10 5 510.12 4 412,5-14,5 3 1 315.17 2 21. Свыше 17 1 1

129. Наименование Значение Присваивае- Коэффициент Произведениепоказателя качества показателя в мый балл значимости Бк • Кзннатуральном качества, показателя,выражении Бк Кзн

130. Количество Свыше 2,5 5 10поглощенной воды 2,3-2,5 4 82,0 2,2 3 2 61,9 2 41. Ниже 1,9 1 21. Количество СВ 0-8 5 30перешедших в 8,1-9 4 24варочную воду, % 9,1-10 3 6 1810,1-10,5 2 121. Свыше 10,5 1 6

131. Удельная прочность 5 и более 5 15после варки, г/мм2 4,5 4,9 4 124,0 4,4 3 3 93,5-3,9 2 61. Менее 3,5 1 3

132. Слипаемость, г Менее 200 5 15201 -230 4 12231 -260 3 3 9261.300 2 61. Свыше 300 1 3125