автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Моделирование процесса непрерывного смешивания в центробежных аппаратах на основе кинетических моделей

На правах рукописи

БЕЛОУСОВ ГРИГОРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОГО СМЕШИВАНИЯ В ЦЕНТРОБЕЖНЫХ АППАРАТАХ НА ОСНОВЕ КИНЕТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

Специальность: 05.18.12- процессы и аппараты пищевых производств

А ВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2006

Диссертация выполнена в ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Научный руководитель: к. т. н., доцент Бакин И.А.

Официальные оппоненты: д. т. н., профессор Попов A.M.

к. т. н., доцент Плотников В.А.

Ведущая организация: ГОУ ВПО Кузбасский государственный технический университет (ГУ КузГТУ)

Защита состоится « апреля 2006 г. в 1332 часов на заседании диссертационного совета К 212.089.01 при ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности по адресу: 650056 , г. Кемерово, б-р Строителей, 47, ауд. 1217.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.

Автореферат разослан « » марта 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Сегодня во многих отраслях промышленности возникает необходимость получения сложных многокомпонентных смесей сыпучих материалов (СМ) с высокой степенью однородности по объему и большой разницей в массовых долях исходных компонентов. В частности, в пищевых отраслях расширяется ассортимент сухих композиций (витаминизированные смеси, сухие напитки и т. д.). В сложившихся условиях растут требования к технике и технологии их изготовления в промышленных масштабах. Разработка новых способов смешивания и аппаратов для их осуществления напрямую связаны с теоретическими исследованиями, в частности с математическим моделированием технологических процессов, проводимых во вновь разрабатываемых смесителях. Важность таких изысканий растет с каждым годом. Это обусловлено тем, что математические модели описывают явления в целом классе аппаратов и при экспериментальной идентификации их параметров возможно прогнозирование характеристик процесса, что в итоге сокращает продолжительность дорогостоящих экспериментально-исследовательских работ.

Одним из перспективных направлений в технике и технологии является переработка сыпучих материалов, в частности, их смешивание по непрерывной схеме. Для этого необходима разработка принципиально новых конструкций смесителей непрерывного действия (СНД), способных удовлетворять требованиям технологии. В них должны быть решены следующие технические задачи: подавление случайных и регулярных «неравномерностей» подачи материала в смеситель, обеспечение интенсивного перераспределения частиц смешиваемых компонентов. Для этого необходимо осуществлять процесс смешивания в тонких или разреженных слоях с организацией направленного движения материала в рабочей камере.

Несмотря на то, что вопросам теоретического и экспериментального исследования процесса непрерывного смесеприготовления и его аппаратурного оформления посвящено большое количество работ и публикаций, такие процессы изучены гораздо меньше, чем периодические. Остается малоизученным вопрос создания многопараметрических математических моделей процессов непрерывного смешивания, решение которого позволило бы разрабатывать на основе полученных результатов эффективные смесительные агрегаты. Поэтому создание таких методик является актуальной задачей.

Пели работы. Создание общего алгоритма моделирования работы смесительного агрегата в рамках стохастического подхода с использованием уравнений кинетики массопереноса для оптимального конструирования новых центробежных аппаратов. Разработка центробежных СНД на основе теоретического исследования процесса смешивания сыпучих материалов.

Задачи исследований. В соответствии с поставленными целями в настоящей работе решались следующие основные задачи: • разработка многопараметрической математической модели на основе систе-

мы кинетических уравнений, описывающих ""ц'"и1п ГИ г рпГг"1дн пРт1°ма ап

С."------" *

о»

• исследование возможности прогнозирования эффективности процесса в центробежных смесительных аппаратах, на основе полученного математического описания, с использованием энтропийного критерия качества;

• выявление границ применимости полученной математической модели и проверка ее адекватности;

• разработка и исследование новых конструкций СНД центробежного типа с высокой эффективностью и интенсивностью процесса смешивания.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• получена математическая модели смесительного агрегата на основе уравнений кинетики массопереноса, включающая режимные и конструкционные параметры смесителя и режимные параметры дозаторов-питателей, позволяющая назначать режимы их согласованной работы.

• модифицирован энтропийный показатель качества смешивания, известный как степень идеальности смеси. Предложен новый показатель качества смеси, идентичный коэффициенту вариации, позволяющий оценивать качество многокомпонентных смесей по каждому из ингредиентов.

• разработана классификация режимов движения материала в рабочем объеме аппарата на основе полученного силового критерия, зависящего от величины силовых полей, действующих на частицы СМ.

• предложен способ расчета накопительной способности аппарата на основе установленной кинетики процесса смешивания в нем.

• проведена оценка совместного влияния режимных параметров смесительного агрегата в целом на качество готовой композиции СМ.

• математически обоснован метод последовательного разбавления при приготовлении смесей с большой разницей в долях исходных компонентов.

Практическая значимость и реализация. Разработанная математическая модель дает возможность назначать оптимальные режнмно-конструкционные параметры аппарата на стадии проектирования. Проведенные теоретические исследования позволили предложить четыре новые конструкции СНД центробежного типа, обеспечивающих более эффективный и интенсивный процесс, техническая новизна которых защищена патентами РФ на изобретение.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Процессы и аппараты пищевых производств» ГОУ ВПО КемТИПП в лекционных курсах, дипломном и курсовом проектировании при подготовке бакалавров, инженеров и магистров.

Автор защищает:

1. Математическое описание процесса непрерывного смесеприготовления в центробежных СНД на основе уравнений кинетики массопереноса;

2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния режимных и конструкционных параметров смесительного агрегата на эффективность процесса смешивания;

3. Новый энтропийный показатель качества смешивания;

4. Методику оценки режима движения материалопотоков в рабочем объеме аппарата и критерий выбора математической модели процесса;

5. Новые конструкции центробежных СНД с направленной организацией материал опотоюов .

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертации, были представлены для обсуждения на научно-практических конференциях «Новые технологии в научных исследованиях и образовании» - Кемерово: КемТИПП, 2001-2003; «Информационные недра Кузбасса» - Кемерово: КемГУ, 2001-2003; 4ой международной научно-технической конференции «Пшца. Экология. Человек.» - Москва: МГУПБ, 2001; международном симпозиуме «Федеральные и региональные аспекты государственной политики в области здорового питания» - Кемерово: КемТИПП, 2002; межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологию) - Казань: КГТУ, 2002.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 23 работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех гаав, основных выводов, списка литературы и приложений; включает 69 рисунков, 8 таблиц. Основной текст изложен на 142 страницах машинописного текста, приложения - на 3 страницах. Список литературы включает 124 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, определяются цели и задачи исследований, научная новизна, практическая ценность, апробация и другие необходимые сведения, приводится общая характеристика диссертации.

В первой главе рассмотрено состояние теории по общим вопросам смешивания сыпучих материалов. Проведена классификация существующих подходов к моделированию процесса, из которых выявлены наиболее перспективные. Проанализировано состояние современного оборудования. Представлен спектр разработанных на сегодняшний день конструкций. Выявлен перспективный тип смесителей, отличающихся высокой производительностью и интенсивностью проводимого процесса смешивания -центробежных СНД.

Во второй главе описывается теоретическое исследование процесса смешивания СМ в центробежных СНД.

В качестве меры неопределенности состава смеси принимается статистическая энтропия Н. Метод моделирования процесса смешивания основан на предположении, что конечное состояние смеси напрямую зависит от режима работы и конструкции смесительного агрегата в целом. Поэтому энтропии смеси может иметь вид некоторой математической зависимости от режимных и конструкционных параметров 0„02,...Д вида:

н(4,0г,...,0,)=-¿р, (<эх,ег,...,в,) • 1ое„ А, ■•• Д); (1)

м

где Р, - вероятность обнаружения некоторого количества частиц ¿-того компонента в пробе /я-компоненгаой смеси объемом V.

Основной задачей такого метода является определение вероятностей Р,, которые предлагается находить при помощи системы кинетических уравнений следующего общего вида:

1 = 1,от;7 = 1,и;

где р(*) - функция, задающая число частиц г'-того компонента в некоторый момент времени г в определенной у-той зоне рабочего объема смесителя; у]к -

интенсивности переходов частиц из у-той зоны в к-тую, по какому либо пути; т к - время, необходимое для перехода в /-тую зону из ¿-той. Количество уравнений в системе определяется числом т-п, где п - число возможных зон, тде под зонами понимаются такие места в рабочем объеме аппарата, переходы между которыми не равновероятны. В общем случае вид системы (3) и количество зон п будет зависеть от режима движения СМ в рабочем объеме аппарата.

Величины У1к и т]к определяются режимными и конструкционными параметрами исследуемого аппарата, а также могут включать в себя физико-механические характеристики СМ.

Выделено несколько частных случаев (/) для ¿=0, описывающих входные потоки идущие в смеситель от питателей-дозаторов:

1. рл(0 = -г), где ¿>(?-т) - дельта-функция Дирака, что соответствует импульсной подаче А кг ¡'-того компонента в смеситель;

2. р,0 (/) = Д, что соответствует постоянной подаче г'-того компонента с массовым расходом А кг/с;

3. />,0(0 = {Д) + ^1(Р{0}1{)' ВДе (А/) - среднее по времени количество материала, подаваемого в смеситель за единицу времени, <р(а>,() - некоторая периодическая функция с циклической частотой и„ В, - амплитуда этой функции.

После решения системы (2) используются только функции р1п (/). Так как рассматривается непрерывный процесс, то вероятность обнаружить некоторое число частиц г'-того компонента можно определить следующим выражением:

как отношение числа частиц /-того компонента, приходящих в зону п, к общему числу в этой зоне, за единицу времени. Для Рг(1) должно выполняться условие нормировки:

Подставляя значения Р^) в (1) получим энтропию как функцию Н((,в1,02,...,в1), которая выражает флуктуации энтропии смеси в конечной зоне локализации п в каждый момент времени, возникающей из-за временных флук-туаций величин р1п (г), образующихся в свою очередь за счет неидеального

(3)

¿/¡(0=1-

(4)

сглаживания входных пульсаций и случайного их образования в силу стохас-тичности процесса. Практический интерес представляет не сама зависимость энтропии Я от времени, а усредненная за период времени ЛТ» 2я/ю, величина, то есть:

= (5)

При выходе из СНД качество получаемого в различные моменты времени продукта главным образом будет определяться дисперсией энтропии, поэтому, по аналогии с коэффициентом вариации (неоднородности) Ус, можно ввести отношение дисперсии энтропии к ее матожиданию:

г»=щШ{т~{н)Г*; (6)

данный показатель в отличие от коэффициента неоднородности позволяет оценивать качество многокомпонентных композиций по каждому из ингредиентов.

Режим движения СМ в рабочем объеме аппарата определяет кинетику процесса, то есть структуру и направление потоков сыпучего материала во внутреннем объеме аппарата. Определение данного режима основано на определении отношения подъемной силы газодинамического сопротивления, стремящейся оторвать частицу СМ от поверхности рабочего органа, и прижимающей составляющей центробежной силы. Используя известные выражения указанных сил, и предполагая, что окружная скорость частицы на поверхности конуса будет равна скорости набегающего потока воздуха в приповерхностном слое, получен силовой критерий:

^ 4рч^соз(а/2)' ^

где С - коэффициент лобового сопротивления, рв - плотность воздуха, Я - радиус ее траектории, рн - плотность частиц, й? - их средний диаметр (дисперсность материала), а - угол раствора конуса.

Соотношение (7) является приближенным, но позволяет дать качественные оценки. Вычисление значения В.? позволяет адекватно определить кинетику процесса, и классифицировать режимы движения сыпучего материала в рабочем объеме аппарата. При значении Б«<1 (динамический режим) определяющее влияние имеют инерционные силы. Зя>1 (.газодинамический) свидетельствует о вовлечении твердой фазы в движение воздуха. В области значений {переходный) - процесс нестабилен.

Критерий & принимает различные значения для материалов, отличающихся по дисперсности. Процесс смешивания в центробежных аппаратах может сопровождаться процессом дробления и истирания частиц, что будет приводить к появлению в рабочем объеме более мелких фракций одних и тех же компонент. Поэтому разные фракции материала одного сорта будут испытывать разное силовое воздействие. Также возможно отличие режимов смешивания для компонентов, отличных по плотности частиц. Анализ графика 5л(й?,р), представленно-

го на рис. 2, показывает, что для частиц диаметром более 0,2 мм, и имеющих любую плотность в диапазоне 0,5-40 г/см3, при скорости вращения ротора 500 об/мин режим движения будет динамическим.

Режим движения частиц СМ зависит также от масштаба смесителя. На рис.3 представлена зависимость критерия Вя от радиуса траектории и диаметра частицы СМ, из анализа которой следует, что увеличение радиуса аппарата приводит к смене режима движения только для частиц с ¿<0.05 мм.

р{г/см*)

Рис 2 Зависимость критерия Д.* от размера и плотности частиц.

Рис. 3. Зависимость критерия Вх от радиуса траектории и диаметра частиц

Математическое моделирование процесса смешивания проводилось для базовой конструкции, которая представляет собой смеситель, изображенный на рис. 4; где 1 - цилиндрическая обечайка; 2 - крышка; 3 - патрубок для подачи материала; 4 - диск; 5, 6, 7 - полые усеченные конусы; 8 — выгрузные лопасти; 9 - выгрузной патрубок; 10 - пропускные окна.

Базовая конструкция СНД

Рис 5 Схема возможных рециклов

Расчет критерия Вх показал, что в данной модели СНД режим движения материалопотоков динамический. Для определения их формы были рассчитаны траектории частиц СМ методами динамики материальных точек, на основе чего выделено несколько возможных зон локализации СМ и возможных путей перехода между ними, которые представлены на рис. 5. Рассмотрена непрерывная подача двух компонентов, один из которых является ключевым (А), другой основным (В). С учетом определенных вероятных переходов частиц, система уравнений (2) для ключевого компонента, запишется в виде:

¿рА\& = А( з + вш^О/з - я,рм( О;

^ Рл2 М = "в Ал (О " ^2^2 (О!

¿Рл зМ=>ъАп(0 + УпРаЛО - ^з /МО;

= ^2аРА2 (О + + "*А<7 (О ~ ^РАЛ()'

=^5р.,(0+(О+^/>«(0+~ Х5рЛО; (8) =^6л«(0+"«А« (О+"«/МО - ^бРнбСО; аРл11<1г=-

¿Рл* (О/Л = ^58^5 (О + + ^7%РА1 (О;

где ЛГ, =у12 + V,,, +у25, Ж, = у34 + + Ы4 =у45 + ЛГ5=у56 +у58,

/У6 = + г68, ЛГ7 = у73 + у74 + + у78 . Интервалы времени « 2я/<у,, поэтому для упрощения решения ими пренебрегли. =у^(91,02,...,в1) - функции

режимных и конструкционных параметров (частоты вращения ротора, геометрических параметров рабочего органа). В первом уравнении системы (8) первое слагаемое является функцией, описывающей входной поток, идущий от дозатора-питателя, где А - постоянная составляющая производительности, - циклическая частота колебаний интенсивности питающего потока. Ввиду того, что аналитическое решение (8) представляет собой сложную и трудоемкую задачу, оно проведено численно. Аналогичный вид система уравнений (8) будет иметь и для компонента В.

Подставляя в решения (8) для рА1(и рм(0 рассчитанные значения коэффициентов V1к построены графики зависимости энтропии смеси А:В=1:20 (г)

от режимных и конструкционных параметров смесителя, представленные на рис. 6, 7, 8, 9. Для данного случая значения циклических частот питающих потоков соответственно равны: а>А=8 рад/с, (%=16 рад/с. Частота вращения ротора ш=500 об/мин. Ускорение свободного падения £=9,81 м/с1. Коэффициенты трения ¿л=0,35, кв=0,25. Относительная ширина окон в первом конусе //1=0,2, во втором - й2=0,2.

На рис. 6 пунктирной линией показана зависимость от времени пульсаций производительности дозатора-питателя, подающего в СНД компонент А. Для того же компонента сплошной линией показана зависимость колебаний числа частиц в потоке, сходящем с рабочего органа за единицу времени. Из графиков следует, что при прохождении материалом процесса переработки в рабочей камере амплитуда пульсаций на выходе из смесителя уменьшается.

Под сглаживающей способностью СНД, количественно, понимается уменьшение амплитуды пульсаций концентрации каждого из смешиваемых компонентов на выходе из аппарата, по сравнению с входными потоками. Различают сглаживающие способности по абсолютной величине Ел, и относительной - ЕК, которая определяется по следующей формуле:

где треугольные скобки указывают на среднюю разность за интервал времени Т ~ 1л! ы1. Абсолютная сглаживающая способность исследуемой конструкции СНД, имеющего указанные выше конструкционные параметры, при разной частоте вращения ротора, представлена на рис. 6.

На рис. 7 пунктирной линией показан график колебаний энтропии формируемой смеси в исследуемом СНД. Отклонение энтропии смеси от идеальной может быть объяснено тем, что в некоторые моменты времени т, когда энтропия Н растет, при пульсационной подаче исходных компонентов, соотношение величин р,„(/) становится близко к единице, то есть вероятности Р,{т) принимают значения близкие к \/т.

Рис б Графики входного и выходного потоков в исследуемом СНД

<оЛ (рад/с)

Рис 9. Влияние на энтропию смеси циклической частоты питающего потока

Рис 7 Зависимость энтропии смеси от времени на выходе из СНД Сплошной линией показана энтропия идеальной смеси

со(рад/с)

Рис 8 Зависимость средней энтропии смеси от циклической частоты вращения ротора.

Зависимость средней энтропии Н, получаемой смеси, от частоты вращения ротора представлена на рис. 8. Начиная с частоты около 20 рад/с увеличение ш должно приводить к повышению качества смеси, так как энтропия стремится к идеальной и достигает ее при значении свыше 120 рад/с. Поэтому подбор рабочей частоты вращения ш должен ограничиваться: сверху оптимальными энергозатратами на проведение процесса смешивания, снизу требованиями к качеству получаемого продукта.

Влияние изменения ширины пропускных окон во внутреннем и среднем конусах отражено на рис. 18.

Варьирование частоты пульсаций входных потоков, согласно графику, представленному на рис. 9, тоже должно приводить к соответствующему изменению величины Н. Так, при фиксированной циклической частоте пульсаций основного компонента и ¿=20 рад/с, готовая смесь достигает максимального качества только при определенных значениях частоты и а- Из графика также видно, что рост величины и л сопровождается уменьшением «размаха» кривой Н(ил) относительно линии Н^.

Расчеты показали, что увеличение а!>90о для внутреннего и среднего конусов может изменить схему потоков частиц. Результат моделирования процесса смешивания в базовой конструкции, имеющей конусы с углом раствора внутреннего и среднего конусов - 120°, с учетом измененной схемы потоков при различной скорости вращения ротора приведен на рис. 11. Для сравнения приведена кривая, отражающая тот же процесс в конструкции с углами раствора конусов - 90°. Относительная ширина пропускных окон в обоих случаях hx=20%. На рис. 12 представлены две кривые, отражающие изменение степени однородности смеси, получаемой в СНД базовой конструкции, на одной частоте вращения ротора ш=500 об/мин, для случаев с разным углом раствора конусов (указаны на рисунке), при варьировании ширины пропускных окон hx.

УяЫ

бязовяя конструкция частота вряцвм« ротара urSOOoöAam

то об/мин

Рис 11 Качество смешивания в базовом Рис 12. Качество смешивания в СНД базовой СНД с разными углами раствора конусов конструкции при увеличении пропускных окон

Для анализа накопительной способности смесителя проводилось решение системы уравнений (11) для рЛ($) = А1. Рассматривались производные по времени функций р,8(0, выражающие число частиц /-того компонента, выходящих из смесителя за единицу времени. График функции, определяющей количество готовой смеси, выходящей из аппарата за секунду, при различных режимах работы СНД, представлен на рис. 13. Достижение кривой постоянного значения 21 г/'с, соответствует выходу смесителя на стационарный режим работы. Соответственно момент времени, когда это происходит - временем выхода на стационарный режим работы геых (на рис. 13 не указано). Значения этой величины при разных параметрах представлено на рис. 19. Количество СМ накапливаемое в рабочей камере до момента времени ?вьц определено как накопительная способность аппарата М„, вычисляемая по формуле:

квнпрупия бе отрпатон

МЖА.....= (Ю)

Данный интеграл выражает площадь затушеванной криволинейной трапеции на рис. 13. Согласно определению, накопительная способность аппарата является функцией Мя то есть ее величина будет напрямую зависеть

от времени выхода на стационарный режим работы.

Для повышения сглаживающей способности рассматриваемого СНД необходимо увеличить его накопительную способность. Такое изменение должно повлиять на качество композиций получаемых в усовершенствованных конструкциях. Данная техническая задача может быть решена путем организации в рабочем объеме аппарата дополнительных обратных рециклов мате-риалопотоков. Не меняя конструкции основного рабочего органа - ротора, предлагается встроить отражатель, возвращающий часть потока, сходящего с ротора, обратно.

Принципиальная схема такой модернизированной конструкции СНД представлена на рис. 14. Отражатель 11 выполнен в виде объемной спирали Архимеда с направлением развертки против вращения ротора, что позволяет возвращать часть СМ, попавшего на него, за счет приобретенной кинетической энергии, обратно на внутренние конусы. Регулировочные винты 12 позволяют менять высоту спирали над ротором, от чего будет зависеть интенсивность обратных рециклов. Остальные позиции на рисунке 14 совпадают с указанными на рис. 4. Схема возможных рециклов материалопотоков в рабочем объеме такого аппарата приведена на рис. 15.

Рис. 13. К расчету накопительной способности исследуемого СНД

Рис 14. Исследуемый СНД с рециклирую- Рис. 15. Схема возможных прямых и общим устройством. ратных рециклов.

Для данной конструкции СНД система кинетических уравнений (2) запишется следующим образом:

ЛрА{Л = А( 3 + зт«/)/3 - (г);

dp Al M = VuPaI (0 - NiPa2 (0;

dp Ai /dt = vl3pAl (0 + v13pA-1 (t) - (/);

«ift, /dt = v24Jo^(/> + vMpA3(t) + vMpA6(t) + v„pA1(t) + v„pAg(t) - N4pA4(t); dpjdt = vlspMC) + Ам(0 + v6ipAi(t) + /MO + ^sAffiC) + v«Ae(0 +

+Vio5^m(0 - NiPAiQ)\

dpAJdt = vupAi(t)-N6pAb(f); (11)

dp„!dt = v^p^CO - N7pA1(t); dpjdt = vnpM(t) + vtspAi(t) - NtpM(t)-dpA 9 /dt = VgçArtO) + N9pA9(t); dPAio/dt = vmpA4(t) + vilBpA5(t) - Nwf>m(t); dp au! dt = vsnpAi{t) + vmpAt(t) + V91!p^(0 + vI011p^10(O; где ЛГ, = v12 + vl3 ; W2=v24+v25; N3=v3i+v36; =v45+v48+v410;

ïï5=vH0+viu-, N6=VM + v65 + v67 ; N1=v13 + v74 + v75 ; W8 = v85 + v89 + v8l, ; N9 = Vç,4 + v95 + v911; лг10 = vlos + v10U. В уравнениях данной системы были исключены tjk, поскольку для j<k, как сказано ранее, ими можно пренебречь. Расчет интервалов времени rjk для j>k в данной конструкции, и учет их при решении (11) представляет сложную отдельную задачу, и определяет результат процесса только в переходном режиме работы. Поэтому при рассмотрении стационарного режима смешивания данными величинами можно пренебречь. В исследованиях проверялось влияние степени рецикла СМ, а для решения такой задачи уравнения (11) в представленном виде с достаточной точностью удовлетворяют условию. Решение (11) проводилось численно.

На рис. 16 представлены результаты _ ,, „ , , ,

r г Рис. 16 Графики входного и выходного

анализа влияния параметра 5 на сгаажи- стоков в исследуемом СНД. вающую способность исследуемого смесителя при различных скоростях вращения ротора. На рисунке представлены результаты для одного - среднего положения отражателя. На графиках сопоставляются колебания интенсивности потоков ключевого компонента А на входе в смеситель и на выходе из рабочей камеры.

На рис. 17 кривые отражают зависимость энтропийного коэффициента вариации VH рассчитанного по формуле (6) при разной частоте вращения рабочего органа и от режимных и конструкционных па-конструкционных параметрах, указанных раметров СНД.

на рисунке. При различной конструкционной компоновке СНД увеличение скорости вращения ротора приводит к росту качества готового продукта. Сопоставление результатов расчета сглаживающей способности и эффективности исследуемого СНД выявило взаимосвязь между данными характеристиками вида Ун ~\/Ек . Из этого следует, что основной характеристикой, влияющей на эффективность процесса смешивания в каком либо СНД, является его способность подавлять входные пульсации потоков СМ от дозаторов-питателей.

Проведенные исследования влияния изменения режимных параметров на накопительную способность позволили выявить прямую зависимость вида Мн ~ ¡еых. Повышение накопительной способности аппарата положительно влияет на его сглаживающую способность. Однако, в области частот вращения ротора 01=200-^-300 об/мин, снижение Мн не приводит к уменьшению хотя при дальнейшем увеличении со прослеживается прямая пропорциональность между М„ и Ек, но не линейная. Исходя из этого можно сделать вывод о том, что сглаживающая способность некоторого аппарата может ощутимо зависеть не только от количества аккумулированного в рабочей камере СМ, и не всегда данная зависимость может иметь линейный характер.

Исследовано влияние ширины пропускных окон на результат процесса смешивания в рассматриваемом СНД двух модификаций. Смоделировано поведение изучаемого СНД в разных конструкционных компоновках при варьировании кх на всем диапазоне допустимых значений при разных частотах вращения ротора (рис. 18). В полученных для данного случая результатах также явно прослеживается зависимость вида Рис. 18. Влияние ширины пропускных Ун ~ 1/Е„ , О которой свидетельствуют окон на качество смеси в изучаемом СНД

при разной конструкционной компоновке значения данных характеристик на рис. ^

16, 17. На основании этого, обратно пропорциональная связь сглаживающей способности и эффективности смешивания с достаточной достоверностью предсказывается для других конструкций СНД. Дня центробежных аппаратов данного типа максимальной эффективности смешивания при разных конструкционных компоновках, можно добиться при /г*=10%. Ухудшение качества смеси при увеличении йрЧ 0%, в модернизированной конструкции, может быть связано со снижением интенсивности обратных рециклов на первых двух витках спирали Архимеда.

Полученные результаты, представленные на рис. 6-18, свидетельствуют о том, что увеличение количества возможных обратных рециклов и их интенсивности приводит к росту Ек, Мн и соответственно снижению общей неоднородности смеси.

В третьей главе рассмотрены вопросы аппаратурного и методологического обеспечения экспериментально-исследовательских работ. Приведено описа-

ние лабораторно-исследовательского стенда, который включает в свой состав блок дозаторов, СНД центробежного типа, блоки управления и измерительных приборов, отбора и анализа проб. Приведены характеристики материалов примененных в исследованиях. Даны формулы для обработки данных эксперимента. Описаны конструкции и принцип действия двух новых СНД центробежного типа, разработанных при непосредственном участии автора.

В четвертой главе проводится сопоставление результатов исследования совместного влияния режимных параметров дозатора и СНД на качество получаемой смеси. Сопоставление смоделированных значений коэффициента неоднородности с экспериментальными измерениями проводились при помощи двух массивов МОБЕИ, который содержит данные расчета, и ЕХРЕЯ-1 - с результатами эксперимента. Готовилась двухкомпонентная смесь А:В. Производительность дозатора ключевого компонента А - 4,5 г/с. Производительность дозатора основного компонента В варьировалась в диапазоне, указанном в табл. 1. Эксперименты проводились при следующих конструкционных параметрах: угол раствора внутреннего конуса - 100°, среднего - 65°, положение отражателя - верхнее (зазор ¿=15 мм). В качестве режимного параметра СНД варьировалась частота вращения ротора, значения которой приведены в табл.1. Результаты представлены на рис. 19.

Табл 1 Сопоставляемые расчетный и экспериментальный массивы

ЛИ MODEL-1 EXPER-1

v„,%

частота вращения ротора оз (об/мин) производительность дозатора основного компонента (г/с)

22 30 | 38 | 22 30 38

частота вращ. спирали дозато ра осн. компонента (рад/с)

16,965 22,619 28,274 16,965 22,619 28,274

289,9 8,041 6,929 6,191 2,965 2,780 2,594 2,331 2,242 2,121 8,721 7,140 6,614 2,607 2,626 2,870 3,511 2,157 2,662

565,6

841,4

Были рассчитаны коэффициенты корреляции массивов MODEL-1 и EXPER-1 поочередно по столбцам (при одинаковом значении производительности дозатора основного компонента) для выявления степени зависимости, что дало следующие результаты: R12=Q,9119, Я3о=0,9998, Д38=0,9983.

Для оценки влияния положения отражателя на качество получаемой смеси готовилась двухкомпонентная смесь А\В, производительность дозатора ключевого компонента 4,5 г/с, основного - 35 г/с. Циклические частоты вращения рабочих органов питающих устройств соответственно были равны: 0)^=25,134 рад/с, Шд=26,180 рад/с. Относительная ширина пропускных окон составляла 20%. Коэффициенты внешнего трения имели значения: kA=0,35, kf=0,25. Исследования проводились при различных частотах вращения ротора, указанных в табл. 2. Данные расчета содержит массив MODEL-2, массив EXPER-2 - эксперимента, элементы которых приведены в таблице 2. Результаты представлены на рис. 20.

Табп 2 Сопоставляемые расчетный и экспериментальный массивы.

частота MODEL-2 EXPER-2

вращения v„,% Ус ,%

ротора величина зазора между отражателем и диском ротора s (мм)

со (об/мин) 15 10 5 15 1 ю 5

381,6 4,71 4,27 3,75 4,567 4,447 4,455

473,4 3,15 2,85 2,43 2,793 2,513 2,207

568,2 2,56 2,29 1,92 2,807 2,456 2,287

744 2,39 2,12 1,73 2,368 2,152 1,799

Для выявления степени зависимости массивов МСЮЕЬ-2 и ЕХРЕЯ-2 были рассчитаны коэффициенты корреляции поочередно по столбцам (при одинаковом значении зазора между диском ротора и отражателем), что дало следующие результаты: Л15=0,9548, Л10=0,9579, Д5=0,9474.

300 «0 ЯО «0 7Ш по

Рис 19 Сопоставление расчетных кривых (сплошная, штриховая, пунктирная линии) с результатами эксперимента (о, □, 0).

400 зоо 600 700 ЛШЯ

Рис 20. Сопоставление расчетных кривых (пунктирная, штриховая, сплошная линии) с результатами эксперимента (0, о)

Разработанный подход к моделированию процесса смешивания в центробежных СНД представлен в виде алгоритма, включающего следующие действия:

1) На первом этапе необходимо определить режим движения СМ в рабочем объеме аппарата, используя проектные параметры корпуса и рабочего органа, а также некоторые характеристики СМ, которые планируется перерабатывать в проектируемом смесителе.

2) При возможном динамическом режиме движения СМ, приступить к расчету возможных траекторий движения частиц СМ в рабочем объеме смесителя методами динамики материальных точек.

3) Выделить на рабочих поверхностях возможные зоны локализации. По форме найденных траекторий составить схему вероятных материалопотоков между указанными зонами. Правильность данного действия, а именно определение количества и геометрии данных зон, в значительной степени определит результат моделирования.

4) Используя проектные параметры аппарата определить интенсивности перехода частиц СМ между зонами как их функции.

5) По полученной схеме материалопотоков составить систему кинетических уравнений, описывающую движение СМ в рабочем объеме. На основе решения которой определить энтропию смеси как функцию времени и параметров СНД.

6) Выбрать энтропийный показатель качества и на основе полученной энтропии определить данный показатель как функцию параметров смесителя. Далее провести анализ влияния вариаций параметров проектируемого смесителя на однородность продукта, который может быть получен в данном аппарате.

7) На основе проделанного анализа выявить оптимальные параметры, которые стоит использовать при изготовлении опытного образца СНД.

Проведены опытно-промышленные испытания разработанных конструкций центробежных смесителей: работающего по методу последовательного разбавления; с направленным движением газопотоков, которые показали высокую эффективность данных аппаратов при переработке широко используемых в пищевых отраслях сыпучих материалов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель на основе уравнений, описывающих кинетику процесса смешивания сыпучих материалов, позволяющая оценивать влияние режимных и конструкционных параметров СНД на его накопительную и сглаживающую способность, а также прогнозировать качество приготавливаемых композиций. Описание процессов смешивания сыпучих материалов в рамках стохастического подхода является более адекватным в силу их вероятностной природы.

2. Сформулирован новый относительный показатель качества смеси на основе статистической энтропии, идентичный коэффициенту вариации, позволяющий оценивать качество многокомпонентных смесей по каждому из компонентов.

3. Определен силовой критерий, по значению которого классифицируются режимы смешивания в центробежных аппаратах и выясняется механизм переноса частиц СМ в рабочем объеме аппарата.

4. Проведено математическое обоснование метода последовательного разбавления при смешивании композиций СМ с большой разницей концентраций исходных компонентов.

5. Разработаны новые конструкции СНД. в основу которых легли результаты теоретических исследований по определению рациональных режимно-конструкционных параметров агрегата. Установлено, что рециркуляция материалопотоков в рабочем объеме существенно улучшает качество смеси..

6. Проведена проверка разработанной математической модели на адекватность путем установления степени зависимости между массивами расчетных и экспериментальных данных с помощью коэффициентов корреляции, которые имеют значения более 0,9.

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ

Основные положения диссертации опубликованы в 23 научных работах, наиболее значимыми из них являются:

1. Иванец В.Н., Бакин И.А., Белоусов Г.Н. Энтропийный подход к оценке процесса смешивания сыпучих материалов // Хранение и переработка сельхозсы-рья, № 12,2002, - с. 16-18.

2. Иванец В.Н., Бакин И.А., Белоусов Г.Н. Критериальная оценка режимов смешивания сыпучих материалов в центробежных смесителях. // Хранение и переработка сельхозсырья, 2003, № 2, - с. 22-23.

3. ¡Макаров Ю.И., Бакин И.А., Белоусов Г.Н. Прогнозирование качества многокомпонентной смеси сыпучих материалов с использованием энтропийного показателя. // Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2005, №5. - с. 8-9.

4. Бакин И.А., Белоусов Г.Н., Саблинский А.И. Описание технологического процесса смесеприготовления в конусном смесителе. / Пища. Экология. Человек: 4 междунар. науч.-техн. конф.: Сборник материалов. -М.: МГУПБ, 2001. -с. 262.

5. Бакин И.А., Белоусов Г.Н. Критериальная оценка режимов смешивания сыпучих материалов в центробежных смесителях / Федеральные и региональные аспекты государственной политики в области здорового питания: Сб. труд, межд. симпозиума. - Кемерово, 2002.

6. Бакин И.А., Белоусов Г.Н., Саблинский А.И. Критериальная оценка силовых факторов в конусном смесителе. / Сб. науч. трудов: «Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов». - Кемерово: КемТИПП, 2001,-с. 134.

7. Бакин И.А., Белоусов Г.Н., Саблинский А.И. Классификация режимов смешивания в центробежных смесителях. / В сб.: «Технология и техника пищевых производств». - Кемерово: КемТИПП, 2003, - с. 132-136.

8. Бакин И.А., Саблинский А.И., Белоусов Г.Н. Комплексное моделирование процессов непрерывного смесеприготовления. / В сб.: «Технология и техника пищевых производств». - Кемерово: КемТИПП, 2003, - с. 137-141.

9. Патент 2216394 Россия, МПК В01 F7/26. Центробежный смеситель. / Иванец В.Н., Бакин И.А., Белоусов Г.Н., Бородулин Д.М., Волков A.C. (Россия) -Опубл. в Б. И., 2003, № 32.

10. Патент 2200055 Россия, МПК В01 F7/26. Центробежный смеситель / Иванец В.Н., Ратников С.А., Иванец Г. Е., Бородулин Д.М., Белоусов Г. Н. (Россия) - Опубл. в Б. И., 2003, № 7.

11. Патент 2220765 Россия, МПК В01 F7/26. Центробежный смеситель / Иванец В.Н, Бакин И.А., Бородулин Д.М., Винниченко М.М., Белоусов Г.Н., Авер-кин C.B. (Россия) - Опубл. 10.01.2004.

12. Патент 2191063 Россия, МПК В01 F7/26. Центробежный смеситель. / Ратников С.А., Бородулин Д.М., Иванец Г.Е., Бакин И.А., Белоусов Г.Н., Саблинский А.И. (Россия) - Опубл. в Б. И., 2002, № 29.

Подписано к печати 21.02.2006 г. Формат 60x90/16 Объем 1 п л

Тираж 70 экз Заказ №65 Отпечатано на ризографе.

ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой

промышленности, 650056, г Кемерово, б-р Строителей, 47

Отпечатано в лаборатории множительной техники

ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой

промышленности, 650010, г Кемерово, ул Красноармейская, 52

î

i

! ь H

i

I i

f

i

i i

í i

i t

XOÖG^

Введение и постановка задач исследовании.

Глава I. Методы теоретического описания и способы реализации процесса смешивании сыпучих материалов (обзор литературы).

1.1. Общие представления о процессе смешивания.

1.2. Основные направления математического моделирования процесса смешивания сыпучих материалов.

1.3. Состояние и перспективы развития современного смесительного оборудования.

1.4. Интенсификация процессов смешивания в СНД.

Выводы по главе и постановка задач исследования.

Глава И. Теоретическое исследование процесса смешивании сыпучих материалов в центробежных СНД.

2.1. Энтропия как мера неопределенности состава смеси сыпучих материалов.

2.2. Энтропийный критерий качества смесей сыпучих материалов

2.3. Метод математического моделирования процесса смешивания

2.4. Определение режима движения сыпучего материала в рабочем объеме аппарата.

2.5. Математическое моделирование процесса смешивания в трехконусном центробежном СНД.

2.5.1. Моделирование процесса смешивания в базовой конструкции.

2.5.2. Моделирование процесса смешивания в конструкции с рециклообразующим устройством.

2.6. Совместное влияние нескольких параметров смесительного агрегата на качество смеси.

2.7. Относительная эффективность смешивания.

Выводы по главе II.

Глава III. Аппаратурное и методологическое обеспечение экспериментально-исследовательских работ.

3.1. Описание лабораторно-исследовательского стенда.

3.2. Описание новых конструкций СНД центробежного типа.

3.2.1. Центробежный СНД для получения композиций с добавками жидкости.,

3.2.2. Центробежный СНД с осевым нагнетателем.

3.3. Использованные в исследованиях сыпучие материалы.

3.4. Методика определения показателя качества смешивания.

Выводы по главе Ш.

Глава IV. Сопоставление результатов исследований.

4.1. Идентификация параметров математической модели трехконусного центробежного СНД.

4.1.1. Базовой конструкции.

4.1.2. Конструкции с отражателем в виде объемной спирали Архимеда.

4.2. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных.

4.2.1. Совместное влияние режимных параметров дозатора и СНД на качество получаемой смеси.

4.2.2. Влияние положения отражателя на качество получаемой смеси.

4.3. Алгоритм моделирования процесса смешивания в центробежных СНД

Выводы по главе IV ------------------------------------—

Основные результаты работы и выводы.

Актуальность проблемы. Сегодня во многих отраслях промышленности (пищевой, химической, фармацевтической, стекольной, строительной, сельском хозяйстве и др.) возникает необходимость приготовления сложных многокомпонентных смесей сыпучих материалов (СМ) с высокой степенью однородности по объему и большой разницей в массовых долях исходных компонентов. В частности, в пищевых отраслях расширяется ассортимент сухих композиций (витаминизированные смеси, сухие неШитки и т. д.). В сложившихся условиях растут требования к технике и технологии их изготовления в промышленных масштабах. Разработка новых способов смешивания и аппаратов для их осуществления напрямую связаны с теоретическими исследованиями, в частности с математическим моделированием технологических процессов, проводимых во вновь разрабатываемых смесителях. Важность таких изысканий растет с каждым годом. Это обусловлено тем, что математические модели описывают явления в целом классе аппаратов и при экспериментальной идентификации их параметров возможно прогнозирование характеристик процесса, что в итоге сокращает продолжительность дорогостоящих экспериментально-исследовательских работ.

Одним из перспективных нафавлений в технике и технологии является переработка СМ, в частности их смешивание, по непрерывной схеме — посредством подачи компонентов в смеситель непрерывного действия (СНД) дозаторами-питателями объемного типа. Для этого необходима разработка принципиально новых конструкций смесителей, способных удовлетворять требованиям технологии. В них должны быть решены следующие технические задачи: подавление случайных и регулярных «неравномерностей» подачи материала в смеситель, обеспечение интенсивного перераспределения частиц смешиваемых компонентов. Для этого необходимо осуществлять процесс смешивания в тонких или разреженных слоях с организацией направленного движения материала. Реализация такого движения потоков СМ возможна, например, в рабочем объеме механических СНД центрббежного типа [4-11, 18, 19]. Данный класс аппаратов интересен также широкими возможностями для модернизации [25, 26].

Несмотря на то, что вопросам теоретического и экспериментального исследования процесса непрерывного смесеприготовления и его аппаратурного оформления посвящено большое количество работ и публикаций [27-39, 41, 43, 44, 47-49, 52-54, 56-75, 77, 78, 80-97 и др.], такие процессы изучены гораздо меньше, чем периодические. Остаемся малоизученным вопрос создания многопараметрических математических моделей процессов непрерывного смешивания, решение которого позволило бы разрабатывать на основе полученных результатов эффективные смесительные агрегаты. Поэтому создание таких методик, в особенности таких, на базе которых возможна разработка инженерного формализма для конструирования СНД с заданными характеристиками, является актуальной задачей.

Цели работы. Создание общего алгоритма моделирования работы смесительного агрегата в рамках стохастического подхода с использованием уравнений кинетики массопереноса для оптимального конструирования новых центробежных аппаратов. Разработка центробежных СНД на основе теоретического исследования процесса смешивания сыпучих материалов.

Задачи исследований. В соответствии с поставленными целями в настоящей работе решались следующие основные задачи:

• разработка многопараметрической математической модели на основе системы кинетических уравнений, описывающих перенос СМ в рабочем объеме аппарата;

• прогнозирование эффективности процесса в исследуемых аппаратах, на основе полученного математического описания, с использованием энтропийного критерия качества, путем подбора оптимальных режимных и конструкционных параметров;

• выявление границ применимости полученных математических моделей и проверка их адекватности; *

• разработка и исследование новых конструкций СНД центробежного типа с высокой эффективностью и интенсивностью процесса смешивания.

Научная новизна работы состоит в следующем:

• получена математическая модель смесительного агрегата на основе уравнений кинетики массопереноса, включающая режимные и конструкционные параметры смесителя и режимные параметры дозаторов-питателей, позволяющая назначать режимы их согласованной работы.

• модифицирован энтропийный показатель качества смешивания, известный как степень идеальности смсси. Предложен новый показатель качества смеси, идентичный коэффициенту вариации, позволяющий оценивать качество многокомпонентных смесей по каждому из ингредиентов.

• разработана классификация режимов движения материала в рабочем объеме аппарата на основе полученного силового критерия, зависящего от величины силовых полей, действующих на частицы СМ.

• предложен способ расчета накопительной способности аппарата на основе установленной кинетики процесса смешивания в нем.

• проведена оценка совместного влияния режимных параметров смесительного агрегата в целом на качество готовой композиции СМ.

• математически обоснован метод последовательного разбавления при приготовлении смесей с большой разницей в долях исходных компонентов.

Практическая значимость и реализация. Разработанная математическая модель дает возможность назначать оптимальные режимно-конструкционные параметры аппарата на стадии проектирования. Проведенные теоретические исследования позволили предложить четыре новых конструкции СНД центробежного типа, обеспечивающих более эффективный и интенсивный процесс, техническая новизна которых защищена патентами РФ на изобретение.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Процессы и аппараты пищевых производств» ГОУ ВПО КемТИПП в лекционных курсах, дипломном и курсовом проектировании при подготовке бакалавров, инженеров и магистров.

Автор защищает:

1. Математическое описание процесса непрерывного смесеприготовления в центробежных СНД на основе уравнений кинетики;

2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния режимных и конструкционных параметров смесительного агрегата на эффективность процесса смешивания;

3. Новый энтропийный показатель качества смешивания;

4. Методику оцецки режима движения материалопотоков в рабочем объеме аппарата и критерий выбора математической модели процесса;

5. Новые конструкции центробежных СНД с направленной организацией материалопотоков.

Апробации работы. Основные положения, изложенные в диссертации, были представлены для обсуждения на научно-практических конференциях «Новые технологии в научных исследованиях и образовании» - Кемерово: КемТИПП, 2001-2003; «Информационные недра Кузбасса» - Кемерово: Кем ГУ, 2001-2003; 4°" международной научно-технической конференции «Пища. Экология. Человек.» - Москва: МГУПБ, 2001; международном симпозиуме «Федеральные и региональные аспекты государственной политики в области здорового питания» - Кемерово: КемТИПП, 2002; межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологии» - Казань: КГТУ, 2002.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель на основе уравнений, описывающих кинетику процесса смешивания сыпучих материалов, позволяющая оценивать влияние режимных и конструкционных параметров СНД па его накопительную и сглаживающую способность, а также прогнозировать качество приготавливаемых композиций. Описание процессов смешивания сыпучих материалов в рамках стохастического подхода является более адекватным в силу их вероятностной природы.

2. Сформулирован новый относительный показатель качества смеси на основе статистической энтропии, идентичный коэффициенту вариации, позволяющий оценивать качество многокомпонентных смесей по каждому из компонентов.

3. Определен силовой критерий, по значению которого классифицируются режимы смешивания в центробежных аппаратах и выясняется механизм переноса частиц СМ в рабочем объеме аппарата.

4. Проведено математическое обоснование метода последовательного разбавления при смешивании композиций СМ с большой разницей концентраций исходных компонентов.

5. Разработаны новые конструкции СНД, в основу которых легли результаты теоретических исследований по определению рациональных режимно-конструкционных параметров агрегата. Установлено, что рециркуляция мате-риалонотоков в рабочем объеме существенно улучшает качество смеси.

6. Проведена проверка разработанной математической модели на адекватность путем установления степени зависимости между массивами расчетных и экспериментальных данных с помощью коэффициентов корреляции, которые имеют значения более 0,9.

131

1. А. с. 1162471 СССР. Барабанный смеситель. / Макевнин М. П., Першин В. Ф., Свиридов М. М. (СССР) - Опубл. в Б. И., 1985, № 23.

2. А. с. 1263332 СССР. Барабанный смеситель непрерывного действия. / Сидоров В. Н., Зайцев А. И. и др. (СССР) Опубл. в Б. И., 1986, № 38.

3. А. с. 1242223 СССР. Барабанный смеситель для сыпучих материалов. / Вознесенский Л. И. и др. (СССР) Опубл. в Б. И., 1986, № 25.

4. А. с. 92181 СССР, МКИ В01 Р7/26. Устройство для непрерывного смешивания мелкодисперсных материалов. / Ластовцев А.М. (СССР) Опубл. в Б.И, 1950, №13.

5. А.с. 1546120 СССР, МКИ В 01 Р 7/26 Центробежный смеситель порошкообразных материалов. / Соломатин Г.Г. (СССР) 4377628/23-26, Опубл. В Б.И., 1990, Бюл.№8.

6. А. с. 2132725 Россия, МКИ В01 Р7/28. Центробежный смеситель порошкообразных материалов. / Пындак ВЛИ., Соломатин Г. Г., Рязанкин И. Ф. (Россия) -Опубл. в Б. И., 1998, №32.

7. А. с. 2149681 Россия, МКИ В01 Р7/28. Центробежный смеситель порошкообразных материалов. / Соломатин Г. Г., Пындак В.И. (Россия) Опубл. 05.2000.

8. А. с. 1150014.СССР, МКИ В01 Р7/26. Центробежный смеситель непрерывного действия. / Бурмистенков А. П., Белая Т. Я., Корзун В. В. (СССР) Опубл. в Б. И, 1985, № 14.

9. А. с. 2132725 Россия, МКИ В01 VI/26. Центробежный смеситель. / Иванец В. Н., Бакин И. А., Федосенков Б. А. (Россия) Опубл. в Б. И., 1999, № 19.

10. А. с. 673308 СССР, МКИ В01 Р11/00. Центробежный смеситель. / Литвинов А. А., Гридпев Ю. Г., Металышков И. М., Диденко Д. II. (СССР) Опубл. в Б. И., 1979, №26.

11. А. с. 1278239 СССР, МКИ В01 VI126. Центробежный смеситель. / Куроч-кин А. С., Иванец В. И., Коршиков 10. А. и др. (СССР) Опубл. в Б. И., 1986, №132

12. А. с. 1345413 СССР. Смеситель сыпучих материалов. / Курочкии А. С.,

13. Иванец В. Н. и др. (СССР) 1987, ДСП.

14. А. е. .1499831 СССР, МКИ В01Р 11/00. Вибрационный смеситель. / Иванец Г. Е., Макаров 10. И. и др. (СССР) Опубл. в Б. И., 1989, № 29.

15. А. с. 1716697 СССР, МКИ В01Р 11/00. Вибрационный смеситель. / Шуш-пашшков А. Б., Иванец В. Н. и др. (СССР) Опубл. в Б. И., 1992.

16. А. с. 919720 СССР, МКИ В01Р 11/00. Вибрационный смеситель. / Иванец• В. И., Плотников В. А., Еремин А. Т. (СССР) Опубл. в Б. И., 1982, № 14.

17. А. с. 1472110 СССР, МКИ В01Р 11/00. Вибрационный смеситель. / Суле-ин Г. С., Иванец Г. Е. и др. (СССР) Опубл. в Б. И., 1989, № 14.

18. А. с. 1793956 СССР, МКИ В01Р 11/00. Вибрационный смеситель. / Шуш-панников А. Б., Иванец В. И. и др. (СССР) Опубл. в Б. И., 1993, № 5.

19. А. с. 906613 СССР, МКИ В01Р 19/18. Устройство для непрерывного измельчения и смешивания сыпучих материалов.

20. А. с. 812332 СССР, МКИ В01Р 13/08. Смеситель непрерывного действия.•• ••

21. А. с. 179606 СССР, МКИ В02Р. Смеситель. / Гвоздев В. Д., Фомичев А.Г.,

22. Пеньковский С. С., Буланов В. А. (СССР).1 23. А. с. 1064144 СССР. Шнековый дозатор. / Иванец В. И., Крохалев А. А.,

23. Сулеин Г. С. и др. (СССР) Опубл. в Б. И., 1983, № 46.

24. А. с. 1061030 СССР. Устройство для измерения концентрации ферромагнитных веществ."/ Судаков В. И., Иванец В. И., Курочкин А. С. и др. (СССР) -Опубл. в Б. И., 1983, №43.

25. Патент 2191063 Россия, МПК В01 Р7/26. Центробежный смеситель. / Ратников С. А., Бородулин Д. М., Иванец Г. Е., Бакин И. А., Белоусов Г. И., Саб-линский А. И. (Россия) Опубл. в Б. И., 2002, № 29.

26. Патент 2216394 Россия, МПК В01 Р7/26. Центробежный смеситель. / Ивапец В. II., Бакин И. А., Белоусов Г. П., Бородулин Д. М., Волков А. С. (Россия) Опубл. в Б. И., 2003, № 32.

27. Александровский А. А. Исследование процесса смешения и разработка аппаратуры для приготовления композиций, содержащих твердую фазу. Авто-реф. дисс. докт. тех. наук. Казань: КХТИ, 1977.

28. Арутюнов С. Ю. Моделирование и оптимизация процесса измельчения зернистых материалов. Автореф. дисс. канд. тех. наук. М., 1982, - с. 24.

29. Арутюнов С. 10., Дорохов И. И. Системный анализ процессов измельчения и смешения сыпучих материалов. / В сб. Тезисы докладов I Всесоюзной конференции «КХТП 1». - М., 1984, - с. 47.

30. Ахмадиев Ф Г. Моделирование кинетики процессов смешения композиций, содержащих твердую фазу. // Изв. ВУЗов: Химия и химическая технология, 1984, т. 27, №9,-с. 1087-1098.

31. Ахмадиев Ф Г., Александровский А. А., Дорохов И. И. О моделировании процесса массообмена с учетом флуктуаций физико-химических параметров. // Инженерно-физический журнал, 1,982, т. 43, № 2, с. 274.

32. Ахмадиев Ф Г. Исследование процесса смешения композиций, содержащих твердую фазу, в ротационном смесителе. Автореф. дисс. канд. тех. наук. -Казань: КХТИ, 1975, с. 24.

33. Ахмадиев Ф Г., Александровский А. А. Моделирование и реализация способов приготовления смесей. // Журн. ВХО им. Менделеева, 1988, т. 33, № 4,-с. 448-453.

34. Ахмадиев Ф Г., Александровский А. А. Современное состояние и проблемы математического моделирования процессов смешения сыпучих материалов. / В сб. «Интенсификация процессов механической переработки сыпучих материалов». Иваново: ИХТИ, 1987, - с. 3-6.

35. Багринцев И. И., Лебедев Л.,М., Филин В. Я. Смесительное оборудование для сыпучих и пастообразных материалов: обзорная информация. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1986. - 35 с.

36. Баканов М. В. Разработка и исследование непрерывнодействующего смесительного агрегата вибрационного типа для получения комбинированных прог дуктов питания. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 2001, - 224 с.

37. Бакин И. А. Разработка смесительного агрегата для переработки сыпучих материалов с небольшими добавками жидкости. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 1998, - 214 с.

38. Бакин И. А., Саблинский А. И., Белоусов Г. Н. Комплексное моделирование процессов непрерывного смесеприготовления. / В сб.: «Технология и техника пищевых производств». Кемерово: КемТИПП, 2003, - с. 137.

39. Балакирев В. С., Дудников Е. Г., Цирлин А. М Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления. -М.: «Энергия», 1967.

40. Баранцева Е. А. Исследование процессов непрерывного смешения сыпучих материалов и разработка метода их расчета на основе теории цепей Маркова. Дисс. канд. техн. наук. Иваново: ИГЭУ, 2003, - 108 с.

41. Батунер JT. М., Позин М. Е. Математические методы в химической технике.-J1.: «Химия», 1979.

42. Богданов В. В., Торнер Р. В., Регер Э. О. Смешивание полимеров. J1.: «Химия», 1979,-499 с.

43. Бородулин Д. М. Разработка и исследование непрерывнодействующего смесительного агрегата центробежного типа для получения сухих комбинированных продуктов. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 2003, - 231 с.

44. Видинеев 10. Д. Дозаторы непрерывного действия. М.: «Энергия», 1981, - 273 с.

45. Видинеев 10. Д. Современные методы оценки качества непрерывного дозирования. //Журн. ВХО им. Менделеева, 1988, т. 33, № 4, с. 397-404.

46. Волков А. С. Разработка исследование непрерывнодействующего смесительного агрегата с направленной организацией движения материальных и воздушных потоков для получения сухих комбинированных продуктов. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 2005.

47. Гарбузова С. Ю. Разработка непрерывнодействующего смесительного агрегата для переработки сыпучих материалов. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 1996.

48. Генералов М. Б. Механика твердых дисперсных сред в процессах химической технологии. Калуга: Изд. И. Бочкаревой, 2002. - 592 с.

49. Гончаров Б. Ф. Подготовка шихтовых материалов к доменной плавке. -М.: «Металлургия», 1967.

50. Гордеев J1. С. и др. Анализ структуры потоков в каскаде аппаратов идеального смешения с дополнительным потоком в каждый аппарат. // Изв. ВУЗов: Химия и химическая технология, 1981, т. 24, № 4, с. 503-509.

51. Деревякин Н. А., Попов А. А. Новые конструкции вихревых аппаратов для переработки сыпучих материалов. / В сб. «Интенсификация процессов механической переработки сыпучих материалов». Иваново: ИХТИ, 1987, - с. 1013.

52. Джинджихадзе С. Р., Макаров 10. И., Цирлин А. М. Структурный подход к анализу процесса смешения сыпучих материалов в циркуляционных смесительных аппаратах. // ТОХТ, 1975, № 3, с. 425-429.

53. Дик И. Г., Матвиенко О. В., Неессе Т. Моделирование гидродинамики и сепарации в гидроциклоне. // ТОХТ, 2000, т. 34, № 5, с. 478-488.

54. Жуков А. Н. Разработка непрерывнодействующего смесительного агрегата и исследование процесса приготовления сухих смесей при высоких соотношениях смешиваемых компонентов. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: Кем-ТИПП, 2004, - 232 с.

55. Зайцев А. И., Бытев О. Д., Сидоров В. Н. Теория и практика переработки сыпучих материалов. // Жури. ВХО им. Менделеева, 1988, т. 33, № 4, с. 390395.

56. Зверев В. П. Разработка циркуляционных смесителей центробежного типа для получения комбинированных продуктов. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 20*03, - 189 с.

57. Зимин А. Ф. К расчету основных параметров машин для диспергирующего смешивания, оснащенных установленными в наклонной плоскости лезвийными рабочими органами. // Хранение и переработка ссльхозсырья, 1998, № 5.

58. Иванец В. Н. Интенсификация процесса смешивания высокодисперсных материалов направленной организацией потоков. Автореф. дисс. докт. тех. наук. Одесса: ОТИПП, 1989, - 32 с.

59. Иванец В. II. Смесители порошкообразных материалов для витаминизации пищевых и кормовых продуктов. // Изв. ВУЗов: Пищевая технология, 1988, №1,-с. 89-97.

60. Иванец В. И., Бакин И. А. Влияние конструктивных особенностей центробежного смесителя на его динамические параметры. / Тезисы межд. науч.-техн. конф. «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности», Воронеж, 1997, - с. 45.

61. Иванец В.Н., Бакин И.А., Белоусов Г.Н. Энтропийный подход к оценке процесса смешивания сыпучих материалов // Хранение и переработка сельхоз-сырья, № 12, 2002, с. 16-18.

62. Иванец В. Н., Бакин И. А., Белоусов Г. Н. Критериальная оценка режимов смешивания сыпучих материалов в центробежных смесителях. // Хранение и переработка сельхозсырья, 2003, № 2, с. 22-23.

63. Иванец В. II., Батурина С. И., Бакин И. А. разработка технологический стадий смешения при получении материалов с заданными качественными характеристиками. / В сб. «КемТИПП 25 лет: достижения, проблемы, перспективы. Кемерово, 1998, ч. 2. - с. 13-19.

64. Иванец В.II., Коршиков 10. А., Иванец Г.Е. Прогнозирование качества смеси в вибрационном смесителе с рециклом. / В сб. «Интенсификация процессов механической переработки сыпучих материалов». Иваново: ИХТИ, 1987, -с. 6-10.

65. Иванец В. Н., Федосенков Б. А. Методы моделирования процессов смешивания дисперсных материалов при непрерывной и дискретной загрузке смесительного агрегата. // Изв. ВУЗов: Пищевая технология, 1988, № 5, с. 68.

66. Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. Изд. 3-е пер. и доп. М.: «Химия», 1976, - 464 с.

67. Кафаров В.В., Александровский А. А., Дорохов И. Н., Эмих Л. А. Кинетика смешения бинарных композиций, содержащих твердую фазу. // ТОХТ, 1976, т. 10, № 1, — с. 149-152.

68. Кафаров В. В., Дорохов И. Н., Арутюнов С. Ю. Состояние и перспективы комплексных системных исследований процессов измельчения сыпучих материалов. . // Журн. ВХО им. Менделеева, 1988, т. 33, № 4, с. 362-373.

69. Кафаров В. В., Дорохов И. П., Арутюнов С. Ю. Системный анализ процессов химической технологии. Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов. М.: «Наука», 1985, - 440 с.

70. Кафаров В. В., Иванов В. А., Бродский С. Я. Рециклические процессы в химической технологии. / В кн.: Итоги науки и техники. Процессы и аппараты химической технологии. М., ВИНИТИ, 1982, т. 10, - с. 87.

71. Кафаров В. В., Перов В. Л., Мешалкин В. Г. Принципы математического моделирования химико-технологических систем. М.: «Химия», 1974, - 344 с.

72. Кемпбелл Д. П. Динамика*процессов в химической технологии. М.: «Госхимиздат», 1962.

73. Колмогоров А. Н. ДАН СССР, 1959, т. 124, - с. 754.

74. Кортиков 10. А. Разработка и исследование барабанного смесителя непрерывного действия для переработки сыпучих пищевых материалов. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 1996, - 187 с.

75. Кротов Б. С., Багринцев И. И., Завальный А. II., Ревенко С. А. Новая конструкция гравитационного смесителя. // «Химическое и нефтяное машиностроение», 1976, №2, с. 41.

76. Левеншпиль О. Инженерное оформление химических процессов (пер. сангл.). М.: «Химия», 1969, - 621 с.•• ••

77. Макаров Ю. И. Основы расчета процессов смешения сыпучих материалов. Исследование и разработка смесительных аппаратов. Автореф. дисс. докт. тех. наук. М.: МИХМ, 1975.

78. Макаров Ю. И. Проблемы смешивания сыпучих материалов. // Жури. ВХО им. Менделеева, 1988, т. 33, № 4, с. 384-389.

79. Макаров Ю: И. Аппараты для смешения сыпучих материалов. М.: «Машиностроение», 1973, - 216 с.

80. Макаров Ю. И. Энтропийные оценки качества смешивания сыпучих материалов. / В сб.: «Процессы и аппараты химической техники. Системно-информационный подход.» М.: МИХМ, 1977, - с. 143-148.

81. Макаров Ю. И., Бакин И. А., Белоусов Г. Н. Прогнозирование качества многокомпонентной смеси сыпучих материалов с использованием энтропийного показателя. // Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2005, №5, с. 89.

82. Макаров Ю. И., Зайцев А. И. Новые типы машин и аппаратов для переработки сыпучих материалов. М.: МИХМ, 1982. - 75 с.

83. Матвеев Ю.-А. Разработка вибрационного смесительного агрегата с направленной организацией материальных потоков для получения комбинированных продуктов. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 2001, - 232 с.

84. Мачихин С. А., Кулмырзаев А. А. Теоретический анализ и метод расчета смесителя с вращательным потоком перемешиваемых компонентов. // Хранение и переработка сельхозсырья, 1998, № 5, с. 7.

85. Нагиев М. Ф. Теория рециркуляции и повышение оптимальности химических процессов. М.: «Наука», 1970,-265 с.

86. Назимов А. С. Разработка теоретических и экспериментальных аспектов непрерывного смесеприготовления в условиях управляемого процесса дозирования. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 2004, - 190 с.

87. Непомнящий Е. А. // ТОХТ, 1973, т. 7, № 5, с. 754-763.

88. Новобратский В. Л. Теоретическое. и экспериментальное исследование процесса непрерывного смешивания сыпучих материалов в лопастном каскадном смесителе. Дисс. канд. техн. наук. -М.: МИХМ, 1971.

89. Оборудование для измельчения, смешения, подачи и дозирования на выставке «Химия-70». М., 1971.

90. Плотников В. А. Разработка и исследование новых смесительных агрегатов непрерывного действия мелкодисперсных твердых материалов. Дисс. канд. техн. наук. М.: МИХМ, 1981.

91. Плотников В. А., Иванец В.Н., Макаров 10. И. Определение динамических характеристик непрерывнодействующего барабанного смесителя с конусными вставками. / КузПИ. Сб. науч. трудов «Химия и химическая технология» № 69, Кемерово, 1974, - с. 59.

92. Ратников С. А. Разработка и исследование непрерывнодействующего смесительного агрегата центробежного типа для получения сухих и увлажненных комбинированных продуктов. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 2001, - 204 с.

93. Рогинский Г. А. ДозированЙе сыпучих материалов. М.: «Химия», 1978, -с. 176. .

94. Саблинский А. И. Разработка и исследование непрерывнодействующего смесеприготовительного агрегата на основе теории марковских процессов. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 2004, - 164 с.140

95. Соболь И. М. Численные методы Монте-Карло. М.: «Наука», 1973.

96. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с. мешалками (пер. с польского). Под ред. И. А. Шупляка. Л.: «Химия», 1975, - 354 с.

97. Тимашев В. В., Сулименко Л. М., Альбац Б. С. Агломерация порошкообразных силикатных материалов. М.: «Стройиздат», 1978.

98. Урьев Н. Б. Физико-химическая механика в технологии дисперсных систем. М.: «Знание», - с. 64.

99. Федоренко И. Я., Кулинич А. Н., Александров И. 10. Теория смешения гетерогенных систем. // Хранение и переработка сельхозсырья, 2000, № 10, с. 16-18.

100. Федосенков Б. А. Разработка технологических способов и исследование процессов приготовления сухих пищевых композиций в смесительных агрегатах непрерывного действия. Дисс. канд. техн. наук. Кемерово: КемТИПП, 1996,-242 с.

101. Хакен Г. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным системам (пер. с англ.). -М.: «Мир», 1991.-240 с.

102. Хармут X. Применение методов теории информации в физике. М.: «Мир», 1989.-328 с.

103. Хартли Р. Передача информации. Теория информации и ее приложение, (пер. с англ.) М.: Физматгиз, 1959. - 200 с.

104. Чувпило А. В. Новое в технике приготовления порошковых смесей. -М.: ВНИЭМ, 1961, с. 45-52.

105. Шеннон К. Математическая теория связи. М.: Изд. «Иностранная литература», 1963,- 121 с.

106. Штербачек 3., Тауск П. В кн.: Перемешивание в химической промышленности. -Л.: «Госхимиздат», 1963, с. 416.

107. Шупов Л.-П. Математические модели усреднения. М.: «Недра», 1978, -255 с.

108. Ashton М. D. Valentine F. Н. The Mixing of Powders and Particles in Industrial Mixers. // Trans. Inst. Chem. Eng., 1966, v. 44, # 5, p. 314.

109. Bourn I. R. Some Statistical Relationships for Powder Mixtures. // Trans. Inst. Chem. Eng., 1965, v. 43, # 191, pp. 198-200.

110. Coulson I. M., Maitra N. K. The mixing of Solid Particles. // Ind. Chem., 1950, v. 26, #55,-p. 73.

111. Danckwerts P. V. Continuous flow systems. / Chemical Engineering Science, vol. 2, 1953.

112. Lacey P. M. Development in the Theory of Particle Mixing. // J. Appl. Chem., 1954, v. 4,-p. 154.

113. Michaels A. S., Puzinauskas V. Evaluating Performance Characteristics of Mechanical Mixing Processes. // Chem. Eng. Progr., 1954, v. 50, # 12, p. 604;

114. Otake T., Kitaoka H., Tone S. Mixing of Solid Particles in a Cylindrical Tank Equipped with Paddle-Type Impellers. // "Kagaku Kogaku", 1961, v. 25, # 3, -pp. 178-186.

115. Oyama Y., Ayaki K. Studies on the Mixing of Particulate Solids. // "Kagaku Kogaku", 1956, v. 20, # 6, p. 148.

116. Rose H. E. Suggested Equation Relating to the Mixing of Powders and Its Application to the Study of the Performance of Certain Types of Machines. // Trans. Inst. Chem. Eng., 1957, v. 37, # 4, p. 47.

117. Rose H. E., Robinson D. I. The Application of the Digital Computers to the Study of Some Problems in the Mixing of Powders. / Appl. Ind. Chem. Eng.-Inst. Chem. Engrs. Symposium Ser., # 106, London, Inst. Chem. Engrs., 1965.

118. Smith I. C. Mixing chemicals with Soil. // Ind. Eng. Chem., 1955, v. 47, -p. 2240.

119. Yano T., Alaya T., Terashita K. Digital Simulation of the Mixing of Powders. / Presented at 34-th Annual Meeting of the Soc. of Chem. Engrs., April, 1969.

120. Yano T., Kanise I., Sand V. Influence of Particle Size of Powder on Mixing Degree and Mixing Speed in Several Types of Mixers. // "Kagaku Kogaku", 1959, v. 23,-p. 30.

121. Weidembaum S. S., Bonilla C. F. A Fundamental Study of the Mixing of Particulate Solids. // Chem. Eng. Progr., 1955, v. 51, # 1, p. 27.1. УТВЕРЖДАЮ»1. Генеральный директорф. Юстратов В. П.1. АКТ1. Умшянов В. И.1. ОТМАШ»

122. Шпытаний центробежного смесителя непрерывного действия с перфорированным ротором в производстве сухих мучных смесей дляприготовления блинов.

123. Провела испытания центробежного смесителя непрерывного дейсгвия с перфорированным ротором на компонентах, входящих в рецептуру производства сухой мучной смеси для приготовления блинов в период с 7 по 17 июня 2005 г.

124. В результате испытаний комиссия установила следующие;

125. Раздел 1. Данные и результаты испытаний.

126. Изготавливались сухие мучные смеси согласно приведенной рецептуре.