автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.02, диссертация на тему:Научно-практические основы технологий сортовых помолов пшеницы



^^ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

> ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

На правах рукописи

ВАШКЕВИЧ Валерий Васильевич

УДК 664.71-11.001.51(043.3)

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЙ СОРТОВЫХ ПОМОЛОВ ПШЕНИЦЫ (РАЗМОЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ)

Специальность 05.18.02 - Технология зерновых, бобовых,

крупяных продуктов и комбикормов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Барнаул 1995

Работа выполнена на кафедре технологии хранения переработки зерна Алтайского государственного техничеа университета им. И.И.Ползунова

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор МЕЛЬНИКОВ Е.М. доктор технических наук, профессор ЦЫБИКОВА Г.Ц. доктор технических наук, профессор ЗЛОЧЕВСКИЙ В.Л.

Ведущая организация: Барнаульское ТОО "Мельница"

Защита состоится " о^Л 1995 г. в /0 ча

на заседании диссертационного Совета Д 063.51.01 Московской Государственной Академии пищевых производств адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, 11

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАПП.

Автореферат разослан " 3О" 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, к.т.н., доцент

И.В.Аржанова

ANNOTATION

In the given paper the scientife and practical foundation of the wheat grade griding technologies are developed on the basis of the system approach principles* the analysis and the phenomenological knowledge of the processes taking place under breaking, grading and inriching the intermediate products. The model of the technological processes inccluding the logically connected models are defeloped on this base:

- models of the formation of structural schemes of' all stages of the technological process;

- models of calculation of aperture sieve size in the break purifier sieving and grinding processes and sending their values according to the groups of purifiers sieves and layers of the purifiers siveson all systems of the the technological processes;

. - models of calculation of the quantitative and quantitative balances of all technological processes stagesof the wheat grade grinding.

Algorithms to the set up of the estimation programme of all stages of technological wheat grade grinding are done on the base of mathematical models.

Актуальность проблемы. В мукомольной промышленности подавляющего большинства стран, в том числе и России, основным видом помолов являются сложные сортовые помолы пшеницы для производства муки разных сортов.

Известно, что технологический процесс производства муки является многофакторным. Таких факторов больше ста. Прогнозировать комплексное влияние такого количества факторов на результаты работы мельзавода экспериментальным путем практически невозможно. В то же время отсутствие теории технологического процесса затрудняет разработку его достоверной модели. Поэтому в настоящее время на мельзаводах ПЭВМ не применяются в качестве советчика технолога при принятии им технологических решений.

В настоящее время накоплен значительный научно-практический материал в области технологий сортовых помолов пшеницы. Поэтому обобщения, направленные на разработку научно-практических основ указанных технологий, представляют крупную и актуальную проблему, имеющую важное практическое значение.

Цель работы. Разработка достоверной, научно обоснованной, комплексной информационной модели технологического процесса, которая позволила бы использовать ее при проектировании технологических схем мельзаводов любой . производительности, как АРМ (автоматизированное рабочее место) технолога любого конкретного мельзавода, для исследования влияния различных входных параметров на промежуточные и конечные результаты работы мельзавода, для обучения учащихся, студентов и специалистов, повышающих квалификацию.

Задачи исследований. На основе системного "подхода к моделированию и системного анализа необходимо решить следующие задачи:

- провести декомпозицию технологических схем на модули драного, ситовеечного, шлифовочного и размольного процессов, и сформировать пакеты модулей этих процессов для отражения всего многообразия структур технологических схем помолов пшеницы;

- сформированные пакеты модулей у этапов технологического процесса взаимоувязать в единые технологические схемы;

- разработать модель расчета размеров отверстий' сит и алгоритм адресации их по группам сит рассевов и ярусам сит ситовеечных машин всех систем;

- разработать модель расчета количественно-качественного баланса технологического процесса;

- провести тестовую проверку модели т/Г проверить ее адекватность реальному объекту;

наметить пути совершенствования моделирования технологических процессов.

■ Научная новизна. На основе принципов системного подхода и анализа, экспериментальных исследований, а также на основе известных и феноменологических „ представлений о процессах, происходящих при измельчении, сортировании и обогащении соответствующих продуктов, разработана научно обоснованная и достоверная комплексная информационная модель технологического процесса, позволяющая учитывать и прогнозировать влияние управляющих факторов на выбор конкретной технологической схемы, на подбор параметров рабочих органов рассевов и ситовеечных машин, а также на выход и зольность получаемых крупок, дунстов и готовой продукции. Комплексная информационная модель технологического процесса позволяет управлять количественно-качественными показателями и способствует увеличению выхода готовой продукции и улучшению ее качества.*

В целях дальнейшего совершенствования моделирования технологических процессов разработана математическая модель формирования гранулометрического состава при измельчении различных материалов.

Практическая значимость работы заключается в применении результатов аналитических и теоретических исследований при разработке и внедрении . высокоэффективного программного обеспечения в учебный процесс, проектные организации, в промышленность.

Программное обеспечение "Исследование драного процесса на модели" внедрено в учебный процесс АлтГТУ и используется при проведении лабораторных занятий, в курсовом и дипломном проектировании в течение 1993, 1994 и 1995 г.г.

Модель и программа расчета были использованы при проектировании мельзавода производительностью 120 т/сутки для совхоза "Сигнал" Завьяловского района Алтайского края и при проведении экспертизы . технологической части проекта техперевооружения размольного отделения мельницы АОЗТ Челябинский КХП им. Григоровича.

По материалам диссертации получено 9 авторских свидетельств и патентов Российской Федерации. Аналитические и теоретические разработки могут быть использованы при совершенствовании имеющихся и разработке новых технологий переработки зерна пшеницы.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях АлтГТУ с 1975 по 1995 г., на расширенных заседаниях кафедры ТХПЗ АлтГТУ, на расширенных заседаниях кафедры ТЕЗ МГАПП, на ученых

Советах АлтГТУ, в Сибирском филиале ВНИИЗерна.

*

Публикации. Основные научные положения диссертации содержатся в 59 опубликованных работах, в том числе в 2 монографиях, 45 статьях и 9 авторских свидетельствах и патентах на изобретения.

Объем диссертации. Общий объем диссертации 366 страниц, она состоит из введения, 9 глав, выводов, списка использованных источников и 4 приложений. Диссертация содержит 33 рисунка, 89 таблиц, список литературы содержит 239 наименований, приложения представлены на - 54 страницах.

• 2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Существующие модели этапов технологического процесса

Основная задача моделирования технологического процесса заключается в достоверном прогнозе количественно-качественных характеристик всего процесса и его этапов.

Ранее разрабатывались модели систем ''драного процесса К.Т.Мерко, Н.В.Остапчуком, В.В.Дыбской, А.Бекбаевым, С.Л.Попковым, Л.Н.Маркиной, в работах Сибирского филиала ВНИИЗ.

Анализ моделей перечисленных авторов показал, что, моделировалось в основном не более трех первых драных систем,

эти модели не учитывают качественные показатели зерна на входе и не определяют качественных показателей потоков продуктов и готовой продукции, а также не учитывают важнейшие управляющие переменные, например, размеры отверстий сит в рассевах. Следует отметить, что модели всех перечисленных авторов статистические, главные недостатки которых:

- малая надежность полученных моделей для других условий;

- отсутствие базы для разработки моделей ситовеечного, шлифовочного и тем более размольного процессов.

Все ранее разработанные модели не испытывались на выполнение технологических тестов.

Таким образом, представленный обзор литературы подтверждает правильность выбора вышеизложенных - задач настоящего исследования.

2.2. Технологические тесты для общей оценки модели технологического процесса

В любом технологическом процессе обязательно имеются закономерности, которые должны выполняться в любых условиях его протекания. В работе на основе известных закономерностей технологических " процессов всех помолов пшеницы и ржи сформулированы тесты общей оценки модели.

1. На любой системе технологического процесса, чем мельче полученный продукт, тем ниже его зольность.

2. Любая система технологического процесса работает более эффективно, если на нее поступает продукт однородный по крупности и качеству.-

3. В пределах драного процесса качество извлеченных продуктов одинаковой крупности ухудшается к концу процесса.

4. Чем меньше биение размалывающих вальцов, тем ниже зольность извлекаемых продуктов.

5. Чем больше размеры отверстий сита, тем больше отбирается проходовой фракции и меньше сходовой.

6. С увеличением влажности зерна перед первой драной системой качество круподунстовых продуктов и муки улучшается.

7. В -ситовеечном процессе при всех прочих равных условиях,

чем больше расход воздуха, тем больше получают сходового продукта с более низкой зольностью.

Если разработанная модель не .выполняет хотя бы один из тестов, то она не пригодна для практического использования.

3. ДРАНОЙ ПРОЦЕСС

Драной процесс состоит из нескольких систем, из которых каждая последующая система перерабатывает сходовой продукт предыдущей. Следует отметить, что все исследователи выделяют процесс сортирования крупок и ' ^дунстов в отдельный самостоятельный процесс.

По нашему мнению, система драного процесса должйа включать две обязательные операции: измельчение и сортирование, при этом, если просеивание проводится в два или более этапов, то эта совокупность просеивающих машин относится к данной драной системе.

3.1. Выбор входных параметров драного процесса

Входные параметры драного процесса выбраны на основании экспертных оценок специалистов практиков Алтайского края, г.Новосибирска, г.Челябинска, г.Рыбинска, , г.Ижевска,

г.Иркутска, Казахстана и разделены на пять групп:

- параметры перерабатываемого сырья, это влажность зерна на I драной системе, его зольность и стекловидность, размеры зерна и глубина бороздки, зольность эндосперма;

- параметры, влияющие на структуру драного процесса, к ним относятся: производительность мельзавода, количество драных систем, длина размалывающих вальцов, нагрузки на рабочие органы вальцовых станков и рассевов, количество извлекаемых продуктов на всех драных системах;

- параметры, характеризующие режимы измельчения, к ним относится количество извлекаемых продуктов на всех драных системах;

- параметры рабочих органов вальцовых станков по системам, к ним относятся: окружная скорость быстровращанжцегося вальца и отношение окружных скоростей, длина размалывающих вальцов и их

■биение, число рифлей на 1 см окружности вальца, углы острия и спинки, уклон рифлей;

- параметры рабочих органов рассевов, к ним относятся размеры отверстий сит по всем их группам в рассевах.

В качестве выходных параметров драного процесса приняты полученная технологическая схема с размерами отверстий по группам сит рассевов, количество и зольность потоков круподунстовых продуктов и муки, а также выход и зольность отрубей.

3.1.1. Содержание эндосперма и оболочек в зерне пшеницы

Содержание эндосперма в зерне - это важнейший фактор, который характеризует ресурсы зерна. Чем больше эндосперма в зерне, тем больше выход муки. Процентное содержание оболочек в зерне равно:

Р До п ______з _о_(1о____

о " 0.0052 а Ь I р '

где р , р - плотность оболочек и зерна, г/мм ;

р

Р - площадь поврехности зерновки, мм ; а.ЬД - толщина, ширина и длина зерновки, мм;

Д0 - толщина оболочек, мм. Учитывая, что зерновка имеет форму эллипсоида и бороздку, определим площадь ее поверхности:

? = [ _*Ь? +----агсв1п Л - Ь3/!2

_аб+а 1 а+0,47]'

где ' ай - глубина бороздки зерновки, мм.

Данные экспериментальной проверки принятой формулы расчета приведены в табл. 1, где Рф - фактическая площадь поверхности зерновки.

Количество эндосперма в зерне равно: «э = °з - Яо-

Таблица 1

К. определению площади поверхности зерновки и количества оболочек в ней

Зерно : а,мм: Ъ,мм: 1,мм:а(5,т{:11ф,мм2:г'3>мм2:?3,мм3:

Сход с 2,98 3,14 6,71 1,69 76,01 75,91 32,65 13,43 сита 2,87 3,02 6,41 1,71 70,55 70,52 28,89 .14,10

2,8x20 2,94 3,09 6,88 1,68 76,05 76,26 32,50 13,54

Среднее 2,93 3,08 6,67 1,69 74,20 74,17 31,30 13,68

Проход . 2,54 2,65 6,09 1,51 57,52 57,30 21,32 15,52 сита 2,49 2,64 6,12 1,50 56,45 57,41 20,92 15,85

2,8x20 2,55 2,60 6,07 1,51 56,45 55,88 20,93 15,42

Среднее 2,53 2,63 6,09 1,51 56,8156,87 21,07 15,59'

3.1.2. Размеры отверстий в группах сит рассевов

Обычно авторы предлагают ситовые классификации продуктов размола по крутости. Такие классификации имеют ряд серьезных . недостатков.

На основе анализа известных классификаций нами при \ разработке модели технологического процесса принято оценивать крупность размерами продуктов (табл. 2).

Таблица 2

Характеристика крупности продуктов, мкм Наименование продукта Максимальный размер, :Мишшальный размер,

Сходовой продукт - 1150

Крупная крупка 1150 630

Средняя крупка 630 450

Мелкая крупка 450 315

Жесткий дунет 315 250

Мягкий дунет 250 160

Мука 160

3.2. Декомпозиция драного процесса на модули

Модулем технологической схемы называется повторяющаяся в одной или многих технологических схемах система, выполняющая задачу данного этапа технологического процесса, и" для которой должны быть известны наименование продукта, поступающего на систему, или откуда он поступает, направление или наименование продуктов, полученных на данной системе.

Изучение и анализ схем драного процесса позволил выделить два основных модуля драного крупообразующего процесса и три -для драного вымольного процесса (рис. 1).

Первый модуль драного крупообразующего процесса с одноэтапным сортированием применяется при сортовых помолах пшеницы на мельзаводах малой производительности. Второй модуль драного крупообразующего процесса с двухэтапным сортированием применяется во всех схемах сложных сортовых помолов пшеницы.

Первый модуль драного, вымольного процесса с двухэтапным сортированием (рис. 1) применяется в сложных сортовых помолах пшеницы на первой после крупообразующих вымольной системе, когда предполагается получить на системе все круподунстовые продукты, кроме крупной крупки. Четвертый и пятый модули применяются на всех остальных драных вымольных системах.

Разрабатываемая модель требует точного графического представления всех возможных схем драного процесса. Следовательно, необходимо разработать графическое отображение всего многообразия модулей, встречающихся на практике.

Для этого сформированы пакеты из 40 модулей с применением рассевов ЗРШ-М и 58 - с применением рассевов РЗ-БРБ, которые приводятся в диссертации.

3.3. Расчет и формирование структуры технологических схем драного процесса

Под структурой технологической схемы наш понимается количество систем драного процесса, их взаимосвязь, и разновидности выбранных модулей.

Весь драной процесс условно разделен на известные этапы: драной крупообразующий и драной вымольный.

Шут

дунет

Зерно или

Зерно шисхлр. сх.пр:

сх.п/О* Щ/пки

М

м

сослр, ^р.кр.

_£р.Кр.

**

\м

ссс.пр:

\м

м

с др. оым.е.

сх.п^*

м.хр.

д.

\м

Г м

¿др. ¿ым.с.

1

Шр-д.

Рис. I. Основные модули схем драного процесса

Основой для ~разработки модели формирования структуры драного процесса послужила методика расчета технологического оборудования.

Количество продукта <3^, поступающего на Л-ю драную систему, определяется по формуле:

-нг П 1100 - и, ,}' 1 юо1 ЦЛ

где 1, п - номер драной системы и их количество; С^ - производительность мельзавода, т/сутки;4 171 - количество извлеченного продукта в процентах к первой драной системе. Количество половин вальцовых станков п® , работающих на 1-ой драной системе, рассчитывается по известной формуле: „В

"■"¡Г

где - нагрузка на половину йальцового станка, т/сут.

Количество секций рассевов п^1 , работающих на 1-ой драной системе, рассчитывается по известной формуле:

пр- -А - '

■ 1 ^ '

где - нагрузка на одну секцию рассева, т/сут.

Если количество половин вальцовых станков п®, определенное до целого числа, не менее 2, то измельчение продукта на 1-ой драной системе целесообразно проводить раздельно на крупной и мелкой системах. Просеивающая поверхность рассевов первого этапа сортирования определяется аналогично.

Количество продукта, поступающего на второй этап сортирования, рассчитывается по аналитической зависимости:

о = и 2 1 j 1

р П.!

где 0 . - проход ¿-го сита на 1-ой драной системе, т/сут.;

2 1 д

- количество извлеченного продукта на 1-ой драной

системе, т/сут; размер отверстий второй этап сортирования, мкм;

1>при - размер отверстий сита, проход которого идет на

РДр5 - размер отверстий сита, проходом которого идет весь извлеченный на 1-ой системе продукт, мкм.

Количество секций рассевов, сортирующих продукты на втором этапе сортирования, определяется также, как в расчете первого этапа сортирования.

Вышесказанное реализовано на модели и выводится на экран дисплея в виде трех таблиц (табл. 3, 4, 5).

Таблица 3

Рекомендуемые нагрузки

: , :Нагрузка на валь- :Нагрузка на 1 секцию

: :цовые станки, :рассева, т/сут

Система:Извлечение,:кг/(см*сут) :

: % :------------------:—:------------------

: :максимал.:минимал.:максимал. :минимал.

1 др.с. 25 840 750 95 85

2 др. с. 50 630 560 80 60

3 др.с. 45 525 250 60 40

4 др.с. 15 300 190 40 зоч

1 сорт. 25 20

2 сорт. 25 20

з сорт. 25 20

4 сорт. 20 15

Таблица 4 Исходные и фактические нагрузки

: Нагрузка на вальцовые : Нагрузка на 1 секцию : станки, кг/(см*сут) : рассева, т/сут.

Система:—.-------------------------:--------------------------

:максимал.:минимал.:фактич.:максимал.:минимал.:фактич.

1 ДР.с. 840 750 833 95 85 83

2 ДР.с. 630 560 583 80 60 58

3 ДР.с." 525 250 292 60 40 29

4 ДР.с. 300 190 262 40 30 26

1 сорт. 25 20 27

2 сорт. 25 20 23

Таблица 5 Структура схемы драного процесса

:Количество :Количество секций рассева: Схема рассева

:половин • :-------------------------:----------------

Система:вальцовых :Первый этап :Второй этап :1 этап :2 этап :станков :сортирования:сортирования:сорти- :сорти-:-----------:------------:----------'—: рования: рования

:крупн. :мелк:крупн. шелк. :крупн. :мелк.

1 др.с. 3 3 1 сх. 1 сх. 2

2 др.с. 2 12 1 1 сх. 1 сх. 2

3 др.с. 2 12 1 сх. 1

4 др.с. ,112 сх. 2

В программном обеспечении предусмотрена возможность изменения нагрузок на вальцовую линию и просеивающую поверхность на любой системе драного процесса. После этих изменений структура драного процесса рассчитывается в соответствии с ними. Для расширения возможностей модели предусмотрена возможность корректировки структуры технологической схемы пользователем программы.

3.4. Расчет размеров отверстий сит и адресация их по группам сит рассевов

Анализ балансов, снятых наш на мельзаводах г.Барнаула, р.п. Поспелиха Алтайского края, г.Владивостока, г.Целинограда, а также опубликованных полных количественно-качественных балансов позволил нам вывести зависимости минимальных, размеров продуктов Р^.., а значит' и размеров отверстий сит от текущего суммарного извлечения на драных системах и и от исходного минимального размера каждого продукта

- р _ в Г * и

хСХ.Щ). 1.)т1п е )

где 1, п - номер драной системы и их количество;

К - коэффициенты, зависящие от вида извлекаемых продуктов.

Все данные по размерам отверстий сит и адресации их по грушам сит рассевов представляются в виде таблицы (табл. 6).

Таблица 6

Размеры отверстий сит в мкм

Система

Группы сит первого : Группы сит второго этапа сортирования : этапа сортирования

1 : 2 : 3 : 4 : 1 : 2 : 3 : 4

1 ДР- 1968 1118 440 614 308 156 156 156

2 др.кр. 1832 1018 417 570

2 др.м. 1699 920 397 530 •280 145 145 145

3 др.кр. . 958 375 139 266

3 др.м. 939 361 136 258

4 др. 793 135 135 254

Предусмотрена возможность корректировки любых предлагаемых размеров отверстий сит для адаптации модели конкретному технологическому процессу.

3.5. Разработка модели количественно-качественного баланса драного процесса

Представим процесс измельчения и ■ сортирования в модуле драной системы в виде функции:

оч= х (И15 в4 грщр15РЦР1 л ).

где 0 - количество фракции, полученной на, :1-ой драной системе проходом сита и сходом сита

ЧМ-!' ^

и - количество извлеченного продукта, %; Б - стекловидность зерна, %', ^ 61 - биение вальцов на 1-ой драной системе, мм; V? , ИГ- влажность зерна на I драной системе и отрубей, %; Р - размер отверстий сита, проходом которого получен

весь извлеченный продукт, мкм; - размер отверстий с 3 -я фракция, мкм;

]?при - размер отверстий сита, проходом которого получена

£ - величина недосева мучных сит 1 -ой драной системы в долях единицы; О = 1;2;...6 - соответственно, мука и другие продукты в порядке возрастания крупности.

Принимаем:

^npii _ к dQii. 1

j

где

К. - коэффициент.

После проведения преобразований выражения модель расчета количественного баланса:

:d

(1) получена

QtJ=U3

р р

К.

Р

npij-1 р. пр! .

к.

р -р

_ПВ1_ЗШ f Р -Р i щн при

H

р -р

inEi_nPii=I f

ЩИ ЩИ 1

. Коэффициент К(, зависящий от стекловидности зерна, биения вальцов и влажности зерна перед I драной системой, равен:

где

V Кст K5i К„' Кст - коэффициент, зависящий от стекловидности зерна;

К5. - коэффициент, зависящий от биения вальцов;

- коэффициент, зависящий от влакности I драной системе и влажности отрубей;

К°Т 1 ~ "п~-~7 °'0036 13 '

зерна на

К5Г

1п -

1_ Si

К = 0.2 .„ и L

2.

баланса положена эндосперма при

- -£-=-4- [\У - №

о П - 1 о

В основу разработки модели качественного избирательность измельчения оболочек и прохождении продукта через зону измельчения. Это означает, что оболочки получаются после измельчения крупнее эндосперма, что позволяет, выделить их при последующем сортировании на рассевах.

Принимаем, что при одном воздействии рифлей количество эндосперма в извлеченном продукте <3_„, равно:

У1 о

Q,

оiпост

iyte

ui

оiпост

продукта при одном

г а

количество извлеченного воздействии, %;

количество оболочек в поступающем продукте,

Кр;- коэффициент размалываемости поступающего на 1-ю

драную систему продукта; К - коэффициент относительного содержания эндосперма и оболочек в поступающем на измельчение продукте.

В диссертации приводятся теоретические и экспериментальные доказательства необходимости включения коэффициентов К^и К0 в модель расчета качества промежуточных продуктов и муки и способы их определения.

Фактическое число воздействий рифлей на продукт определяется через теоретическое число воздействий II(формула Козьмина П.А.), которое зависит от кинематических и микрогеометрических параметров размалывающих вальцов. Тогда:

для I драной системы

п _ ( 0 Оошост 1 КТ!+ °'2 VI ^еиГ I «и! * -2 ' •

для остальных систем

О _ Г о _ _?21Пост_1 0 5 р цэи1_ иш Кр|К0, ; т 1'

где о, - средний размер зерна, определяемый по известной формуле;

Р1 - количество рифлей на 1 см окружности вальца на первой драной системе. " -

Количество эндосперма в о'-ой ' фракции на 1.-ой драной .системе равно:

п -

Расчет зольности промежуточных продуктов производится по известной формуле:

„ _ 20 Ооц + 2а ' ■

«377 '

Нами предусмотрено представление количественно-качественных показателей драного процесса в табличной форме (табл'. 7).

■ Таблица 7

Количественно-качественный баланс драного процесса в процентах

Сис-:и,Я тема: ^Поступает :Сходовой:Кр. :на систему:продукт :крупка :Сред. :1фупка :Мел. :крупка : Дунет :Мука • •

1 25 100.00 1.79 75.00 2.10 11.29 1.12 3.90 0.84 2.95 0.71 4.78 0.57 2.08 0.53

2 кр.50 50.00 2.18 25.00 3.55 8.64 1.14 3.35 0.86 -

2 м. 50 25.00 1.93 12.50 з.оз 4.17 1.15 1.60 0.88 4.46 0.74 7.94 0.59 7.33 0.54

3 45 37.50 3.38 20.63 5.42 3.40 1.19 4.66 0.90 8.82 0.75

4 20 20.63 5.42 16.50 6.38 2.50 1.64 '1.62 1.42

Количество и зольность отрубей - 16.50/6.38

3.6. Исследование модели формирования структуры драного процесса и адекватность расчетных и фактических данных

Нами проведена проверка выполнения моделью технологических тестов, сформулированных в разд. 2.2 автореферата. В диссертации приводятся доказательства, что модель драного процесса правильно реагирует на все технологические тесты.

Так как структура драного процесса зависит в основном от производительности мельзавода, то ее исследование проведено в диапазоне от 120 до 400 тонн в сутки при условии, что все остальные параметры модели остаются постоянными и выбраны нами в соответствии с Правилами ...

В результате исследования структуры процесса из пяти драных систем в диапазоне от 120 до 400 тонн в сутки получено 10 разновидностей схем. Как и ожидалось, усложнение структуры схемы происходит постепенно.

Так, в диапазоне производительности мельзавода от 120 до 128 тонн в сутки схема характеризуется первыми тремя драными системами с двухэтапным сортированием и двумя - с одноэтапным без разделения систем на крупные и мелкие.

Последний диапазон производительности 389 - 400 тонн в сутки характеризуется делением на крупные и мелкие всех драных

систем, раздельным вторым этапом сортирования на II драной системе и совместным вторым этапом сортирования на III драной системе. Первые этапы сортирования на всех системах раздельные.

Аналогичные исследования были проведены для схем, состоящих из четырех и шести драных систем, а также с применением вальцовых станков с длиной размалывающих вальцов 800 мм.

Проведенные исследования по идентификации структуры схем драного процесса реальным объектам позволяют сделать следующие выводы:

а) модель формирования структуры схем драного процесса позволяет получить схемы, подобные применяемым ' в производственных условиях;

б) установлены границы применения различных схем драного процесса в зависимости от производительности мельницы;

в) при изменении нормативов по нагрузкам и извлечениям на драных системах необходимо пересматривать схему драного процесса с целью ее совершенствования.

Для анализа соответствия размеров отверстий сит, полученных расчетным путем, реальным размерам нами были проанализированы технологические схемы драного процесса мельзаводоз Новосибирских КШ N 1, Н 2, Поспелихинского КХП Алтайского края. Для расчета приняты те же режимы измельчения, что и на . указанных предприятиях. '

Выборочный коэффициент корреляции между расчетными и фактическими значениями- размеров отверстий сит составил 0,98 с 95 Яг-ным доверительным интервалом [0,953; 0,999].

' В табл. 8 приведены дополнительные данные,- характеризующие адекватность расчетных и . фактических размеров отверстий сит, которая "оценивается критериями Фишера и х2~ критериями.

Так как Ррасч < Ртабл и X2pacq < х%абл> то можно считать, что исследуемые параметры модели и объектов адекватны. И все-таки нами предусмотрена возможность пользователю программы при необходимости откорректировать значения размеров отверстий сит.

Таблица 8

Оценка адекватности критериями Фишера Р и %2-критериями

кхп : Р : расч т табл " х2 расч . т,2 * лтабл

N1 Новосибирск 1,26 1,84 2,32 13,85 '

N2 Новосибирск 1,07 1,95 0,75 10,12

Поспелиха 1,22 1,95 2,78 10,12

Проверка адекватности количественно-качественных

показателей проведена на основе данных количественно-качественного баланса и схемы драного процесса мельницы Алейского комбината хлебопродуктов. Схема части драного процесса состоит из трех систем. Фактические количественно-качественные показатели приведены в табл. 9. Данные приведены с учетом возврата продуктов с ситовеечных и шлифовочных систем.

Таблица 9

Фактические количественно-качественные показатели первых трех драных систем, %

Система : Крупная : Средняя : Мелкая : Дунет : Мука : крупка : крупка : крупка : :

I др. 8.20/1.01 5.50/0.80 2.00/0.78 5-40/0.70 3.80/0.75

II др. 7.70/1.68 8.30/0.90 4.90/0.78 7-50/0.58 9.60/0.56

III др. 1.40/2.19 5.20/0.99 4.70/0.70

По принятым входным параметрам нами получены расчетные количественно-качественные показатели драного процесса, которые приведены в табл. 10. Расчет проведен без этапа адаптации.

Коэффициент корреляции между фактическими и теоретическими данными по выходу получаемых на драных системах продуктов составил г = 0,99 с 95 %-ным доверительным интервалом [0,991; 0,9993, а по качеству - г_ = 0,88 с 95 %-тм доверительным

¿л

интервалом [0,683; 0,969].

.Расчетное значение критериев Фишера для выхода продуктов составило 1,03, для их зольности 2,10, а табличные значения соответственно 2,69; 2,69. Поскольку Ррасч < ?та(5л, можно считать, что исследуемые параметры модели и объекта адекватны.

Таблица 10

Расчетные количественно-качественные показатели первых трех драных систем, %

Система : Крупная : Средняя : Мелкая : Дунет : Мука : крупка : крупка : крупка : :

I др. 8.27/1.29 5.48/1.00 2.63/0.91 5.53/0.62 3-09/0.60

II др. ,7.65/1.21 8.52/0.97 4.86/0.83 7.14/0.60 9-33/0.57

III др. 1.26/1.66 5.07/1.05 4.92/0.70

Таким образом, исследование модели драного процесса и ее адекватности реальным объектам показало, что разработанная модель может быть использована в реальных условиях.

4. СИГОВЕЕЧНШ ПРОЦЕСС

В качестве входных параметров модели ситовеечного процесса нами выбраны:

- расход воздуха, потребляемый данной ситовеечной системой;

- крупность поступающих на обогащение продуктов, которая задается размерами отверстий проходовых и сходовых сит, на которых получены соответствующие продукты;

- количество и зольность продуктов, направляемых на ситовеечные системы;

- марка применяемых ситовеечных'машин.

В качестве выходных параметров модели ситовеечного процесса нами выбраны количество и качество потоков обогащенных и сходовых продуктов.

Поскольку любая система технологического процесса работает более эффективно, если на нее поступает продукт однородный по крупности и качеству, нами в модели ситовеечного процесса предусмотрено раздельное обогащение всех потоков крупок, т.е. количество ситовеечных систем равно, ' количеству потоков обогащаемых крупок. При адаптации структуры ситовеечного процесса можно уменьшить или увеличить количество ситовеечных систем. - -

Количество сходовых и проходовых продуктов принято нами для ситовеечных машин ЗМС - один сход и два прохода. Для ситовеечных

. " ■ 21 машин А1-БС0 - три схода и два прохода, причем третий сход по качественным признакам относится к обогащенной фракции.

Анализ имеющихся в нашем распоряжении технологических схем позволил выделить модули ситовеечного процесса.

Эти модули изображены на рис. 2 и 3. Они отличаются применением ситовеек ЗМС и А1-БС0, а также направлением сходовых и проходовых продуктов.

Несмотря на то, что размеры отверстий сит не выбраны нами в качестве входных параметров, модель ситовеечного процесса предусматривает определение размеров отверстий сит по ярусам ситовеечных систем, которые рассматриваются как рекомендуемые.

Размер отверстий первого сита верхнего яруса Pj^qq в мкм для ситовеечных машин А1-БС0 определяется по формуле:

р„БСО = (0'00063 Рсх + Рсх + 187 '> где Рсх~ размер отверстий сита, сходом с которого получен продукт, направляемый на данную ситовеечную систему;

Размеры отверстий*первых сит второго и третьего ярусов (Ри) определяются по формуле:

^.I^IIBCO-*1-1) (0.11 -30).

Последующие сита всех ярусов рассчитываются по формуле :

PtJ = Ри + (3 - 1) (0,124 Ри - 35,2),

где i - порядковый номер яруса;

¿ - порядковый номер сита в i-ом ярусе.

Аналогично определяются размеры отверстий сит для ситовеечных машин ЗМС.

Базой для расчета количественного баланса ситовеечного процесса служит формула материального баланса:

^с ~ ^сх.с + '"^ip.c ' где QJIC - количество продукта, поступающего на ситовеечную . машину;

%х o'Qnp с" количество сходовой и проходовой фракции ситовеечной машины.

Общее количество проходовой фракции определяется по формуле :

крщ

гдщ.

CD.fy

на Ир Ас.

ff

мщ

hqJct.c. на2сх. с.

\на сил с.

Лнашл

с. 1 на т.е.

нарЖ~ \ нашл.с. нарс\ Тшшлс.

\ на p.c.

Рис.1 2. Модули схем ситовеечного процесса для ситовеек ЗМС

т

I сщ-

U

нашл.с.

нашл.с.

\нашлс.

нашл.с.

\нашлл

\нар.

с.

Ьна -fccc.c.. чаЯсх.с.

Шсил.с. нашл.с.

\HapJ. наР-с-

Рис. 3. Модули схем ситовеечного процесса для ситовеек А1-БС0

го со

Vo = ^C [1'06 - °'083 ЧРпр.п - 200j]

°'0305 Рпр.п /V 0»Гоомч+ 1 I2

где Рдр п - размер отвестий сита, проходом которого получен поступающий на ситовеечную систему продукт, мкм; q - расход воздуха для обогащения, м3/мин. Тогда количество сходовой фракции ситовеечной машины будет равно:

Чзх.с = ^пс ~ ®пр.с Базой для разработки модели качественного баланса послужили рекомендации Правил ...

В результате аналитических исследований наш была получена формула для определения зольности сходов ситовеечной машины

^сх.с :

ч

zcx.c- zn.c

- + 2

uo mfuso/p^J-so

5)

* Рсх.п/Рцр.п + 1 1'5 К.с - 29]°'3 Л" ^ | ,

где ZIÍ с , - соответственно, зольность поступающего продукта и зольность эндосперма, %. В диссертации приводится подробный вывод формул для определения и Ъ^.

Данные расчета количественно-качественного баланса выводятся на экран дисплея в виде таблицы (табл. 11).

Таблица 11

Количественно-качественные показатели ситовеечного процесса (выход/зольность), %

Система:Поступает: 1 проход : 2 проход : 3 сход :1,2 сходы

В N 1 9.81/1.19 4.00/0.80 2.18/1.17 1.09/1.42 2.54/1.72

BN 2 3.68/0.88 1.50/0.65 0.82/0.87 0.41/1.02 0.95/1.21

В N 3~ 2.95/0.74 1.19/0.57 0.65/0.74 0.33/0.84 0.78/0.97

В N 4 11.87/2.25 4.84/1.28 2.64/2.24 1.32/2.93 3.07/3.48

Продолжение табл. 11

Система:Поступает: 1 проход : 2 проход : 3 сход :1,2 сходы

В N 5 4.74/1.56 1.93/0.98 1.05/1.54 0.53/1.92 1.23/2.34

В N 6 4.35/3.07 1.76/0.82 0.96/1.21 0.48/1.46 1.15/1.79

В N 7 3.81/3.07 1.56/1.61 0.85/3.10 0.42/4.23 0.98/4.86

В N 8 1.60/2.20 0.65/1.26 0.35/2.18 0.18/2.84 0.42/3.41

В N 9 1.83/1.75 0.74/1.06 0.40/1.71 0.20/2.15 0.49/2.65

В N 10 0.34/1.83 0.14/1.09 0.07/1.79 0.04/2.27 0.09/2.80

Для проверки адекватности модели расчета размеров отверстий сит в качестве реального объекта выбран ситовеечный процесс мельзавода в г. Раменское. На указанном мельзаводе используются ситовеечные машины А1-БС0. Обогащению подвергаются круподунстовые продукты драных систем. В табл. 12 представлены расчетные (числитель) и фактические (знаменатель) размеры отверстий сит на ситовеечных системах N1, 2 и 5А, обогащающие, соответственно, крупную, среднюю и мелкую крупки. Расчет проведен после адаптации модели реальному технологическому процессу и затем подобраны ближайшие стандартные размеры сит.

Таблица 12

Сравнительные данные, мкм

Номер : : 1 ярус : 2 ярус : 3 ярус сис- :РСХ:------------------:-----------------------------------

темы : :Р11:Р12 :Р13 :Р14 :Ра1:Раа!Раз :Р24 ^^^з^*

i ¿ос 950 1000 1120 1Í80 900 950 1000 1120 800 850 950 1000

1 DJD 950 1000 1120 1180 850 950 1000 1180 800 850 950 1000.

о ,oi 630 670 710 750 600 630 670 .710 560 600 630 670 ¿ 4¿i 500 670 710 800 550 500 570 710 530 550 500 570

ci 007 475 500 500 530 450 475 500 500 425 450 475 500 эа ¿»i 475 500 530 5g0 450 475 500 530 425 450 475 500

Данные табл. 12 показывают на адекватность модели и объекта. Адекватность расчетных и фактических значений выхода и зольности потоков проходовых и сходовых фракций проверена нами на примере ситовеечных систем ИЫ 1, 2, 5А мельзавода ' в

г.Раменское. В формулы для определения количества проходовых фракций и зольности сходовых фракций введены коэффициенты адаптации модели реальному объекту. ,

С учетом этих коэффициентов получены следующие сравнительные данные (табл. 13). В числителе показаны расчетные данные.

Таблица 13

Сравнительные данные, %

Система : ^пс' ' ^пр.с. : Чзх.с. : 2сх.с.

В N 1 12,4 1.12 -10*34 10,34 Ох94 "0,94" 2,06-"2,05 2*07 2,07

В N 2 7 ¿85 0,85 7Х31 7,31 _0*15_ 0,75 0,54 0,54 2*27_ 2,27

В N 5А 8,09 0,65 6*62 ~БЖ .0,54 0754 1*30 1,30 1*28 1.29"

Сравнительные данные табл. 13 показывают на

сходимость расчетных и фактических данных по обобщенным показателям.

Проходовые и сходовые фракции указанных еитовеечных систем распределились в модели и объекте следующим-образом (табл. 14). В числителе показаны расчетные данные.

Таблица 14

Выход/зольность проходовых и сходовых фракций, %

Система : . 1 проход : 2 проход : 3 проход : 1 и 2 сходы

В N 1 5*69/0.70 З.Ю/1,12 1,55/1.41 2,06/2,07

3.9570,52 5,4570,51 3.9471,55 2,0572,07

В N 2 4.02/0.53 5.2570,54 2,19/0*92 1,5176,85 1*10/1*20 0,4571,51 0,54/2,27 0,5472,27

В N 5А ■_3*74/0Х43 2.9170.52 2*04/0*61 3,4270,53 1,02/0,74 0,4570,98 1*30/1*28 1,3071,29

В табл.. 15 приведены данные расчета выборочных коэффициентов корреляции и критериев -Фишера для оценки адекватности количественно-качественных показателей еитовеечных систем.

Таблица 15

Расчет выборочных коэффициентов корреляции г и Р-критерия

Показатель : г \Ъ% доверительный :______Р_критерий______

: -.интервал : расчетный: табличный

Выход 0,726 0,560 0,918 1,08 2,98

Зольность 0,958 0,854 0,989 1,15 2,98

Анализ данных табл. 15 показывает, что расчетные и фактические данные по выходу и зольности фракций ситовеечных систем можно считать адекватными.

5. ШЛИФОВОЧНЫЙ ПРОЦЕСС

В качестве 'входных параметров выбраны крупность поступающего продукта и его зольность, величина извлечения муки и биение размалывающих вальцов, а в качестве выходных параметров выбраны количество и зольность потоков обогащенных продуктов, муки и сходовых продуктов.

Анализ многочисленных схем шлифовочного процесса позволил выделить его основные модули, изображенные на рис. 4- Первые три модуля предусматривают применение вальцовых станков БВ и рассевов ЗРШ-М. Четвертый, пятый и шестой модули предусматривают применение вальцовых станков А1-БЗН с шероховатыми вальцами, рассевов ЗРШ-М и вспомогательных измельчающих машин для дезагрегации'измельченного продукта перед сортированием. Модули схем шлифовочного процесса с седьмого по двенадцатый предусматривают применение вальцовых станков А1-БЗН с шероховатыми вальцами, вспомогательных измельчающих машин и рассевов РЗ-БРБ.

Анализ размеров отверстий сит на шлифовочных системах в технологических схемах действующих предприятий и в схемах, опубликованных в технической литературе и "Правилах организации и ведения технологического процесса на мельницах" позволил разработать алгоритм подбора сит на шлифовочных системах.

Размер отверстий сит для ■ отбора сходовых продуктов со шлифовочных систем Р1СХ ш рассчитывается по формуле:

I

м

I

И

£

м

кркр.

надр.&.с.

м.кр.

м *д кр.кр.

наррлг

Щ0.

\д

\KDXp.

нарп.Д г ср.кр.

т-

<7

со.кр. шЛрАс.

ь

крт^кр)

м

кркр/ср.кр.)

д

М.кр.

м \д

Чг>

надрАг. м.кр.

м

Шф.в.с

N

\М

м.кр.

на&Ас.

м

наДоАс

м

м.кр.

м

\м

Рис. 4. Модули схем шлифовочного процесса

Р - Р е^1 " 7 Рсх ) 0*317 1П

1СХ.Ш пр '

где Р_, Р - размеры отверстий сит, проходом и сходом

IIP СЛ.

которого получен продукт, поступающий на i-ю шлифовочную систему из драного процесса, мкм;

U}ffi - извлечение на i-й шлифовочной системе, %.

Мучные сита подбираются по следующему алгоритму. Если в шлифовочном процессе применяются модули с 1 по 3, то предусматривается установка мучных сит с размерами отверстий 145 мкм (мука 1 сорта), при этом извлечение муки не должно превышать 20 %. Для остальных модулей предусматривается размер отверстий' мучных сит 120 мкм (мука высшего- сорта). Разумеется, пользователь модели может предложить другие размеры отверстий сит.

Размеры отверстий сит для отбора крутгодунстовых продуктов подбираются в соответствии с указанной в модулях крупностью, по принятой классификации. .

Для разработки модели количественного баланса шлифовочных .систем были использованы рекомендации Правил...1978 и'1991 г.г., а также опубликованные в технической литературе количественные и количественно-качественные балансы..

Анализ этих данных позволил вывести формулы зависимости выхода крулодунстовых продуктов от извлечения муки для обогащения различных крупок (табл. 16).

В табл. 16 представлены расчетные формулы количественного баланса.

Количество сходового продукта определяется по формуле:

п

Qicx.m= ~ ¿.tQij+l *

где п - количество фракций обогащенных продуктов и муки;

С!^- количество поступающего продукта, %•, i - номер шлифовочной системы.

Таблица 16

Расчетные формулы количественного баланса

Обогащав-:Получае-: Количество фракции

мые про- :мые про-:---------------------------------------------

дукты :дукты : 5 (П « 12 : 12 <и < 22 : 22 <1Т £ 50

1'92 ^отн (29^.5^)0^

крупка крупка

Ме= 2,08 им0отн (31-О,5им)0отн (25,4-0,245^)0^ крупкэ

Дунет 1,б7им0отн (14+0,5им)0отн (31,2-0.28217,, )С1от

^КГ даа 2,Ш ^о™ (31-0,5Пм)аотн (25,4-0,245им)0отн

Дунет 3,33им0отн (58-1,5им)3отн (31,2-0,282им)0отн

крупка ДуНСТ 5'00 им°отн (бз_1'5им)сзотн (56'б'°"527им)сзотн

Примечание: 0ОТН - 0п1 /100

Анализ количественно-качественных балансов шлифовочных систем действующих предприятий и балансов, опубликованных в технической литературе, позволил нам сделать вывод о том, что зольность муки, полученной на шлифовочных системах, зависит, в основном, от зольности поступающего продукта и эндосперма, а также от количества извлекаемой муки. За зольность эндосперма нами принята зольность лучшего по качеству потока продукта анализируемого технологического процесса.

Сопоставление данных о зольности поступающего продукта, зольности эндосперма и извлечений муки' с данными о зольности муки позволило нам вывести формулы для определения ее зольности:

^ ^ост? °'55 * (5 +2,433) ^^1пост.

V = -------------+ (0,0346+0,001 и1ш/и );

1ПОСТ. ^ .

где - биение размалывающих вальцов на э.-й шлифовочной

системе, мм;

21пост ~ зольность поступающего на 1-ю шлифовочную систему продукта,

/ 30

и.ш - величина извлечения на ¿-й шлифовочной системе, и_„, - рекомендуемое Правилами... извлечение для шлифовочных систем, %;

Щ» %пост.£ °'55 %

^ 0,55 - гэ

где 21„ - зольность эндосперма, %.

О

Количество оболочек в поступающем продукте и муке <3„.

ОД ом

определяется по известным формулам:

1 — Ъ

п п __пш____э_ п _ п _ мщ__э

оп~ - ' чом" тм

О о О У

Количество оболочек в ¿-ой фракции на ¿-ой шлифовочной системе равно:

р ..[п -о 1 д _ __1сх1д1_оп__ом1_

&^

где Р . . - размер отверстий сит, сходом которых получена д-я • фракция продукта на з.-й шлифовочной системе, мкм; п - количество фракций, включая муку. Зольность ¿-ой фракции • на ¿-ой шлифовочной системе определяется по формуле: , ^

2 _ °оЦ 2о + Ьлш " °о1а1 2э

Данные расчета количественно-качественного баланса шлифовочного процесса выводятся на экран дисплея в виде таблицы (табл. 17).

Таблица 17

Количественно-качественный баланс шлифовочного процесса,% Система:Пост.продукт:Сх.продукт:Мел.крупка: Дунет : Мука

1 шл.с. 26.12/1.63 8.25/3.63 5-03/0.83 6.31/0.69 6.53/0.62

2 шл.с. 7.75/1.34 2.45/2.93 1.49/0.71 1.87/0.60 1.94/0.56

3 шл.с. 7.48/1.07 2.36/2.25 3.25/0.54 1^87/0.51

Для проверки адекватности размеров отверстий сит нами выбраны технологические схемы, изображенные в Правилах... 1978 (А) и 1991 (Б) годов.

В табл. 18 приведены сравнительные данные по расчетным и фактическим размерам отверстий сит. Сравнивались размеры отверстий сит для отделения сходового продукта Рсх, а также размеры отверстий сит для получения мелкой крупки и дунста Р , 1 - номер шлифовочной системы. Расчетные размеры отверстий сит были округлены до ближайших стандартных размеров отверстий сит-.

Таблица 18 Сравнительные данные, мкм

1 : • Р ' сх.расч. Р сх.факт. : Р 14 расч. : Р14 факт,

1А 677 677 329 394

2А 564 564 329 394

ЗА 394 370 329 329

1Б 630 560 - -

2Б 475 500 -

Выборочный коэффициент корреляции между фактическими и расчетными данными составил 0,96 с 95 %-ным доверительным интервалом [0,769; 0,992], а расчетное значение критерия Фишера составило Ррасч = 1.72 при его табличном значении ?табл= 3,79. Эти данные показывают, что расчетные и фактические размеры отверстий сит можно считать адекватными.

Поскольку извлечение муки является входным параметром, проверка адекватности модели и объекта проведена для ее зольности.

Выборочный коэффициент корреляции между фактическими значениями зольности муки и расчетными их значениями составил 0,95 с 95 %-ным доверительным 'интервалом от 0,88 до 0,97. Расчетное значение критерия Фишера составило Рраоч; =1,33 при его табличном значении Ртабл =1,85, а расчетное значение Хэ- критерия составило 3,14 при его табличном значении 17,7.

Эти данные показывают, что расчетные и фактические значения зольности муки можно считать адекватными.

6. РАЗМОЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС

В качестве входных параметров выбраны количество размольных и сходовых систем, количество и качество поступающего продукта,

биение размалывающих вальцов, а также величина извлечения муки. В качестве выходных параметров выбраны количество и зольность получаемых на размольных системах продуктов. Кроме этого, в ходе разработки модели подбора сит нами в качестве входных параметров приняты максимальные и минимальные размеры отверстий сходовых сит и сит для отбора муки высшего, первого и второго сортов.'

Анализ многочисленных схем размольного процесса, опубликованных в технической литературе, и технологических схем действующих предприятий позволил нам выявить модули схем размольного процесса (рис. 5). • Первые шесть модулей предусматривают применение вальцовых станков с нарезными и шероховатыми вальцами и рассевов ЗРШ-М. Следующие два модуля предусматривают применение вальцовых станков с шероховатыми вальцами, вспомогательных измельчающих машин и рассевов РЗ-БРБ.

Поскольку в технической литературе мало сведений о порядке направления продуктов на размольные системы из драного, ситовеечного и шлифовочного процессов, нами проведены исследования по этому вопросу. Эти исследования показали, что необходимо ранжировать продукты драных, ситовеечных и шлифовочных' систем- по зольности перед направлением их в размольный процесс.

В технической литературе нами не обнаружено исследований о порядке подбора сит на размольных системах.

Нами выведена формула для определения размеров отверстий сит, с которых идет сходовый продукт:

1сх.— сх1р. и 4 Пр - а

где Р1сх ~ размер отверстий сходовых сит на 1-ой

размольной системе, мкм;

Рсх1р 'Рсх пр-а ~ соответственно, максимальный и минимальный •размеры отверстий сходовых сит, мкм; пр - количество размольных систем; а - количество размольных систем с отбором отрубей; а = 2 при ПргЮ; а = 1 при пР<10.

Максимальный и минимальный размеры отверстий сходовых сит задаются пользователем модели.

ср.с.

м

кх.с. щсх.с.

ссх.с.

тЗр.

ОЫМ-С.

I ¿ымрс.

ХШсл.рс. М 'наел р.с или и

м \м

% I

-У

I

1р-с. ф

Т

2сх.с.

а±ф.с.

¿сх.с.

сю

I

(Щ)сх.с. отр.

м

I м

м

чШ&ед.

Vй-

16ЫМ.Р-С

\м

отр.

тр.

ср.с.

I

5

1СХ.С.

Тех,с,.

[¡¿■<)р.с.

¿СйС.С.

сэ

м

\м

м

1

(Ьфх.С. отр.

на след. ^р.с.

М

С ёымр.С.

Мр.с. отр.

йи)Р-с-

_

м1$отр.

Рис. 5. Модули схем размольного процесса

Размеры отверстий верхней группы мучных сит для отбора муки высшего, первого и второго сортов определяются по формулам:

Р — р

р р М--П шх __min 1с

1м в/с,1с max в/с k ' п

ip.

при 1— п , 1р.. .

р _ р _ ^ \ ртах2с рт±п2с

. 1м 2о~ гоах2с Ш1Р... ^ 1} ~п"~п

р 1р...

при п ,

где Р^МВ//С 1с 2с ~ РазмеР отверстий верхней группы мучных сит на 1-й размольной системе, мкм;

Ртахв/с 2с' Рт1п1с 2с ~ максшальный и минимальный размеры отверстий мучных сит" для отбора муки соответствующего сорта, мкм; п - количество размольных систем, с которых отбирают муку высшего и первого сортов. Максимальные и минимальные размеры отверстий сит для отбора муки задаются пользователем модели. " ч

И, наконец, в пределах 1-ой размольной системы размеры отверстий мучных сит рассчитываются по формуле:

Р13М = р1м - б(3м -где Р-цу- размер отверстий сита Зм~й группы мучных сит, начиная с первой, мкм.

Модель размольного процесса предусматривает расчет величины извлечения муки И^ на -з.-ой размольной системе по заданным максимальному и минимальному извлечениям муки и по количеству размольных и сходовых систем:

тт _ итах ~ ит1п , , ТТ

ир1---------(п - Ц + Ию1п;

где п - количество размольных и сходовых систем.

Если пользователь программы не удовлетворен расчетными значениями извлечений муки, то он может скорректировать величину извлечения муки на любой системе.

Обычно на размольных системах получают сходовой продукт,' дунет и муку. Тогда количественный баланс 1-ой размольной системы определяется выражением:

°пост.р.1 = 3ох.р.1 + ^д.р.1 + °м.р.1;

где Опост р 3 - количество поступающего на 1-ую размольную

систему продукта, %',

Яд.р.1' ®м.р.1 ' ~ соответственно, количество

полученных сходового продукта, дунста и муки, %.

Поскольку количество муки задано входным параметром и, „ ,

м. р. 1

то ■необходимо определить количество сходового продукта или дунста.

Количество дунста определяется по формуле:

°д р.1 ^ -°'829 ир.1 + 83,29 "

при 10 % & Н , 5 70 %, р.х

причем и ^ задается процентах к данной размольной системе, р.х

Анализ зависимостей зольности муки, полученной на размольных системах с нарезными вальцами, от зольности поступающего продукта 2^пост и от величины извлечения муки Т.Тр ^ позволил нам вывести формулы для определения зольности муки гм1:

п п?л р(14,55.+2,725)Лпост. ъ - -------+ 2э Пр.1

1П0СТ.

где - зольность эндосперма;

- биение размалывающих вальцов на 1-й системе, мм; е - основание натурального логарифма.

ПРИ Ч £ 21пост 5 °-55 #

Л - + 2

V 0,55 - г8 + V

При разработке модели определения зольности муки, полученной на вальцовых станках А1-БЗН с шероховатыми вальцами с доизмельчением на энтолейторах и деташерах, размольный .процесс был условно разделен на размольные системы, перерабатывающие продукты первого качества, сходовые размольные системы, системы, перерабатывающие продукты второго качества и- вымолыше размольные системы.

Для всех этих этапов были разработаны модели расчета зольности муки

Размольные системы первого качества: ^ 21ПОст.> ____

О 0346 е(§1+2,433)Лпост.

2м1 = --------------------+ 0,001 и ,/п ;

М1 1пост. Р-1 реь-

где б - биение размалывающих вальцов на 1-гй размольной

системе, мм;

^1пост ~ зольность поступающего на 1-ю размольную систему продукта, %;

Ир ^ - величина "-^лечения на 1-й размольной системе, %;

II „„ - рекомендуемое Правилами... извлечение для рек *

размольных систем первого качества, %\ ^ 21пост.£ °'55 %

г =+ о 4-и1 0,55 г ^

где Zэ - зольность эндосперма, %. ■

Сходовые размольные системы:

Zul = (О,005 ир_1+ 0,85](О,00167 Р1м + 0,83з]х -

х(0,92 /0,0138 2|ПОСТ>+0,626 - 0,0з];

где - размер отверстий мучного сита на 1-й размольной системе, мкм. Размольные системы второго качества:

^м!

2,о - гэ 8

х^0,0021 Р1м +' 0,764].

[0,005 ирЛ+ 0,8]х

Вымольные размольные системы:

= (°'°05 ирЛ+ °'85) (0,°0167 р1м + О.03з]х

х[о,8б ✓ 0,0138 г^^+о.бгб + 0,195].

Зольность дунстов и сходовых продуктов определяется также как и в шлифовочном процессе.

В программе предусмотрена табличная форма представления

количественно-качественного баланса размольного процесса. Пример приведен в табл. 19.

Таблица 19

Количественно-качественный баланс размольного процесса

Система поступающий: Сходовой : Дунет : Мука

:продукт : продукт I

1 р.кр. 14.36/0.84 2.08/2.76 4.39/0.74' 7.90/0.40

1 р.м. 9.50/0.72 1.37/2.15 2.90/0.65 5.23/0.39

2 р.кр. 9.62/0.65 0.71/2.76 1.70/0.87 7.22/0.40

2 р.м. 10.54/0.68 1.34/1.92 2.88/0.73 6.33/0.39

3 Р. 8.59/0.76 1.24/2.13 2.62/0.76 4.72/0.39

4 Р. 12.77/2.39 3.42/5.58 6.78/1.46 2.55/0.60

5 р. 9.35/0.87 1.19/2.66 2.55/0.82 5.61/0.51

6 р. 6.04/1.54 1.51/2.66 3.02/1.50 1.51/0.49

7 р. 5.40/2.08 1.61/4.61 1.63/1.62 2.16/0.56

8 р. 4.65/1.54 ' 0.92/4.07 1.87/1.16 1.86/0.67

9 р." 4.65/2.56 1.08/7.09 2.17/1.36 1.39/0.89

10 р. 5.34/3.07 4.01/3.70 - 1.34/1.16

11 р. 4.83/3.53 2.17/5.62 - 2.65/1.83

12 р. 3.49/4.34 2.62/4.78 - 0.87/2.99

Отруби, полученные в размольном процессе 2,62/4,78

Поскольку базовые размеры отверстий сит и извлечения муки задаются пользователем модели, необходимость - проверки адекватности по этим-параметрам отпадает. Проверка .адекватности проведена для параметров зольности "муки. Рассматривались размольные процессы четырех мельзаводов.

Коэффициент корреляции мезвду фактическими и расчетными значениями зольности муки составил 0,96 с 95 %- ным доверительным интервалом [0,93; 0,98].

Расчетное значение критерия Фишера составило 1,07 при его табличном значении 1,68. Расчетное значение ха-критерия составило 6,86 при его табличном значении 18,5. Эти данные показывают, что модель расчета зольности муки можно . считать адекватной реальным объектам.

7. МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЧНОГО ПРОЦЕССА МЕЛБНИЦЫ Г. РАМЕНСКОЕ

Для окончательной оценки разработанных моделей драного, ситовеечного, шлифовочного и размольного процессов необходимо увязать их в единую технологическую схему. При этом из-за фактических взаимосвязей процесса меняется подход к последовательности расчета его количественно-качественного баланса. Объектом моделирования выбран технологический процесс секции А мельницы г. Раменское Московской области. Технологическая схема и количественно-качественный баланс приведены во Временной инструкции N9-3-83 по организации и ведению технологического процесса на мельницах, оснащенных высокопроизводительным оборудованием.

Технологическая схема размола высокостекловидной (более 55 %) пшеницы в хлебопекарную муку (секция А) характеризуется следующими параметрами.

Производительность секции А 250 т/сутки, транспорт пневматический. Технологическое .оборудование фирмы БНЖЕР. Драной процесс состоит из четырех систем.

Ситовеечный процесс осуществляется на десяти ситовеечных системах, но поскольку ситовеечные системы 5а и 56 обогащают -одинаковые продукты, фактическое число ситовеечных систем- -девять. На ситовеечных системах обогащаются круподунстовые продукты с первых трех драных систем.

Шлифовочный процесс осуществляется на двух шлифовочных системах с использованием после измельчения на вальцовых станках деташеров.

Размольный процесс осуществляется на двенадцати размольных системах. Первая и вторая размольные системы разделены на крупные и мелкие.

Ранее указывалось, что пользователь модели.может по . своему • усмотрению изменить структуру расчетной технологической схемы и менять размеры отверстий сит как в рассевах, так _и на ситовеечных системах, т.е. адаптировать технологическую схему размольного отделения мельницы под конкретный технологический процесс. Используя эти возможности, нами расчетные технологическая схема и размеры отверстий сит в рассевах и

ситовеечных машинах адаптированы под технологический процесс мельницы г.Раменское.

Параметры зерна пшеницы взяты по данным документа N9-3-83. Зольность зерна - 1,59 %', зольность эндосперма - 0,38 % (зольность муки на первой размольной крупной системе); стекловидность зерна - 60 %; влажность зерна перед I драной системой - 16 %.

Размеры зерновки приняты нами: толщина - 2,5 мм, ширина -3,0 мм, длина - 6,0 мм, глубина бороздки - 1,25 мм.

Технические характеристики рабочих органов вальцовых станков и величины извлечений по системам выбраны в соответствии с данными фактических технологической схемы и баланса.

В соответствии с особенностями структуры технологической схемы алгоритм расчета количественно-качественного баланса выглядит следующим образом.

1. Расчет баланса первых двух драных систем и третьей драной крупной системы.

2. Расчет баланса первых четырех ситовеечных систем, с которых сходовые продукты направляются на третью драную мелкую.

3. Расчет баланса третьей мелкой и четвертой крупной драных систем.

4. Расчет баланса остальных ситовеечных систем," обеих шлифовочных систем и размольных систем с первой по седьмую. На четвертую мелкую драную систему направляются первый сход седьмой ситовеечной системы, а также сходовые продукты с четвертой и седьмой размольных систем.

5. Расчет баланса четвертой драной мелкой системы и остальных размольных систем.

В результате реализации указанного алгоритма получен полный расчетный количественно-качественный баланс технологического процесса мельницы г.Раменское, приведенный в диссертации.

В табл. 20 приведены обобщенные сравнительные данные по выходу и зольности муки и отрубей по фактическому и расчетному количественно-качественным балансам. Анализ данных табл. 20 показывает, что по обобщенным показателям модель технологического процесса мельницы г.Раменское адекватно описывает реальный количественно- качественный баланс.

Таблица 20

Сравнительные данные по выходу и зольности муки и отрубей в процентах (выход/зольность)

Готовая продукция : Расчетные данные : Фактические данные

Мука драного процесса 22,78/0,67 22,38/0,67 Мука шлифовочного

процесса 7,08/0,41 6,01/0,39 Мука размольного

процесса 50,73/0,58 52,29/0,61

Итого муки 80,59/0,59 80,68/0,61

Итого отрубей 19,41/5,69 19,32/5,71 Всего готовой

продукции 100,00/1,59 100,00/1,59

Наш проведена тестовая проверка работоспособности модели технологического процесса мельницы г. Раменское. В диссертации приведены подробные данные тестовой проверки. Итоги тестовой проверки показали, что модель технологического процесса работоспособна.

Поскольку расчетные структура технологической схемы и размеры отверстий сит в рассевах и ситовеечных машинах адаптированы, . то необходимость проверки их адекватности отпадает.

Адекватность количественно-качественнх показателей модели и объекта оценивалась выборочными коэффициентами корреляции г с 95 #-ными доверительными интервалами, критериями Фишера Р и х2~ критериями.

В табл. 21 представлены данные проверки адекватности модели и объекта по этапам технологического процесса, готовой продукции и по процессу в целом.

Анализ данных табл. 21 показывает, что количественно-качественные показатели модели и объекта можно считать адекватными.

Таблица 21

Адекватность модели и объекта по количественным О и качественным Ъ 'показателям

Процесс :г и 95 %-ный дове-: :рительный интервал: Ррасч. :Ртабл. :х2расч. :%атабл.

драной 0 Ъ 0,99 [0,991;0,998] 0,95 [0,893;0,973] 1,01 1,07 1,83 1,83 0,23 4,57 18,5 18,5

ситовеечный 0 Ъ 0,81 [0,б71;0,89б] 0,87 [0,772;0,930] 1,25 1,53 1,69 1,69 29,00 35,02 40,5 40,5

шлифовочный 0 Ъ 0,99 [0,934;0,998] 0,99 [0,955;0,999] 1,47 1,54 3,79 3,79 0,78 1,00 2,17 2,17

размольный Ъ 0,96 [0,937;0,979] 0,81 [0,б9б;0,888] 1,03 1,49 1,59 1,59 4,16 17,95 52,5 52,5

готовая продукция 0 ' 0,94 [0,854:0,977] Ъ 0,99 [0,9б4;0,995] 1,18 1,25 3,00 3,00 2,78 0,63 10,1 10,1

технологический процесс в целом

0 0,99 [0,990;0,995] 1,01 1,34 2,26 133,5

Ъ 0,87 [0,81б;0,9051 .1,22 1,34 25,54 133,5

8. ТЕОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПРИ ИЗМЕЛЬЧЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Приведенные выше исследования показали, что принятый способ моделирования достаточно эффективен. Разработанную модель необходимо совершенствовать для более глубокого отображения технологического процесса. Однако некоторые вопросы при принятом способе моделирования остаются не раскрытыми. Так, например, в разработанной модели количество драных, шлифовочных и размольных систем и величины извлечений по системам задаются пользователем. Это, на наш взгляд, один из основных недостатков разработанной

модели. Если устранить этот недостаток, т.е. разработать модель, где указанные параметры будут рассчитываться, то такая модель будет более объективной.

Известные исследования гранулометрического состава измельченного материала носят исключительно экспериментальный характер (во всяком случае для измельчения зерна). Это послужило причиной для разработки способа расчета гранулометрического состава при измельчении зерна и промежуточных продуктов в технологическом процессе.

8.1. Схемы измельчения различных материалов

Разделим условно все измельчаемые в обычных условиях материалы на три класса: пластичные, хрупкие и пластично-хрупкие. Под обычными условиями подразумеваются: температура с ее естественными для 'отапливаемого помещения перепадами, давление, влажность и т.п.

Оценим £/ги три класса показателем степени измельчения К^. Под показателем степени измельчения подразумевается способность частицы материала распадаться при одном воздействии рабочего органа на несколько более мелких одинаковых или неодинаковых частей. Причем, суммарный объем всех частиц после воздействия рабочего органа должен быть равен объему исходной частицы.

Если <3. - диктующий размер, поступающий на измельчение частицы, то й1, й2, ... - диктующие размеры частиц измельченного материала. Под диктующим размером'частицы понимается следующее. Если частицы с размерами больше или равными ¿0 сортировать на сите с разиером отверстий равным ¿о> то все эти частицы сойдут с сита сходом.

. Для пластичного материала графически схема измельчения ' будет выглядеть следующим образом (рис. ба). Графическая схема показывает, что частицы пластичного материала при воздействии рабочего органа не уменьшились, т.е. их диктующий размер остался прежним. При измельчении зерна пшеницы таким материалом может быть зародыш,.

Схемы измельчения хрупких материалов показаны на рис. 66,в. На этих рисунках показаны две разновидности схем измельчения хрупкого материала для = 2. Очевидно, что количество схем

пластичный

измельчения хрупкого материала может быть значительно большим. Общим для всех схем измельчения^хрупких материалов является то, что после воздействия рабочего органа на исходную частицу, частиц с размером й0 в измельченном материале нет.

Рассмотрим, наконец, наиболее обширный класс измельчаемых материалов - пластично-хрупкие. К этому классу относится зерно всех зерновых, бобовых и крупяных культур. . На рис. бг,д изображены две схемы измельчения пластично-хрупкого материала при Кд = 2. Из этого рисунка видно, что при воздействии рабочего органа на частицу с диктующим размером ¿0 часть частицы остается с диктующим размером й0> а оставшаяся ее часть распадается на частицы с размером (рис. бг) или'на частицы о размерами й1 и й (рис. 6д). Подобных схем измельчения, очевидно, может быть бесконечно много. Следует отметить, что на на рис. 6 изображены элементарные схемы измельчения, т.е. схемы измельчения для одного воздействия рабочего органа на частицу.

8.2. Формирование ' гранулометрического состава при измельчении пластично-хрупких материалов

Принимаем следующие обозначения: й0 - диктующий размер частицы исходного материала, мм;

- диктующие размеры измельченных частиц, мм; т0 - количество частиц исходного продукта;

t - шаг рифлей на размалывающих вальцах, мм. Кд - показатель степени измельчения;

п - доля частиц, не измельченных в данном цикле измельчения; 1 - номер цикла измельчения;

- число воздействий рифлей на частицы продукта в 1-ом цикле измельчения.

Определим число воздействий рифлей На частицы измельчаемого материала в циклах измельчения.

Ео = то ^ Ч- V -г-+ V-Г + Ео(1,-п> V?-=

4 = ш0 (1.- + п] V + тоПЕ2 (1-п) К^Г •

й б.

Если п = 0, то ^ = (га0- 1*0 К^1 , т.е.

измельчаемый материал ведет- себя как хрупкий.

й

Если п = 1, то И = ш -т2-, т.е. измельчаемый материал 1 0 1»

ведет себя как пластичный. Введем обозначения:

Ъо= (1

(1„ , , <1 л, ,

После проведения преобразований и применения теоремы Везу получены формулы расчета гранулометрического . состава в

координатах 41 <----> т^..^ ( ^ - масса частиц по фракциям

крупности) (табл. 22).

Таблица 22

Формулы расчета гранулометрического состава в координатах

й1<">ши

Крупность частиц

Масса частиц

ш

1 а,

И.Ь1 й3 7 и и и

ъ1'1- ь1"1

Г__2_____1__1

"Б

4 I

44

;1 - п) а3 7

т 1/2 0 1

„ „3 йойА

Ь I1

ь + ъ

О 1

1-2

- ъ_

(1 - п)2 й3 7

■ [ъ + Ъ + Ъ]1_3 - Ь'~3 • ____А__________з___

[ь + Ь + Ь ] - Ь

V. О 1 2) 3

(1 - пГ

¡г--1-

(1 - п)]

Г[ьо + [ь0+ ь1+...+ьЬ1) -ъ.

Интегральные кривые гранулометрического состава строятся в следующих координатах (табл. 23).

х

X

Таблица 23

Координаты интегральных кривых гранулометрического состава

Крупность частиц

Масса частиц нарастающим итогом

"Vij

"WVi.j-i

Bylj;4i,j-i+ V ио d0 1

d

о

При проектировании и эксплуатации технологических

процессов, где измельчение является основной или одной из основных операций, важно знать не" только гранулометрический состав измельченного материала, но и качественные -показатели фракций измельченного продукта. Зольность продукта Z^ можно определить по количеству и зольности оболочек и эндосперма.

Формулы в табл. 23 и . выведены для определения гранулометрического состава однородных по своему составу продуктов.

Если принять, что отдельно взятые эндосперм -и оболочки -однородные материалы, то появляется возможность определить зольность фракций измельченного продукта.

Известно, что оболочки и эндосперм перерабатываемого продукта измельчаются селективно. Причем степень измельчения оболочек значительно ниже, чем эндосперма, чем объясняется большая разность в зольности муки и отрубей.

Следовательно, можно утверждать, что К^ < Киэ, а п0> пэ, где Кио; К^ - показатели степени измельчения оболочек и

Таким образом массу частиц фракций для оболочек т следует рассчитывать по формуле:

эндосперма;

п., п - доля частиц оболочек и эндосперма, не

О о

измельчаемых в данном цикле измельчения.

m

i jo

X

X

(1 - n0)J d^ y0 ;

о

массу частиц фракций для эндосперма т.следует рассчитывать по

1

формуле: тиэ

п ]г] 0 1 ]-1

шоАгв~'^--------

(V

(1 -V1

*) и

V- +ь I1

V-

тоо + тоэ = :

где т

т„

оо* "*оэ уо; 7 в

Если известно сколько оболочек и

в

количество частиц оболочек и эндосперма поступающем на измельчение продукте; объемная масса оболочек и эндосперма.

эндосперма содержится в поступающем на измельчение продукте, то его зольность Ъ равна:

П 4 О 00

+ 2этоэ>/то-

Если разделить измельченный продукт на сите с размером

отверстий, равным <1

и

схй_

то зольности схода и прохода будут равны:

(т * - т. 1

шйао1.

+ 2э1т0; -

гаоо + тоэ - гас1зо - шс1зэ

тЛ „ о азо

+ 2э тйзэ

тйзо + тйзэ

хруйккх и и программы

щй "

По математическим моделям измельчения пластично-хрупких материалов составлены алгоритмы расчета гранулометрического состава.

В табл. 24 приведены данные расчетов по модели измельчения продукта с зольностью 1,88 % и содержанием в нем 80 % эндосперма и 20 % оболочек. При крупности извлеченного продукта 165 мкм (извлечение муки) в первом варианте получено в муке 32 % эндосперма и 1,9 Я оболочек. При зольности эндосперма 0,35 % и оболочек - 8,0 % зольность муки составляет 0,78 %. Во втором варианте извлечение эндосперма и оболочек в муке составило, соответственно, 64,0 % и 4,2 %, что соответствует зольности муки 0,82 %.,

На рис. 7 изображены расчетные кривые гранулометрического состава эндосперма и оболочек при различных режимах измельчения. Первая и вторая кривые гранулометрического состава эндосперма и оболочек получены при трех циклах измельчения, а третья и четвертая - при пяти циклах измельчения. Остальные параметры одинаковые.

3

X

Таблица 24 Расчет извлечений эндосперма и оболочек

Параметры

Количество ^яклов измельчения

Исходный размер частиц, мм

Показатель степени измельчения К^

Шаг рифлей, мм

Доля неизмельчен-ных частиц в каждом цикле измельчения

Извлечение муки, %

1

Номер кривой__

2 : 3"

____эндосперм

3

0,5 6 1

0,1

32

оболочки

5

0,5

6 1

0,1 64

3

0,5 б 1

0,9 1,9

5

0,5

6 1

0,9 4,2

Таким образом, предложен новый подход к разработке модели технологических процессов переработки зерна в муку, основанный на кинетике измельчения составных частей зерна и промежуточных продуктов.

ОСНОВНЫЕ

ВЫВОДЫ ПО системного

РАБОТЕ

1. На основе принципов системного подхода и анализа, на основе выявленных, научно обоснованных и практически подтвержденных взаимозависимостей между входными и выходными параметрами всех этапов технологического процесса, а таете на основе известных и феноменологических представлений о процессах, происходящих при измельчении, сортировании и обогащении соответствующих продуктов, разработана комплексная информационная модель технологического процесса, в которую входят взаимоувязанные модели:

модели расчета и формирования единой схемы технологического процесса;

- модели расчета размеров отверстий сит и адресации их по группам сиг рассевов и по ярусам сит ситовеечных машин;

- модели расчета количества и зольности всех промежуточных продуктов, муки и отрубей на всех этапах технологического процесса. '

2. Для расчета и формирования единой схемы технологического процесса на основе системного анализа множества технологических схем сформированы пакеты модулей всех этапов технологического процесса, охватывающие большинство структур технологических схем, встречающихся на мельзаводах, оснащенных вальцовыми станками БВ и А1-БЗН, рассевами ЗРШ-М и РЗ-БРБ и ситовеечными машинами ЗМС и А1-БС0.

3. Выявлены, научно обоснованы и практически подтверждены взаимосвязи между исходными минимальными размерами продуктов, текущими суммарными извлечениями и размерами отверстий сит, проходом и сходом которых получают соответствующие продукты в драном процессе и принципы подбора сит по ярусам ситовеечных систем и по группам сит в рассевах в шлифовочном и размольном процессах. На этой основе разработаны модели расчета размеров отверстий сит и адресации их по группам сит рассевов , и ярусам ситовеечных машин всех систем технологического процесса.

4. На основе известных и феноменологических представлений о процессах, происходящих при измельчении, сортировании и обогащении соответствующих продуктов выявлено научно обосновано и практически подтверждено комплексное влияние основных количественно-качественных показателей зерна пшеницы, режимов измельчения на всех системах, кинематических, геометрических и микрогеометрических параметров рабочих органов вальцовых станков и размеров отверстий сит в рассевах на выход и зольность промежуточных продуктов, муки и отрубей, и на этой основе разработаны модели расчета количественно-качественного баланса драного, 'ситовеечного, шлифовочного и размольного процессов.

5. Испытания моделей технологическими тестами, проверка соответствия расчетных и фактических значений размеров отверстий сит, сравнительная оценка количества и зольности фракций продуктов и муки на всех этапах технологического процесса выборочными коэффициентами корреляции с их 95 %-ными доверительными интервалами, критериями Фишера и х2~ критериями показала, что все модели адекватны реальным процессам.

6. Разработана адаптированная по структуре технологического процесса и по размерам отверстий сит рассевах и ситовеечных

системах модель технологического процесса мельзавода в г.Раменское. Испытаниями модели технологическими тестами и проверкой адекватности количественно-качественных показателей доказана ее работоспособность.

7. Разработана теория формирования гранулометрического состава при измельчении зерна и промежуточных продуктов, позволяющая в дальнейшем совершенствовать модель технологического процесса.

8. Модель и программа расчета могут быть использованы:

- для проектирования технологических схем мельзаводов любой производительности;

- в качестве автоматизированного рабочего места технолога мукомольного завода;

- в научных целях для определения влияния всех входных параметров на промежуточные и конечные результаты работы мельзавода;

-'для углубленного обучения учащихся, студентов, персонала мельзавода, а также специалистов, повышающих квалификацию.

9. Модель и программа расчета внедрены в .учебный процесс Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова и используются для научных исследований, для проведения лабораторных работ, в курсовом и дипломном проектировании. Модель и программа расчета были использованы при проектировании мельзавода производительностью 120 т/сутки для совхоза "Сигнал" Завьяловского района Алтайского края и при проведении экспертизы технологической части проекта техперевсюружения размольного отделения мельницы АОЗТ Челябинский КХП им. Григоровича.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Вашкевич В.В. Пути совершенствования драного процесса

современного сортового помола пшеницы. - Дис. ___ канд. техн.

наук.- М., 1970.

2. Вашкевич В.В. Пути совершенствования драного процесса современного сортового помола пшеницы. - Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 1970. - 26 с.

3. Вашкевич В.В., Тарутин П.П.. Определение производительности вальцового станка.- М.:ЦНИИТЭИ, 1978. - С. 6-10.

4. Вашкевич В.В., Лузев B.C. Математическая модель процесса крупообразования при переработке пшеницы в муку // Совершенствование рабочих органов сельскохозяйственных машин: Межвуз.сб./ Алт.политехи.ин-т.- Барнаул, 1985. - С. 48-54.

5. Вашкевич В.В., Ильин A.C. Технологическая эффективность драного процесса в сортовом помоле пшеницы. -М.: ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1975, 24 с.

6. Вашкевич В.В., Горнец О.Б. Методические указания к лабораторным работам по технологии мукомольного производства/ Алт. политехи, ин-т им. И.И.Ползунова.- Барнаул: Б.и.,1991.-81 с.

7. Вашкевич В.В., Горнец О.Б. Анализ технологической схемы размольного отделения мельзавода с помощью ЭВМ. - Деп. ЦНИИТЭИ хлебопродуктов 29-04.87, N 771-хб. ~ 6 с.

8. Вашкевич В.В., Горнец О.Б. Основы систем автоматизированного проектирования драного процесса. - Деп. ЦНИИТЭИ МЕШзага СССР 19.02.85, N 535. - 13 с.

9. Вашкевич В.В. Расчет минимальных размеров сходовых продуктов в технологии сортовых помолов пшеницы. - Деп. ЦНИИТЭИ хлебопродуктов 29.04.87, N 772-хб. - 6 с.

10. Вашкевич В.В. Технология размола зерна в муку:Лаб. практикум/ Алт. политехи, ин-т им. И.И.Ползунова.- Барнаул: Б.и., 1991.- 79 с.

11. Вашкевич В.В., Лузев B.C. Влияние точности изготовления вальцов на стабильность работы вальцового станка.- Деп. ЦНИИТЭИ Минзага СССР 3.12.80, N 142.- 6 -с.

12. Вашкевич В.В., Макшанова Е.Д. Новый метод расчета производительности вальцового станка. - М.: ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1974. - 28 с.

'13. Вашкевич В.В., Тарутин П.П., Кондратьев А.И.. Тимукас А.Ф. Износостойкость валков и ее использование // Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность. - 1973- - N10.-5 с.

14. Вашкевич В.В., Тарутин П.П., Кондратьев А.И. К

вопросу о расчете производительности вальцового станка. Труда ВЩИЗ, 1973, вып. 73. - 3 с.

15. Вашкевич В.В., Вашкевич Э.А. Реконструкция питающего механизма вальцового станка//- Процессы пищевой технологии.-1972.-Вып. 8. - 5 с.

16. Вашкевич В.В., Тарутин П.П., Кондратьев А.И.. Тимукас А.Ф. Оперативное определение шероховатости и биения валков вальцовых станков //Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность. - 1971. - N 7. - 3 с.

17. Вашкевич В.В., Тарутин П.П., Кондратьев А.И.. Тимукас А.Ф. Приспособление ПИВ для измерения биения мукомольных валков в вальцовом станке // Хранение и переработка зерна.- М., 1971. - 3 с.

V 18. Вашкевич В.В., Тарутин П.П., Кондратьев "А.И.. -О скорости движения продукта в зоне измельчения вальцового станка.- Труды ВНИИЗ. - М.,1970. - Вып. 68. — 3 с.

19. Вашкевич В.В., Тарутин П.П., Зотьев А.И.,Тимукас А.Ф. К ■ методике определения состояния рабочей поверхности мукомольных валков.- Труды ВНИИЗ. - М.,1970. - Вып. 68. - 5 с.

20. Вашкевич В,В. К вопросу о скорости продукта при выходе из зоны измельчения вальцового станка.- М.:ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1970. - 1 с.

21. Вашкевич В.В., Тарутин П.П., Кондратьев А.И. 0 скорости размола в размалывающем пространстве // Всесоюзный центр переводов научно-технической литературы и информации, 1202 п, Ц-40677. - М., 1975.- 6 с.

22. Вашкевич В.В. Проведение лабораторных помолов на мельничной установке ЛМ. - М.:ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1977.-2 с.

23. Вашкевич В.В..Лузев В.С. Оценка эффективности сортового помола пшеницы. - М.: ВИНИТИ, 1980. - N 9. - 5 с.

24. Вашкевич В.В., Лузев В.С. 0 стабилизации нагрузок на вальцовые станки.- М.: ВИНИТИ, 1980. - N 10. - 7 с.

25. Вашкевич В.В., Старовойтов В.Н. Математическое описание драного процесса сложного сортового помола пшеницы. -М.: ВИНИТИ, 1984.- N 9. - 5с.

26. Вашкевич В.В.,' Старовойтов В.Н. Математическое

описание ' ситовеечного процесса сложного сортового помола пшеницы. - М.: ВИНИТИ, 1984. - N 9. - 5 с.

27. Вашкевич В.В., Старовойтов В.Н. Математическое описание размольного процесса сложного сортового помола пшеницы. М-: ВИНИТИ, 1984- - N 9. - 5 с. '

28. Вашкевич В.В., Старовойтов В.Н. Математическое описание шлифовочного процесса сложного сортового помола пшеницы. - М.: ВИНИТИ, 1984. - N 9- - 4 с.

29. Вашкевич В.В., Горнец О.Б. Измельчение хрупких материалов.- М.: ВИНИТИ, 1986. - N 5. - 5 с.

30. Вашкевич В.В., Лузев B.C., В режиме диалога с электронной машиной // Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность. - 1986.- N 11. - 4 с.

31. Вашкевич В.В. Исследование процесса измельчения зерйа. Мет. указания к лабор. работам. - Барнаул: Б.и.,1986. -10 с.

.32. Вашкевич В.В. Расчет количественного баланса драного процесса. Мет. указания к лабор. работам. - Барнаул, Б.и., 1986. - 8 с.

33. Вашкевич В.В. Исследование процесса измельчения зерна при ударном нагружении. Мет. указания к лабор. работам. -Барнаул: Б.и.,1986. - 9 с.

34. Вашкевич В.В., Лузев B.C., Старовойтов В.Н. Исследование драного процесса на математической модели. Мет. указания к лабор. работам. - Барнаул: Б.и.,1986. - 19 с.

35. Вашкевич В.В. Методические указания к лабораторным работам по технологии мукомольного производства.-Барнаул, 1988. - 81 с. •

36. Вашкевич В.В., Лузев B.C., Карпин Е.Б. Анализатор содержания оболочек в муке // Хлебопродукты.- 1988. -N 8,- 4 с.

37. Вашкевич В.В., Лузев B.C., Карпин Е.Б. Математическая модель процесса крупообразования при переработке зерна в муку.- Киев: Знание, 1988. - 4 с.

38. Вашкевич В.В., Старовойтов В.Н., Могучева Э.П. Расчет степени развитости драного процесса сложного сортового помола

пшеницы. Мет. указания к лабораторным работам. - Барнаул, 1985. - 21 с.

39. Вашкевич В.В., Брасалин С.Н. Учебно-исследовательская работа студентов/ Учебное пособие. - Барнаул, 1990. - 93 с.

40. Вашкевич В.В., Могучева Э.П., Гондаренко H.A. Современные мукомольные заводы. Размольное отделение. Мет. указания к курсовому и дипломному проектированию.- Барнаул, 1987. - 26 с.

41. Оценка- эффективности сортового помола пшеницы / Вашкевич В.В., Лузев В.С.//Технология и оборудование пищевой промышленности и пищевое машиностроение:Межвуз. сб. Краснодар, 1983.-С. 75-82.

42. Тарутин П.П., Кондратьев А.И., Тимукас А.Ф., Вашкевич В.В., Мурызева Т.П. Измельчение,зерна на нарезных и шероховатых двухслойных валках из легированных сплавов чугуна при сортовых помолах пшеницы // Новое в технологии производства муки и крупы. - М.: ЦНИИТЭИ, 1971. - С. 26 - 44.

43. В.В.Вашкевич, О.Б.Горнец. Модель количественного баланса драного процесса//Труды факультета пищевых производств: Сб.статей / Барнаул; Изд-во АлтГТУ, 1994. - 3 с.

44~. В.В.Вашкевич, О.Б.Горнец. Модель ■ качественного баланса драного процесса//Труды факультета пищевых производств: Сб.статей / Барнаул:•Изд-во АлтГТУ, 1994. - 4 о.

45- В.В.Вашкевич, О.Б.Горнец. Оценка степени совершенства технологического процесса . сложных сортовых помолов пшеницы//Труды факультета пищевых производств: Сб.статей / Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1994. - 2 с.

46. В.В.Вашкевич. Модель шлифовочного процесса //Труды факультета пищевых производств: Сб.статей / Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1994. - 3 с.

47. В.В.Вашкевич. Модель размольного процесса //Труды факультета пищевых производств: Сб.статей / Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1994. - 3 с.

48. A.c. 1777956 СССР, МКИ В02 с 4/06,4/38. Вальцовый станок / В.В.Вашкевич, О.Б.Горнец и др. Опубл. в Бюл. N 44, 1992.

49. A.c. 1383151 СССР, МКИ G 01 N 15/02. Способ определения содержания частиц оболочек в муке и устройство для его осуществления '■/ В.С.Лузев, В.В.Вашкевич, Е.Б.Карпин. Опубл. в Бюл. N 11, 1988.

50. A.c. 1427226 СССР , МКИ G 01 N 3/30. Маятниковый копер / В.В.Вашкевич. Опубл. в Бюл. N 36, 1988.

51. A.c. 1551415 СССР, МКИ В 02 С 4/28. Устройство для исследования процесса измельчения / В.В.Вашкевич. Опубл. в Бюл. N 11, 1990.

52. A.c. 1728363 СССР, МКИ Е02 D 1/00. Устройство для динамических испытаний грунта/ В.Вашкевич, С.Н.Брасалин и др. Опубл. в:Бкш. N 15, 1992.

53. Патент 1569039 РФ, МКИ В07 В 1/42. Устройство для сообщения колебаний рассеву / В.В.Вашкевич, О.Б.Горнец. Опубл. в Бюл. N 21, 1990. '

54. Патент 1671367 РФ, МКИ В07 В 1/42. Привод для собщения колебаний просеивающему устройству / В.В.Вашкевич, О.Б.Горнец. Опубл. в Бюл. N 31, 1991.

55. Патент 2000837 РФ, МКИ В 02 С 4/06. Питающий механизм вальцового станка / В.В.Вашкевич, О.Б.Горнец и др. Опубл. в Бюл. N 37-38, 1993.

56. Патент 2004352 РФ, МКИ В07 В 1/38. Рассев / В.В.Вашкевич, С.Н.Брасалин и др. Опубл. в-Бюл. N 45-46, 1993.

57. Waschkewitsch W.W., Tarutin P.P., Kondratjew A.I. Geschwindigkeit des Mahlprodukt in der Mahizone / Die Mühle+ Mischfutterwerk, Heft 8,109, 1972. - 3 S.

58. Waschkewitsch W.W., Tarutin P.P., Kondratjew A.I. Verschleißfestigkeii der Walzen und ihre Ausnutzung / Die Mühle+ Mischfuttertechnik, Heft 13, 1974. - 3 S.

59. Waszkiewicz W.W., Tarötin P.P., Kondratiew A.I. Pogladyna szybkosö mlewa w przestrzeni mielaoej / Przeglad Zborow-Mynarski.T.18,N3, 1974. -3s.

Подписано в печать i8.iO.35 . Формат 60x84 1/16. Отпечатано на К1С0Н. Усл.п.л.2, Тирах -/ОО экз. Заказ 95 - 690,

Издательство Алтайского государственного технического университета ям.И.И.Ползунова,656099,г. Барнаул, пр-т Ленина,46

Отпечатано в типографии Алтайского государственного технического университета,г.Барнаул,пр-т Ленина,46