автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.02, диссертация на тему:Интенсификация крупяного производства на основе моделирования технологических процессов

На правах рукописи

ШАЗЗО Аслан Юсуфов:

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ КРУПЯНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

05.1S.02 - Технология зерновых, бобовых, крупяных

продуктов я комбикормов 05.1S.12 - Процессы и аппараты пищевых производств

Автореферат диссертации на соискание учепой степени доктора технических наук

Краснодар -1996

Работа вътолненав Кубанском государственном технологическо] университете.

Научный консультант: Заслуженный деятель науки и техники

Российской Федерации, доктор технических наук, профессор ЩЕРБАКОВ В.Г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

МЕЛЬНИКОВ Е.М., доктор технических наук, профессор МАЧИХИНА Л.И., доктор технических наук, профессор КОНСТАНТИНОВ Е.Н.

Ведущая организация: АО "КУБАНЬХЛЕБОПРОДУКГ".

Защита состоится п2Р " 1996 г. в 10 часов

на заседании диссертационного совета Д. 063.40.01 Кубанского государственного технологического университета по адресу: 350072, г. Краснодар, Московская 2, конференц-зал (корп. А).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета (ул. Московская, 2).

Автореферат диссертации разослан 9 января 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. технич. наук, доцент

Л.И.Янова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Крупяные продукты из рнса, проса, ячменя и ряда других злаковых растений составляют значительную часть традиционного пищевого рациона населения России. В связи с этим особое значение приобретает эффективное использование потенциальных технологических свойств зерна при производстве крупы.

Важными критериями эффективности технологического процесса производства крупы являются величины выходов крупы - целой и дробленой, а также степень шлифования крупы. Как известно, на технологические свойства зерна, а, следовательно, и на выход крупы влияет множество взаимосвязанных факторов: сорт и тип зерна, способ уборки урожая, способ послеуборочной обработки зерна, условия и продолжительность его хранения. Эти и многие другие факторы затем интегрируются, определяя общепринятые показатели • технологического качества крупяного сырья, хотя важнейшими из них при оценке зерна являются величины влажности, стекловидности и трещиноватости зерна, а также крупность и выравненность зерна, содержание в зерновой массе пожелтевших и красных зерен.

Многообразие показателей, факторов и критериев, определяющих качество зерна и, в конечном счете, оказывающих решающее влияние на выход и качество крупы настоятельно требует разработки оперативных методов и технических средств для прогнозирования технологических свойств крупяного сырья на основе учета и анализа наибольшего числа определяющих параметров, при формировании помольных партий уже в период приемки, послеуборочной обработки и затем в процессе хранения

зерна.

Проблема прогнозирования качества крупы на основе анализ; комплекса свойств исходного зерна неоднократно привлекал; внимание исследователей и практических работников.

В решении этой обширной проблемы значительный вклад внесш исследования, выполненные в нашей стране Е.П. Козьминой, М.Е. Гинзбургом, Е.М. Мельниковым, Л.И. Мачихиной Г.А. Егоровым, Е.Д. Казаковым, А.П. Нечаевым, а также многим* другими. Известны зарубежные исследования в этой области - i частности, в Италии, США и Японии.

Несмотря на известные достижения в теоретической i практической разработке проблемы, степень изученност» взаимосвязей технологических характеристик зерна и ere анатомических физико-химических и биологических параметров вел еще недостаточно для широкого промышленного применения Поэтому в современной крупяной промышленности как России, так i зарубежных стран, значительная часть зерна в процессе переработю превращается в продукта пониженной потребительской ценности.

В то же время современный уровень развития компьютерно! техники допускает принципиальную возможность моделировани; технологического процесса производства крупы, с учетом множеств: параметров качества зерна. В связи с этим появляется реальна* возможность создания принципиально нового способ: компьютерного моделирования технологического процесс« производства крупы и выбора его наиболее оптимальны? параметров, всесторонне учитывающих качество перерабатываемого зерна.

Подтверждением научной и прикладной значимости проблемы

расширенного применения компьютерной техники в совершенствовании технологии крупяного производства, а также актуальности ее решения уже в настоящее время является включение ее в виде ряда отдельных тем в координационные планы НИОКР 'Федеральной контрактной корпорации "Росхлебопродукт", а также в госбюджетную научно-техническую программу развития СевероКавказского региона (И N госрегистрации 01.95.000.23.75, 01.90.00.57.367, 01.90.00.57.368).

Цепь и задачи исследования.

Цепью исследования являлась разработка теоретических основ и технической реализации способов интенсификации крупяного производства средствами моделирования технологических свойств крупяного сырья и создание на этой основе промышленных методов научного прогнозирования выхода крупы, ее потребительских и кулинарных свойств, методов поиска и выбора оптимальных технологических решений и создания оборудования, максимально использующих особенности конкретных партий зерна.

Поставленная цель исследования достигается решением следующих задач:

- системное изучение технологических свойств важнейших крупяных культур на основании анализа особенностей анатомического строения и химического состава зерна;

- критический анализ современных технологий и оборудования, применяемых для получения рисовой крупы на крупозаводах России и в ведущих по производству крупы странах за рубежом;

-научное обоснование и разработка измерительно-аналитического комплекса и программных продуктов для. проведения

исследований и ыатеы атического описания геометрических параметров формы единичной зерновки в составе зерновой массы;

-формирование базы данных для принятия оптимальных технологических решений на крупозаводах с использование компьютерной техники;

- математическое моделирование процессов шелушени шлифования и полирования крупяных культур и разработка I: основе моделирования программных продуктов для расчета режиме работы оборудования, включая моделирование трещинообразоваш и дробления зерен в процессе переработки в крупу;

- разработка усовершенствованной технологии и оборудован* крупяного производства, осуществление их производственнс проверки и внедрения на действующих крупяных завод: Российской Федерации;

- оценка соответствия уровня потребительских и кулинарнь свойств крупы, выработанной по предлагаемой технолога требованиям Российских и международных стандартов.

Научная новизна. Разработаны теоретические и пракгичесю аспекта комплексной оценки качества зерна крупяных культу включая параметры геометрической формы и микроструктуры зерн его прочностных свойств, и химического состава с целью выявлени потенциальных технологических свойств, при последующ! переработке в крупу и управления технологическими потребительскими свойствами крупяных продуктов получаемых : зерна различных типов и качества.

Впервые:

- созданы программные продукты для принял оптимальных технологических решений при организации произ-

водствеяных процессов на крупозаводах; разработана методология оценки технологического качества зерна и технологической эффективности его переработки с использованием компьютерных систем; дано научное обоснование показателю степени шлифования как критерию качества крупы; проведено моделирование процесса трещинообразования и дробления зерна при шлифовании, разработана математическая модель процесса и проведена ее оценка; разработаны теоретические основы и практические аспекты расчета параметров шлифования по этапам технологического процесса на крупозаводах.

На основании выявленных многофакгорных зависимостей изменения потребительских и кулинарных свойств крупы в процессе ее переработки создана усовершенствованная технология получения экологически чистой крупы.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Разработан ориентированный на реализацию в промышленности компьютерной способ прогнозирования технологического качества зерна крупяных культур, включающий приборы и методы определения объема, площади поверхности и внешнего контура зерновки злаковых растений, а также идентификации компонентного состава зерновой массы и оценки ее технологического качества, методы определения степени шлифования крупы, тензометрический комплекс и программные продукты для оценки и анализа прочностных характеристик зерна.

Разработан метод и программные продукты для расчета режимов шлифования по этапам технологического процесса крупозавода, расчета выхода мучки, целого и дробленого ядра по системам шли-

фования и по процессу в целом, на основании и с учетом которых создан промышленный образец рисошлифовальной машины.

Разработана технология получения экологически чистых крупяных продуктов, обеспечивающая максимально возможный для конкретного типа зерна выход крупы при минимизации материальных и энергетических затрат.

По основным разработкам составлена и утверждена типовая нормативно-техническая документация, предлагаемые

промышленности способы и методы апробированы в опытно-промышленных условиях на действующих предприятиях Российской Федерации. Оригинальность и новизна технических решений диссертационной работы подтверждена пятью авторскими свидетельствами и патентами СССР и Российской Федерации.

Теоретические положения работы включены в основные учебные курсы "Технология мукомольно-крупяного производства", "Технохимический контроль зерноперер абатыв ающих предприятий", читаемых автором для студентов специальности 2701. Методы оценки химического и технологического качества зерна и крупы, разработанные в ходе исследования включены в лабораторный практикум по дисциплинам специализации и используются в учебном процессе.

Апробация работы. Результаты работы были доложены, обсуждены и получили одобрение на Международном симпозиуме "Экспрессное определение качества зерна и зернопродукгов" (Москва, 1990 г.), на Международной научной конференции "Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности" (Краснодар 1994 г.), на Международной научной конференции "Научные исследования и факторы эффективности технологических

процессов в зернопер срабатывающей промышленности" (Пловдив, 1988 г.), на научных конференциях Кубанского государственного технологического университета (Краснодарского политехнического института) (Краснодар, 1986-1995 гг.), на Координационных Советах и технических совещаниях ФКК "Росхлебопродукт" (Москва I9S0-1994 г.г.), на Всесоюзной научной конференции "Пути повышения качества зерна и зернопродуктов, улучшение ассортимента крупы, муки и хлеба" (Москва, 1989 г.), на юбилейной научной конференции в МГАПП "Управление свойствами зерна в технологии муки, крупы и комбикормов" (Москва, 1995 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 45 печатных работы, в том числе монография " Переработка риса в крупу", и получено 5 авторских свидетельств и патентов СССР и Российской Федерации.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа в двух томах изложена на 3S0 страницах машинописного текста, содержит 80 рисунков, 27 таблиц и состоит из введения, аналитического обзора, экспериментальной части, включающей методы исследований, выводов и рекомендаций, списка использованных литературных источников.

Список использованных источников включает 188 наименований на русском и иностранных языках.

Материалы реализации результатов исследования представлены отдельным томом и включают разработанную нормативно-техническую документацию, акты производственной проверки и другие документы подтверждающие внедрение в практику результатов диссертационной работы, а также компьютерные распечатки результатов опытов в виде графиков, диаграмм и таблиц.

1. БАЗА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Характеристика крупяного сырья

Исследования вели с зерном риса восьми селекционных сортов, проса пяти сортов и ячменя шести сортов. Производственные и стендовые исследования вели также на товарных партиях крупяного сырья урожая 1990-1994 гг.

1.2. Разработка и применение прибора и метода для определения качества крупяного сырья

Проведению экспериментальных исследований предшествовали теоретические и экспериментальные разработки и создание ряда испытательных комплексов и опытных установок. Для проведения исследований по моделированию зерна крупяных культур, был создан измерительно-аналитический комплекс (рис. 1), а затем на сто основе сконструирован автоматизированный прибор и разработан метод определения качества зерна способом идентификации контура изображения зерна и оценки значений коэффициентов диффузионного отражения компонентов зерновой массы в видимой области спектра. Координаты точек изображения записывали на жестком диске ЭВМ РАС/АТ 386/387 . По каждой серии опытов заполняли паспорт качества исследуемого зерна по всему перечню показателей, определяющих качество крупяного сырья.

Расчеты контура изображения, объема и площади поверхности зерна проводили на ЭВМ по предложенным формулам ( приведенным в разделе 2.1.), результаты затем заносили в базы данных.

Измерительно-аналитический комплекс

шт

О

видеосканнер, 2 - оптический блок, 3 - предметный столик, 4 - видеоадаптер, 5 - монитор, видеомагнитофон, 7-ПЭВМ PC/AT 386/387, 8-принтер.

Тензометрический комплехс

Рис.2. 1 - ПЭВМ РС/ 386/387, 2 - принтер, 3 - электронный блок, 4-датчик усилий, 5 - датчик деформаций, 6 - пресс.

5

1.3. Разработка и применение тензометрияеского комплекса и программных продуктов для обработки результатов исследований

Тензометрический комплекс был разработан для экспериментального определения основных параметров, характеризующих прочностные свойства крупяного сырья, включая величины напряжения (о) и деформаций (<5) в области упругих, упруго-пластических и пластических деформаций, трещинообразования и дробления зерна. Эти данные использовали также для определения модуля Юнга Е , коэффициента Пуассона, поверхностной энергаи г и показателя степени я в графиках зависимости <т= /(<5), необходимых для моделирования технологических процессов крупозавода,

последующего расчета параметров переработки и прогнозирования выходов готовой продукции при производстве различных видоп крупы.

При создании тензокомпяекса впервые была достигнута:

- высокая чувствительность прибора при определении

деформаций и усилий нагружения;

- возможность оценки прочностных свойств в динамике с заданный интервалом времени съема информации в диапазоне от 1 до 1000 мс;

- возможность определения усилий и деформаций, возникающих в процессе переработки зерна одновременно в нескольких рабочих машинах в производственных условиях путем дистанционной передачи информации на расстоянии до 500 м.

Применение тензокомпяекса позволило обеспечить автоматическое управление процессами обмена информации между датчиками и

ЭВМ в пределах 50-9600 бит/с одновременно по 6 каналам, что резко повысило производительность эксперимента и дало возможность одновременно при получении результатов исследований представить их в обработанном виде. С помощью тензокомплекса были сформированы паспорта качества исследуемого зерна, и разработана программа, с помощью которой по заданным критериям качества может быть проведено обобщение результатов опытов внутри каждой серии, по отдельным сериям или в целом по всем сериям опытов.

Наличие встроенных программ тестирования позволило производить самонастройку электронной системы тензокомплекса, исключающую ошибки и повышающую точность опытов.

Созданный тензокомплекс прошел метрологическую аттестацию в Краснодарском центре стандартизации и метрологии и в настоящее время включен в каталог технических средств, рекомендуемых к применению при оценке прочностных свойств зерна.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Анализ существующего уровня теоретического описания технологических операций получения крупы из зерна, выявил недостаточную изученность большинства из них, исключающих возможность построения совокупно взаимосвязанных математических моделей, позволяющих оценить эффективность применяемой технологии. В связи с этим на первом этапе исследования была предпринята разработка ряда математических моделей, необходимых для обоснования создаваемой технологии.

2.1. Математическое моделирование зерна как сырья для производства крупы

Математическое моделирование зерна крупяных культур проводили с цепью нахождения функций предельно точно описывающих форму зерен для последующего использования при расчете площади поперечного сечения, площади поверхности и объема зерновки.

Конкретными задачами создания математических моделей являлось:

определение потенциальных технологических свойств крупяного сырья (подраздел. 2.1.3.);

- определение необходимой и допустимой степени шлифования при производстве различных видов крупы (раздел 2.4);

- расчет площади поверхности контакта индентора и зерна в процессе нагружения при изучении прочностных свойств крупяного сырья (раздел 2.3);

- теоретический расчет выхода мучки при моделировании процесса шлифования крупяных культур (раздел 2.5);

- построение эгаор и полей напряжений (деформаций), характеризующих напряженное состояние зерна в процессе переработки в крупу (раздел 2.5).

- теоретическое описание процесса трещинообразования и дробления зерен при шлифовании (раздел 2.5);

2.1.1. Вычисление площади поперечного сечения и обгема зерновки

Для вычисления площади поперечного сечения и объема

зерновки рассмотрим поперечное сечение единичной зерновки, (рис. 3) ограниченное кривой L, на которой измерены декартовы координаты для я точек: (х-,, \<i<n. Осуществив переход от декартовой системы координат к полярной, получим набор п (1 </<и) полярных радиусов измеренных точек и ^¡(l<i<n) их полярных углов. Кривая L а полярной системе координат описывается уравнением

г=/(0>), 0<<z><27r, (1)

где в силу замкнутости кривой L функция (I) периодична с периодом 2 тс и /(0) = /(2тг), или гя+1 = г0, улЛ = 2я.

Аппроксимируя функцию (1) кубическим сплайном, получим, что на каждом из отрезков [ гр,, <рм ] функция (1) имеет следующий вид:

т = /•(! -Я) + гмЛ_ Л){(2~Л)Щ +■

о

+<1 + ?М+1]. где A = (2)

<Pm~<PI

Числа < i < ri) определяли исхода из условия непрерывности первой производной, которое приводило к системе линейных алгебраических уравнений:

Матп-1 + 2щ+Яйт1 = ай

■ fMmiA + 2т, + Л{тм - а, (1 < i < я) (3)

+ 2тп + Яптх - ап

.Llti ~П n-n-i.'

Применяя метод двойной прогонки, определяли численные значения коэффициентов системы (3) и таким образом, функция (I) гтановится полностью определенной. Площадь поперечного сечения а полярной системе координат определяется интегралом от функции

Ф; ~ ф, , „ 6

где = ——2=4-, А{= аг=—-

<Pm-<PI-\

Поперечное сечение риса-зерна (увеличение 35 крат)

Рис. 3. 1 - ядро, 2 - цветочная пленка, 3 - воздушная прослойка

Фрагмент продольного сечения ядра риса в области расположения зародыша (увеличение 35 крат)

Рис. 4. 1 - зародыш, 2- ядро.

Iг? I я*1 л

5 =

(4)

- о 2 м

По квадратурной формуле, точной для многочлена шестой степени, которым является получим:

5"й5* "

Л

40_

где = <рм

(5)

Рассмотрим метод расчета объема зерновки. По (5) находим площади Б] каждого У-го (1 < 7 5 Л:) сечения зерна, при фиксированном значении координаты вдоль оси зерна, по

которым проведены поперечные сечения.

Как известно, объем зерновки иокет быть рассчитан из

интеграла: о

(б)

где функция получена сплайн-аппроксимацией по точкам

_/5/г. Использованные при этом соотношения

аналогичны уравнениям (2)-(3) с тем отличием, что кубический сплайн не периодический, а с заданными на концах отрезка [0,2^] производными 5'(0) и которые определялись из

построенного по четырем соседним узлам интерполяционного многочлена Ньютона.

Окончательно по квадратурной формуле Симпсона объем единичной зерновки находится из суммы:

V=- +^ 4 _ т.+1)

(7)

2.1.2. Вычисление площади поверхности зерновки

Если известно уравнение поверхности зерновки в сферических координатах

г-г(/р,9), 0£0<гтг, (8)

то площадь поверхности вычисляется с помощью интеграла

яп2 бШ9 . (9)

Двойной интеграл (9) вычисляли по формуле Симпсона.

Уравнение поверхности (8) строим по экспериментально

определенным координатам точек. Для того, чтобы использовать

¿г ¿¿г

формулу Симпсона определяли в), —(<р,в), —в узлах

й<р йв

После проведения через середины отрезков [б^-.б^,] прямых осей <р и пострения на них кубических сплайнов, может быть построено уравнение площади поверхности зерновки.

По результатам моделирования представляли графическое изображение зерен крупяных культур с помощью ЭВМ (рис. 5).

2.1.3. Определение потенциальных технологических свойств зерна крупяных культур

Потенциальные технологические свойства зерна определяли на основе исследования анатомического строения зерновки крупяных культур на сканирующем микроскопе при увеличении х750 и

Графическое изображение крупяных культур на ЭВМ по результатам моделирования

Рис. 5. 1 - рис, 2 - ячмень, 3 - просо, 4 - овес

Таблица 1

Геометрические показатели и потенциальные технологические свойства крупяных культур

Показатели Рис Объем

зерен, 15,78

АШ3

Площадь

поверхности 37,88 зерна, лш* Потенциаль ные выхода:

крупы 77,72

мучки 8,29

Ячмень Просо 17,36 4,52 .

40,07

78,4 7,88

15,30

75,34 8,08

Овес .

39,19

20,31

75,00

описания геометрической формы зерен с помощью измерительно-аналитического комплекса (рис. 1). Сущность метода заключалась в точном определении массовой доли крахмалистой части эндосперма, которая в конечном итоге свидетельствовала о теоретически возможном выходе крупы. Суммарная массовая доля плодовых и семенных оболочек, алейронового слоя и зародыша позволяла судить о теоретическом выходе мучки, характеризующей количественную меру шлифования при производстве крупы из зерна данной культуры или сорта. Иными словами, требовалось определить с высокой степенью точности необходимую степень шлифования ядра для получения крупы и на этой основе разработать объективные методы оценки рекомендуемой степени шлифования.

При моделировании процесса использовали частные случаи, для которых рассчитывали массовую долю анатомических частей конкретного вида зерна и определения выходов мучки и ядра по этапам технологического процесса.

Для расчетов в исходные данные входили плотность зерна р, массовая доля зародыша р^ в процентах от массы зерна, пленчатосгь рт в процентах от массы зерна, толщина }\ и плотность # плодовой оболочки, толщина и плотность р^ алейронового слоя.

Для расчета потенциального выхода крупы и мучки (в процентах) использовали следующие соотношения:

выход мучки М=—-----100%, (Ю)

выход крупы В --——а-100% . (11)

рУа+Щ

и к юо'

Объем зерна V н площадь поверхности 5 получили методами, описанными в п.п. 2.1.1.* 2.1.3.

2.2. Разработка метода идентификации состава зерновой массы

Количественную характеристику зерновой массы определяли комбинированным способом на основе идентификации контура изображения компонентов зерновой массы и сопоставления коэффициентов диффузионного отражения в видимой области спектра световой волны.

Предложенный метод дает возможность с высокой степенью точности определить не только количественные соотношения компонентов зерновой массы, но и показатели качества, коррелируемые со спектром контура изображения его компонентов из базы данных, формируемой в памяти ЭВМ.

По условию постановки задачи контур каждого из элементов зерновой массы, включая посторонние примеси, описывается плоским замкнутым контуром, не имеющим самопересечений:

х=х($, у-зФ, а<,г<кЪ. (12)

Экспериментально (12) можно представить в виде дискретного набора декартовых координат (х,- ,у(), точек на контуре, что

дает возможность проводить интерполирование (12) методами, описанными в разделе 2.1. Сплайн-интерполяция хорошо сглаживает контур и приемлема для описания формы контура зерен, однако в области расположения зародыша (рис. 4) (или других резких

изломов, острых углов и т.д.) необходимо сочетание ее с линейной интерполяцией.

Распознавание неизвестного контура зерновки проводили путем сравнения с данными эталонных каталогов известных контуров при помощи спектрального анализа.

Первоначально вычисляли координаты центра масс фигуры С2 , ограниченной контуром (12):

где £2=Д йхду=| х(£)У ¿1, о в

параметр г выбирался в интервале 0<г < л . После переноса начала системы координат в центр масс (хс,ус) вычисляли моменты инерции относительно осей х,у и центробежный момент инерции:

ь

= ¡¡У^у = \у1(1)х(1)у'№ О а

Ь

Г>у = \\^<1х<1у=-\х\1)у{г)х'(г)с1г (14)

о

^ = \\хус1хс1у=\^у'№

п £

Главные центральные моменты инерции являются

корнями квадратного уравнения:

Д2-(^+/^)А4-(^-4) = 0, (15)

Переход к главным осям инерции производили поворотом на угол

а :

ур V

8]п2соз2» (16)

гдепри Р1=Р1 угол а=0.

Параметр /, равный длине дуги кривой, рассчитывали по формуле:

Н^'юЯ+^со)2«*. <1?)

а

После этого производили масштабирование координат путем деления на общую длину контура, принимая с = Ь.

Спектр контура (12) рассчитывали с помощью алгоритмов

быстрого преобразования Фурье (БПФ): .1х]к

= + <>'/)« ^ - О^Л^ЛГ-Ь (18)

/м»

где АГ- число точек на кошуре, которые считаются

точками комплексной плоскости (здесь »- мнимая единица).

Из (18) определяли амплитудный спектр А^. - (2к) и фазовый спектр ^ = , (0 £ А: й N-1).

Алгоритм БПФ требует, чтобы точки (л^,^-) были сняты с равным шагом по параметру длины дуги Г , поэтому исходные точки дополнительно пересчитывали с помощью интерполяции.

Первоначально каждый образец подвергали спектральному анализу (13)-(18) и заносили в соответствующий каталог 1-го уровня (уровень экземпляров). Эти каталоги затем усредняли и составляли из них каталоги 2-го уровня (уровень кластеров).

С целью распознавания неизвестный контур подвергался спектральному анализу для получения спектральной функции

ZJt, 0 йк<>Ы-\. Обозначив 2т спектральную функцию ш-го образца из каталога, рассчитывали расстояние между спектрами и контур исследуемого объекта и эталона:

|, 09)

Затем из чисел рт по всему каталогу выбирали наименьшее, а его номер определял тот образец из каталога, который был идентифицирован при распознавании контура.

При реализации расчетов на ЭВМ были получены распечатки показателей, характеризующих спектр контура изображения исследуемых компонентов зерновой массы и эталонных образцов.

Спектры контура изображения зерен представляли в виде численных значений декартовых координат X и У гармоник, дающих высокую точность.

На рис. 6 представлена компьютерная распечатка контуров идентифицированных культур после анализа зерновой массы на измерительно-аналитическом комплексе.

Разработанный метод и программные продукты на его основе впервые позволили осуществить 100 % идентификацию состава зерновой массы при наличии даже трудноотделимых примесей, (например, для риса и пшеницы) по анализу контура изображения без количественной оценки коэффициентов спектрального отражения. Удалось определить содержание пожелтевших, зеленых и красных ядер риса, содержание необрушенных зерен в ядре или обрушенных зерен в рисе этим методом, а также комбинированным способом по

• • I . Ч.., ■

контуру изображения и коэффициенту спектрального отражения.

Контуры изображений идентифицированных зерен, полученные с помощью ЭВМ

2о

Рис. 6. 1-рнс, 2-просо, 3-овес, 4--кукуруза, 5-ячые1П>, б - пшеница

Данные о файле RIS.ss

Перинегр(шш)=16.96989, плошадь(штА2)= 19.1407942 Центр масс(тт) Х=1.73977 Y=3.42781 Моменты инерции Jxx= 57.5186 Jyy=14.8382 Jxy= 0.2401 Главн.центр.моменты инерции J1=57.51992 J2=l 4.83681

-----> Поворот осей на угол (рад)=1.57б4(град)= 90.3223

Спектры декартовых координат X и Y : Длина дуги (mm) и число точек: L= 16.9698908 Nt=50 гармониках 1= 0.0113761 гарм.У 1= 0.0052033 гармониках 2= 4.7657676 гары.У 2= -0.0633886 гармоника X 3= -0.0043786 гарм. Y 3= 0.0092282 гармоникаХ 4= 0.3595695 гарм. Y 4= -0.0109482 гармоникаХ 5= -0.0010704 гарм. Y 5= -0.0116883 гармоникаХ 6= 0.0713908 гарм.У 6= 0.0133773 гармоника X 7= -0.0067314 гарм. Y 7= -0.0103643

С высокой степенью точности удалось таюкс определить процентное соотношение различных танов риса в зерновой массе по оценке отношения длины к ширине зерновок в товарных партиях риса-зерна, поступающего в переработку. Наконец, разработанный метод позволяет определять по результатам идентификации компонентного состава зерновой массы ее -качественный состав, на основе сопоставлезшя полученной информации о прочностных свойствах крупяного сырья ( раздел. 2.З.), а затем расчитать параметры переработки зерна в крупу и определить выход готовой продукции (раздел. 2.5.).

2.3. Исследование прочностных свойств крупяных культур

Сравнительная оценка прочностных свойств шелушеных и нешелущеных зерен у всех исследованных сортов риса, проса и ячменя показала, что цветочные пленки повышают устойчивость зерен к трещинообразованшо и дроблению, которые предохраняют ядро от повреждения, вызывая амортизирующий эффект. Под действием механических нагрузок в цветочной пленке происходят упруго-пластические деформации. У зерна крупяных культур или сортов, у которых больше воздушная прослойка между цветочной пленкой и ядром зерновки , трещино-образование и дробление ядра происходит менее интенсивно. У крупяных культур, у которых цветочные пленки срослись с ядром, например, у ячменя, а устойчивость зерен к трещинообразованшо и дроблению зависит от прочности связи оболочек с ядром. Наибольшей устойчивостью

протай образования трещин и дробления обладают у риса сорт -Спальчик, у ячменя сорт-Метеор, у проса сорт - Орловский Карлик.

Ядро крупяных культур (шелушеное зерно) обладает меньшей прочностью. Приложенные нагрузки вызывают упругпе деформации у мучнистых зерен риса, однако при этом пики трещинообразования практически не обнаруживаются. У исследованных образцов мучнистого риса перед полным разрушением лишь от 2 до б % зерен подвергаются трещинообразованию. Характерной особенностью шелушеного зерна является крайне малая область упругих деформаций и широкая область упруго-пластических деформаций при нагружении мучнистых зерен.

Аналогичнные зависимости получены у риса и ячменя при влажности в диапазоне 18...20 %. При низкой влажности зерна крупяных культур 10...12 % в них преобладают упругие деформации, характерные для стекловидного зерна риса.

Окраска плодовых оболочек существенно влияет на прочностные свойства риса. Минимальной прочностью обладают зеленые зерна, максимальную прочность имеет зерно красного риса. Прочностные свойства пожелтевшего риса и риса с естественной окраской оболочек получены практически одинаковыми.

При увеличении степени шлифования до 6 - 8 % прочностные свойства риса остаются практически без изменения. Дальнейшее увеличение степени шлифования до 10 - 12 % приводит к снижению прочности ядра, что обусловлено полным удалением алейронового слоя, белковая матрица которого выполняет роль защитного каркаса, укрепляющего микроструктуру ядра. Крахмальные гранулы слабо связаны друг с другом и практически не

оказывают влияния на прочностью свойства шлифованного риса. При механическом воздействии гранулы крахмала удаляются из белковых матриц, оставляя в них пустота. Поэтому при выборе реэгашоо шлифования в процессе производства крупы необходимо сохранял, каг: ъижяиуи один алейроновый слой, что практически не повлияет на товарный вид гфупы, но приведет к заметному снижению выхода дробленой крупы.

Фракционирование приводит к сокращению пределов варьирования прочностных свойств исследованных крупяных 1сультур, 1фоые ячменя, у ютторого прочностные характеристики коррелируют в большей степени с прочностью связи цветочных оболочек и ядра. Последнее подтверждается данными

исследований шелушеного ячменя, у которого после фракционирования отмечается характерная стабилизация прочностных свойств.

2.4. Разработка объективного метода оценки степени шлифованхш

Проведен комплекс исследований фотометрических и химических методов оценки степени шлифования крупяных культур.

При исследовании фотометрических методов определяли значения коэффициентов спектрального отражения (К0) сортов риса,

проса, ячменя с различными показателями качества (стекловидность, окраска оболочек, район произрастания и т.д.) в диапазоне длин световой волны видимой области 400-927 нм.

Отмечена низкая чувствительность фотометрических методов при оценке степени шлифования проса из-за незначительного

Влияние выхода мучки и длины световой волны на коэффициент отражения риса

Рис.7

Относительная ошибка определения коэффициента отражения риса

Рис.8. 1 - сорт Краснодарский 424, 2 - Кубань -3, 3 - Дубовский 129, 4 - Жемчужный, 5 - Старт, 6 - Спальчик, 7 - Альтаир, 8 - Кулон

изменения окраски ядра при шлифовании. Эта методы дают, значительную погрешность при определении степени шлифования перловой крупы в следствии неоднородности ее состава по крупности. Измельчение перловой крупы до заданной крупности приводило к снижению чувствительности метода в связи с ростом доли эндосперма в измельченном продукте и, как следствие, образованию постоянного фона, на величину которого в незначительной степени влияет наличие оболочек.

Фотометрические методы имели высокую чувствительность и высокую степень корреляционной связи с показателем степени шлифования для всех исследованных партий риса и режимов шлифования (рис. 7,8). Точность определения степени шлифования риса зависела от наличия цветных зерен (красных, зеленых, пожелтевших) и стекловидносги зерна.

На основании результатов исследования разработан метод определения степени шлифования (патент N 1775045), а на его основе прибор для определения степени шлифования риса, в котором после ввода данных о содержании цветных зерен и стекловидносги производится корректировка значения коэффициентов спектрального отражения К0 и расчет выхода мучки.

Прибор прост в эксплуатации, встроенный процессор позволяет производить расчеты К0 и выхода мучки автоматически, поэтому он

удобен при проведении оперативного контроля и стабилизации степени шлифования по системам шлифования рисозавода.

Для проведения оптативного контроля степени шлифования риса, ячменя и проса при производстве крупы был разработан экспрессный метод индикаторного окрашивания зерен (рис. 9). При

помощи данного метода в течение одной минуты оболочки и эндосперм окрашиваются в различные цвета и затем технолог может визуально оценить степень шлифования, однородность обработки

решение о корректировке режимов работы шлифовальных машин.

Количественную оценку степени шлифования можно осуществить фотометрическим методом после индикаторного окрашивания эндосперма и оболочек зерна.

Из химических методов для оценю! степени шлифования может быть рекомендован показатель зольности ядра, но он приемлем только для риса и проса. Стабилизация зольности рисовой крупы и пшена лежит в сравнительно узком диапазоне для всех исследованных показателей качества шлифования и технологий получения крупы (рис. 10).

2.5. Моделирование технологического процесса шлифования крупяных культур

2.5.1. Расчет толщины оболочек, удаляемых с поверхности зерна при шлифовании

Использованы были два различных подхода к определению толщины среза поверхностных тканей зерна ТУ при шлифовании.

Первый - по кинематическим уравнениям для определения средней толщины среза через средний объем среза, задаваясь его формой и средним числом режупщх кромок на единице поверхности абразивного круга:

поверхности ядра и, в случае необходимости, прннятй оперативное

Рис 9. I - рисовая крупа, 2 - пшено, 3 - перловая крупа

Влияние степени шлифования на зольность сортов риса

1,5

С,9 1«,

I 45

о

V

\

•

\ п

«п

.0 О V п и ти

я

4

од п о\

\ Р «й1 1 ей?

\ъ •о ^^^

—<>- 0

2. 4 е в го а я к Степень штроватз, %

Рис.10

т

где ()уд - удельный выход мучки, приходящийся на единицу высоты абразивного круга, Nг - число режущих кромок на единицу поверхности круга на уровне г, г - высота активной части рельефа круга, у - скорость круга, г, - радиус зерна, г 2 - радиус индентора.

Второй - по модели образования мучки путем выдавливания шлифуемого материала в свободную пов^яность в соответствии теорией упругости и пластичности.

Величина глубины внедрения индентора в случае упругих деформаций определяется из контактной задачи Герца:

'и

ж

(21)

Е 1,Е1- модуль Юнга зерна и индентора, - коэффициенты Пуассона.

_ ТЕ \1У 34

где д„ - предел упругости зерна, то вместо

(21) необходимо использовать пластическую модель "с шаровым ядром"

W■■

гл_

2л+1

где п - показатель ¿-деформации £\

степенного

закона

(22) "напряжения

а=-

2я+1 2п

8

1

9 я41Се<а о

е0 - деформации при пределе упругости зерна. Таким образом, по (21) или (22) можно определить толщину среза мучки индентором в любой точке поверхности зерна.

2.5.2. Моделирование процесса трещинообразования и дробления зерна при шлифовании.

Зерно моделировали шаром радиуса г,, а индентор - полусферой радиуса т г, в рамках теории упругости, пластичности и вязкоупругоста механики деформируемого твердого тела, а также линейной механики разрушения. По критериям Лява и Хантера процесс соударения зерна с индентороы считали квазистатическим, явлениями вязкости и трением в области контакта и их вклада в напряженное состояние зерна пренебрегали. Материал зерна предполагался изотропным. Пластические и упругие свойства определяли в разделе 2.3, посвященном исследованию прочностных свойств зерна.

Принимали, что в момент взаимодействия зерна с индентороы образуется зона контакта радиусом С и глубиной внедрения 1¥ . В случае упругих деформаций из теории удара Герца следует, что скорость соударения, при которой наступает разрушение, равна (здесь пг - масса зерна):

где ¿¡г - предел прочности зерна. На основе линейной механики разрушения,_

где а- радиус плоского дискообразного дефекта или микротрещины внутри зерна,

цг- поверхностная энергия материала зерна.

(23)

я-(2- У}) ц/Ех

1 '

Деформации упругие, пока выполняется следующее условие:

2Е ¡Ж Ж

*1Я г

(24)

где W

(15т у2 ^

В случае же пластических деформаций, когда условие (24) нарушено, "с шаровым ядром" получим вместо (23):

V-

2к

/»(а+1)

Юле?

2 0+Г

1

Ка^

■ >

(25)

Рассмотрим вопрос о напряженно-деформированном состоянии зерна при заданных скорости соударения V и массе зерна т . В случае упругих деформаций компоненты тензора напряжений 5 определяли из контакгаоЙ задачи и теории удара Герца. В случае пластических деформаций использовали модель "с шаровым ядром". Так, для несжимаемого гидростатического ядра радиусом

, = 1)

где давление ТУ-

2к

компоненты тензора

напряжении:

Р--

4*4}

(26)

Радиус упругопластической границы 1

Ъ=с

ЕС

<уг

+4(1-2^)

6(1-м)

Для пластической зоны в кольце с внешним радиусом Ъ\

г 3 г 6 2

¿г 2 '

где г- расстояние от центра соударения.

Для упругой зоны во внешности сферы радиуса Ь.

-2<5Т .

3

(28)

На основе (26) - (29) и линейной механики разрушения рассмотрим характер трехцинообразования в зерне.

При выполнении условия (24) микротрещины развиваются в макротрещину в виде конуса Герца.

В случае же пластических деформаций возможно образование магистральных трещин следующих видов: медиальные, радиальные и боковые. Из них основную роль в разрушении зерна, как было установлено экспериментально, играют медианные трещины. Они "стартуют" из микродефекта размером а , если:

где критический коэффициент интенсивности напряжений К1С и среднее контактное давление Н :

величина в найдена экспериментально и составляет в среднем: 0«О,2.

Длина медианной трещины:

(30)

е-

,2

(31)

Параметры трещинообразования при шлифовании риса

ЗаВамндя скюросп* сяюлкхобямлч * 25.00 СпусЗ пах конце Г»райСпЗ= 0.00161 глубина конуса ГериаСп}= О.СООТЕ

мх м«3ианная др®кмнйС»3= 0.02&СБ

пах раЭиальная вр«цнаС»а» 0.0ИЛв гиубиноС£«й» 0.00058 адо бокг&вя юрведхяСшЗ« 0,02085 на елубин*СвЗ* 0.Ш088

Рис. 11

Трещинообразование на поверхности ядра риса после шлифования

Рис. 12

Ясно, что если в превосходит линейные размеры зерна, то ядро дробится на часта при шлифовании (рис. 11).

Расчетные параметры обработки зерна достаточно полно согласуются с результатами экспериментальных исследований проведенных в лабораторных и производственных условиях по шелушению, шлифованию и полированию зерна различных крупяных культур (рис. 12).

Теоретические положения диссертационной работы использованы для компьютерного моделирования технологических процессов шелушения, шлифования и полирования крупяных культур . Исходные данные для моделирования технологических процессов определены экспериментально или расчитаны на основе экспериментально-теоретических исследований с учетом следующих характеристик крупяного сырья: Модуля Юнга и коэффициента Пуассона для зерна и индентора; массы единичных зерен; плотности зерна; минимальных и максимальных размеров микротрещин; приведенного радиуса индентора; пределов прочности и упругости зерна; деформации упругости зерна; напряжения и деформации трещинообразования зерна, а также анатомического строения зерна - толщины плодовой и семеной оболочек и алейронового слоя, массовой доли зародыша, пленчатости зерна; геометрических размеров единичной зерновки (длина, ширина и толщина).

После обработки результатов на ЭВМ были расчитаны критические значения скоростей шелушения, шлифования и полирования по пределу прочности или началу трещинообразования. а также радиус площадки контакта индентора с зерном, давление в зоне контакта и глубина внедрения индентора в зерно. Это было

Эпюра касательной компоненты напряжений при шлифовании риса

Рис. 13

Распределение касат«зп^й компоненты напряжений в рисе при шлифовании

Ш-

Эо

1М#2В9 Ьо 33252« 3° ¿8422*7 Зэ

еззма^ео

0.000*2

Л5РЛЗЮ 1013782 Па гскзл® Па <033730 (1* ШИ7М Па 7117Е73 Па

1049762 Эо /1503253 Л« 8а./ 33282ДЗ О» «093730 Э/ «М2217 [и

ксали ро еззаа ги

7Л172?у-Ъо 7578163 Па

ОО&йбё

необходимо для получения информации о распределении приложенных усилий внутри зерновки, оценке параметров трещинообразования и дробления зерен (рис. 13,14), определения расчетных выходов дробленого ядра и мучки, и создания на этой основе усовершенствованной технологии переработки зерна крупяных культур. На разработанную технологию составлена и утверждена нормативно-техническая документация, апробированная в условиях реального производства.

С учетом варьируемости признаков качества, особенности формы, анатомического строения и микроструктуры зерна впервые получены расчетные формулы для определения следующих механико-кинематических, параметров машин для шлифованиям полирования крупяных культур: диаметр абразивного барабана, зернистость абразивных частиц, скорость вращения абразивного барабана, угол наклона направляющих гонков, закрепленных на внутренней поверхности ситовой обечайки, давление в рабочей зоне машины, рабочий зазор между абразивным барабаном и ситовой обечайкой.

Предложены новые типы абразивных масс для рабочих поверхностей шлифовальных барабанов и усовершенствована конструкция шлифовального оборудования крупозаводов ( а. с. N 1041143, N 891735).

Разработаны рекомендации по организации и ведению технологических операций производственных процессов крупозавода с использованием разработанных методов оперативного контроля и стабилизации степени шлифования.

2.6. Изменение санитарного состояния потребительских и кулинарных свойств крупяных продуктов в процессе переработай

Санитарное состояние зерна крупяного сырья оценивали по результатам исследования содержания в зерне пестицидов, солей тяжелых металлов и микотоксинов. Определены источники загрязнения зерна токсинами, характер их локализации (распределения) по анатомическим частям зерновки. Показано наибольшее накопление нежелательных соединений в покровных тканях зерновки, зародыше, и алейроновом слое. Произведены экспериментальные исследования на основании которых определены режимы переработки зерна, обеспечивающие максимальное удаление токсичных веществ из зерна при производстве крупы.

По результатам исследования разработаны рекомендации по производству экологически чистых крупяных продуктов из крупяного сырья различной степени чистоты, в том числе из зерна загрязненного микотоксинами.

Разработана теоретическая база и дана экспериментальная оценка возможности моделирования потребительских и кулинарных свойств крупы на основе моделирования технологического процесса переработки в крупу, проверка которой в условиях производства подтвердила ее достаточную практическую значимость и достоверность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнен комплекс технологических исследований позволяющий предложить и обосновать усовершенствованную технологию крупяного производства.

В ходе исследования:

1. Дано теоретическое обоснование, разработаны методы, технические средства и программные продукты позволяющие:

- определить потенциальные технологические свойства крупяных культур по толщине анатомических частей. Данный метод может быть также рекомендован дня практического применения в селекционной работе при определении процентного соотношения анатомических частей зерна;

• определить компонентный состав зерновой массы на основе идентификации контура изображения ее и определения коэффициентов отражения ее составляющих в видимой области спектра световой волны. Разработанный метод определения компонентного состава зерновой массы рекомендуется для автоматизации лабораторного контроля производства на крупозаводах;

определить основные показатели, характеризующие прочностные свойства зерна;

- оперативно определить степень шлифования крупяных культур и рекомендовать необходимую степень шлифования при производстве различных видов крупы.

2. Разработаны теоретические основы и практические аспекты организации и ведения технологических процессов шелушения,

шлифования и полирования крупяных культур и на их основе созданы программные продукта:

- для моделирования явлений трещинообразования и дробления зерна и рекомендованы нормативные режимы переработки при производстве различных видов крупы;

для моделирования процесса образования мучки при абразивной обработке поверхности зерна, позволившие обосновать и рекомендовать номинальные значения зернистости абразивных частиц, скорости вращения абразивного барабана, величины создаваемого давления в рабочей зоне машины с учетом качества перерабатываемого сырья и ассортимента вырабатываемой продукции;

- для выбора технологической схемы переработки зерна в крупу, составления количественного баланса технологических процессов и определения расчетных выходов крупы и мучки.

3. Определены источники и характер загрязнения крупяного сырья токсичными соединениями - пестицидами, солями тяжелых металлов и михотоксинами для ряда регионов России. Изучен механизм локализации токсичных веществ в крупяном сырье и определены номинальные режимы переработки зерна, гарантирующие их удаление при производстве различных видов крупы.

4. На основе экспериментальных исследований разработаны математические модели для расчета изменения потребительских и кулинарных свойств зерна в процессе переработки в крупу.

5. Разработана усовершенствованная технология получения экологически чистых крупяных продуктов, реализованная на действующих предприятиях Российской Федерации.

Список основных работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Мартыненко Я.Ф., Чеботарев О.Н., Шаззо А.Ю. Абразивная масса, Аст.свид. N891735 от 23.12.81.

2. Чеботарев О.Н., ТерпогосовВ.А., Кисляк A.A., Шаззо А.Ю. Совершенствование технологии производства рисовой крупы. Экспресс информация ЦНИИТЭИ. сер. Мукомольно-крупяная ность. Вып. N 2,19E3, 52 с.

3. Шаззо А.Ю., Чеботарев О.Н., Мартыненко Я.Ф. Рабочий орган для удаления перефнрийиых слоев зерна. Авт. свид. N 1041143 от 16.05.83.

4. Шаззо АЛО., Терпогосов В.А., Кисляк A.A. Необходимый показатель переработки крупяных культур. Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность N 11.1984, с. 12.

5. Шаззо А.Ю., Икшель А.Н., Кешаниди X.JI. Исследование технологических свойств новых сортов риса. Межвузовский сборник научных трудов "Интенсификация технологических процессов пищевых производств", Краснодар, 1984, с. 97-101.

6. Шаззо А.Ю., Мартыненко Л.Ф., Показатель эффективности шлифования крупяных культур.// Изв. вузов. Пищевая технология. -N 1,1985, с. 34.

7. Шаззо А.Ю. Влияние структуры рабочего слоя абразивов на эффективность шлифования риса. // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1985, N 2, с. 55.

8. Шаззо А.Ю., Мартыненко Я.Ф., Терпогосов В.А., Кисляк A.A. Повышение качества шлифования риса. / Мукомольно-элеваторная комбикормовая промышленность. N 9,1985, с.21.

9. Шаззо А.Ю., Сватковская З.И., Нестер енко С.А. Влияние крупности корунда на эффективность процесса шлифования рисового ядра. Межвузовский сборник научных трудов "Технология и оборудование пищевой промышленное™ и пищевое машиностроение". Краснодар, 1985, с. 111-115.

10. Шаззо А.Ю. Один из показателей эффективности шелушения. / Мукомольно-элеваторная промышленность. N 7,1986, с.41.

11. Шаззо А.Ю., Мартыненко Я.Ф., Шикова С.С., Терпогосов В.А., КислякА.А. Контроль по белизне. / Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность. N 8,1986, с. 23-24.

12. Шаззо А.Ю., Багирокова М.Н. Фракционный состав рисовой мучки. II Изв. вузов. Пищевая технология. N 5, 1986, с. 123-125.

.13. Шаззо А.Ю., Мартыненко Я.Ф., Багирокова М.Н., Терпогосов В.А., Кисляк А. А. Влияние токовых нагрузок на состав рисовой мучки. / Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность. N 10,1987, с. 29.

, 14. Шаззо А.Ю., ИосифоваЛ.В. Ктеории работы шлифовальных поставов. //Изв.вузов. Пищевая технология. 1987./ Деп. в ЦНИИ-ТЭИ хлебопродуктов 02.09.87. N 813-хб.

15. Иосифова Л.В., Шаззо А.Ю. Анализ факторов, влияющих на шлифование риса в конусных поставах. //Изв. вузов. Пищевая технология. 1987. / Деп. в ЦНИИТЭИ хлебопродуктов 07.12.87. N 862-хб.

16. Шаззо А.Ю., Иосифова Л.В. Кинематическое поведение ядер риса в конусных поставах. - М., ВИНИТИ, 1988, N7, с. 15.

17. Шаззо А.Ю., Мартыненко Я.Ф. Шлифование на ориза по съкра-тена технологична схема. /Тезисы научной сессии "Научните

доследования и технологичният трансферфактори за обновление на ХВП. Пловдив, 1988, с.79.

18. Шаззо А.Ю., Прокопец A.C., Остапенко Г.А., Васюкова О.С. Изменение технологических свойств и химического состава проса в процессе шлифования. -М., 1989. -148с. Деп. в ВИНИТИ N989-x689.

19. Шаззо А.Ю., Федорова С.А., Остапенко Г.А., Прокопец A.C., Чирг Д.Ю. Изменение биологической ценности крупяных культур в процессе шлифования. / Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции " Пути повышения качества зерна и зернопро-дуктов, улучшение ассортимента крупы, муки и хлеба". -М., Госкомитет по науке и технике, ВНПО "Зернопродукг", ВНИИЗ, 1989, с. 146-147.

20. Шаззо А.Ю., Погорелова И.Й., Фердинандов Д., Балджиев Д., Кърстева А. Сравнительная оценка степени обработки риса в условиях Красноармейского и Пловдивского рисозаводов. //Сб. Технология и оборудование пищевой промышленности и пищевое машиностроение. Краснодар, Политехнический институт, 1989,

с. 51-56.

21. Шаззо А.Ю., Чирг Д.Ю., Алексеенко О.В. Определение степени обработки ячменя фотометрическим методом. Сб. "Технология и оборудование пищевой промышленности и пищевое машиностроение", Краснодар, Политехнический институт, 1989, с. 73-79.

22. Д. Фердинандов, А. Кърстева, А. Шаззо, Я. Мартыненко. Сравнителна технологична оценка на ориз, разпространен в НРБ и СССР. Хранителна промышленост. N7,1989, с.27-28.

23. Шаззо А.Ю., Прокопец A.C., Остапенко Г.А., Васюкова О.С. Изменение технологических свойств и химического состава проса в процессе шлифования. //Изв. вузов. Пищевая технология. 1988, Деп. в ЦНИИТЭИ хлебопродуктов 15.11.88. №89-хб88.

24. Д. Фердинандов, Д. Балдгшев, А. Кърстева, А. Шаззо, И. По-гореяова. Фотометрична оценка на шлифован его на ориза. Хранителна промышленост. N1,1990, с. 18-19.

25. Шаззо А.Ю., Погорелова И.И., Остапенко Г.А., Чирг Д.Ю. Теоретические и практические аспекты объективной оценки степени шлифования крупяных культур. Тезисы доклада на Международном симпозиуме "Экспрессное определение качества зернаи зернопродуктов". - М., 20-21 ноября 1990г. с.122.

26. Шаззо А.Ю. Переработка риса в крупу. // Изв. вузов. Пищевая технология . Краснодар , 1990. с. 232. Деп. в ЦНИИТЭИ хлебопродуктов 10.07.90. N1171-X690.

27. Шаззо А.Ю., Мартыненко Я.Ф., Прокопец A.C., Васюкова О.С. Взаимосвязь выхода мучки и химического состава проса в процессе шлифования. // Изв. вузов. Пищевая технология. 1990, N 3, с 32.

28. Шаззо А.Ю., Погорелова И.И., Способ определения степени шлифования крупяных культур. Патент N 1775045 A3. Бюллетень изобретений N41 от 07.11.92.

29. Шаззо А.Ю., Погорелова И.И. Экология риса и ее изменение в процессе производства крупы. //Изв. вузов. Пищевая технология. N 4-6. 1991, с. 169.

30. Шаззо А.Ю., Остапенко Г.А. Изменение биологической ценности проса при шлифовании. //Изв. вузов. Пищевая технология. N4-6. 1991, с. 170-171.

31. Шаззо А.Ю., Погорелова И.И. Чирг Д.Ю., Остапенко Г.А. Объективная оценка технологических свойств крупяных культур. // Изв. вузов. Пищевая технология. N5-6.1992, с.27-29.

32. Шаззо А.Ю., Федорова С.А., Остапенко Г.А., Пищевая и энергетическая ценность риса при шлифовании. // Изв. вузов. Пищевая технология. 1992, с. 4. Дел. в ЦНИИТЭИ хлебопродуктов. 21.02.92. N 1271-хб92.

33. Шаззо А.Ю., Федорова СЛ., Беяоглазова JI.К., Остапенко Г.А. Сравнительная характеристика биологической ценности продуктов переработки риса. //Изв. вузов. Пищевая технология. Краснодар, 1992. с.5. - Деп. в ЦНИИТЭИ хлебопродуктов 21.02.92. N1272-X692.

34. Шаззо А.Ю., Погорелова И.И. Способ определения степени шлифования крупяных культур. Патент N 775045. от 07.11.92.

35. Шаззо А.Ю., Халафян A.A. Об одном подходе к моделированию контура зерновки. /Краснодар. Куб. университет. 1993, с.7. Деп. в ВИНИТИ 11.10.93. N2544 - В93.

36. Шаззо А.Ю., Поляков В.И., Патент на промышленный образец "Машина для шлифования зерна". N40769, от 23.03.94.

37. Шаззо А.Ю., Усатиков C.B., Критерий оптимизации аминокислотного состава смеси зерновых культур. Тезисы доклада на Международной научной конференции "Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности". Краснодар, 19-21 сентября 1994, с.95-97.

38. Шаззо А.Ю.,Усатиков C.B., Бахмет М.П., ЧегодаеваО.В. Методика теоретического расчета крупности мучки при шлифовании крупы. Тезисы доклада на Международной

научной конференции "Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности. Краснодар. 19-21 сентября 1994, с.157-158.

39. Шаззо А.Ю., УеатиковС.В., БахметМ.П., Чегодаева О.В. Исследование прочностных свойств риса на тензометрическом комплексе. Тезисы доклада на Международной научной конференции"Прогресссивные технологии и техника в пищевой промышленности. Краснодар. 19-21 сентября 1994, с.249-250.

40. Шаззо А.Ю. Технология производства экологически чистых крупяных продуктов. Сб. тезисов докладов на юбилейной конференции "Управление свойствами зерна в технологии муки, крупы и комбикормов". Москва, 1995, с. 6.

41. Шаззо А.Ю., УеатиковС.В. Показатель сбалансированности пищевых продуктов по аминокислотному составу. // Изв. вузов. Пищевая технология N 3-4,1995, с. 67-68.

42. Шаззо А.Ю., Усатиков С.В., БахметМ.П., Чегодаева О.В. Расчет зоны контакта зерна с абразивом и толщины среза мучки при шлифовании крупы. Межвузовский сборник научных трудов "Технология и оборудование пищевой промышленности". Краснодар, 1995, с. 84-90.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

т, V, - масса, объем и площадь поверхности зерна; / - сила давления на зерно (равнодействующая сил, действующих на зерно по нормали к поверхности) [н];

Л>={а>1 ,<а2,ш3} - вектор угловой скорости вращения зерна; 2 ={е !,е3} - вектор углового ускорения зерна; а,е-модули векторов си и е ;

й = {п,,»а,Лз} - вектор нормали к поверхности внутрь объема зерна; л - модуль вектора Я;

г = {г1,г2,г1}={х-хс,у-ус,2-гс} - радиус-вектор точек поверхности

зерна с началом координат, в центре массы С зерна;

х,у,г - исходная система координат, в которой задана поверхность

зерна;

х с,ус,2 с - координаты центра масс С зерна в системе координат

Л,Л - вектор (и его модуль) от центра масс С ортогонально вектору угловой скорости , приложенному к точке касания О абразива с зерном;

а - угол между векторами Я и Л или Я и г ;

А - угол между векторами я и Ъ ;

а, Ъ, с - длина, ширина и толщина зерна, [мкм];

р - радиус кривизны контура сечения зерна, [мкм];

т 2 - радиус кривизны абразива (средний радиус округления вершин

режущих кромок шлифовального круга), [мкм]

V - скорость шлифовального круга, [м/с]

£,, £з, V,, ^ - модули Юнга и коэффициента Пуассона зерна и абразива;

¿0,еа,п - предел упругости зерна, соответствующая ему деформация и показатель степени в законе связи между напряжениями и деформациями;

// - коэффициент трения мучки о переднюю поверхность абразива; Р - сила взаимодействия зерна и абразива [н]; А - крупность мучки, [лмем];

IV - глубина внедрения абразива в зериовку [мкм];