автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и исследование центробежного смесителя-диспергатора с направленной организацией движения потоков для переработки сыпучих материалов

На правах рукописи

МАНЬЯНОВ ВИКТОР ИСУПОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО СМЕСИТЕЛЯ-ДИСПЕРГАТОРА С НАПРАВЛЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИЕЙ ДВИЖЕНИЯ ПОТОКОВ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность: 05.18.12 — Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Научный руководитель - заслуженный деятель науки РФ, доктор

Официальные оппоненты — доктор технических наук, профессор

Хорунжина С.И. — кандидат технических наук Зверев В.П.

Ведущая организация — ОАО «Кемеровский хладокомбинат»

Защита состоится «20» октября 2006 г. в «15°°» час. на заседании диссертационного совета К 212.089.01 при ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности по адресу: 650056, г.Кемерово, бульвар Строителей, 47.

Факс:+(3842) 73-41-03

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

Автореферат разослан «18» сентября 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических

наук, доцент Бакин И.А.

технических наук, профессор Иванец В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. При производстве сухих и увлажненных комбинированных продуктов питания одной из основных проблем является равномерное распределение различных добавок (витамины, БАД, наполнители, стабилизаторы, ароматизаторы и т.д.), вносимых в небольших количествах (0,01-1%), по всему объему смеси.

Аналогичную проблему приходится решать в других отраслях промышленности (химическая, электротехническая, строительная, авиакосмическая), например, при производстве новых композиционных материалов, различных шихт для получения стекла и искусственных алмазов, электронных и электротехнических изделий и т.п. Поэтому рассматриваемая проблема является межотраслевой.

Для решения этой задачи в промышленности вынуждены использовать исходные компоненты не только в мелкозернистом, но и дисперсном состоянии. В последнем случае они как при хранении, так и в процессе смешивания способны образовывать конгломераты из частиц.

Смесители, выпускаемое серийно, как правило, не способны их разрушать или делают это с большими затратами энергии и времени. Однако высокая интенсивность и эффективность процесса смешивания дисперсных материалов могут быть обеспечены только при надежном разрушении конгломератов частиц. Поэтому высокое качество смеси в этом случае может быть получено только при совмещении процессов смешивания и диспергирования в одном аппарате. Определенные трудности возникают и при равномерном распределении небольших по объему жидких добавок в основной массе смеси.

Для интенсификации процесса смешивания необходимо использовать такие пути и подходы, которые позволили бы увеличить турбулизацию и циркуляцию смешиваемых потоков, при одновременном снижении энергопотребления и металлоемкости. Среди данного типа оборудования наиболее зарекомендовали себя конусные смесители-диспергаторы центробежного типа.

Незавершенность исследований по этим вопросам сдерживает разработку новых конструкций смесителей-диспергаторов центробежного типа, которые более полно отвечали бы требованиям каждого конкретного производства.

Поэтому разработка эффективных малогабаритных смесителей-диспергаторов центробежного типа с конусным ротором для переработки мелкозернистых и дисперсных материалов (при соотношении смешиваемых компонентов 1:100 и белее), создание теории и методики их расчета является актуальной научной задачей, представляющей большой практический интерес для пищевой и ряда других отраслей промышленности.

Диссертационная работа подготовлена во исполнение гранта Министерства образования РФ Т02-06.7 — 1238 «Научно-практические основы разработки смесителей центробежного типа с регулируемой инерционностью для

получения сухих и увлажненных композиционных материалов» и плана НИР КемТИПП № 2005/4 «Теоретические и практические аспекты. процессов смешивания и гомогенизации в производстве мясных комбинированных продуктов питания». .,-....

Цель работы. Разработка новой конструкции высокоэффективного смесителя диспергатора центробежного типа с.направленной организацией движения потоков, для получения сухих и увлажненных комбинированных смесей (соотношение компонентов 1:100 и более), на основе анализа результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов смешивания и дозирования.

Задачи исследований. В соответствии с поставленной целью в настоящей работе решались следующие основные задачи:

— математическое моделирование процесса смешивания в центробежном смесителе периодического действия с различной топологией материальных потоков с использованием теории цепей Маркова;

— исследование влияния различных факторов на процессы смешивания и диспергирования с целью нахождения их рациональных значений;

— разработка новой конструкции центробежного смесителя-диспергатора периодического действия с направленной организацией движения материальных потоков, обеспечивающего получение качественных смесей при соотношении смешиваемых компонентов 1:100 и более;

— проверка полученных . математических моделей на адекватность реальному процессу;

— разработка алгоритма расчета . предложенной конструкции центробежного смесителя-диспергатора;

— разработка аппаратурного оформления стадий смешивания дисперсных композиций для получения некоторых комбинированных смесей.

Научная новизна. Создана математическая модель процесса смешивания в аппарате центробежного типа периодического действия с направленной организацией движения материальных потоков; получены регрессионные модели, описывающие влияние различных параметров на процессы смешивания и диспергирования в разработанной нами новой конструкции аппарата; предложен алгоритм расчета на ЭВМ его рациональных конструктивных и динамических параметров.

Практическая ценность и реализация результатов. Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов смешивания и диспергирования сухих и увлажненных комбинированных смесей позволил ^ нам разработать новую конструкцию центробежного смесителя-диспергатора периодического действия с направленной топологией материальных потоков в нем, обеспечивающую получение смеси заданного качества. Подана заявка № 2006105599 / 15 от 14.02.2006 г. на выдачу патента РФ на изобретение «Центробежный смеситель - диспергатор».

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

Автор защищает. Математическое описание процесса смешивания в центробежном смесителе периодического действия; результаты экспериментальных исследований влияния различных параметров на процессы, протекающие в нем; новую конструкцию центробежного смесителя-диспергатора периодического действия и методику его проектирования и расчета.

" . ' '■ Апробация работы. Основные положения, ' изложенные в - "диссертационной работе, были представлены и обсуждены на ежегодных научных конференциях Кемеровского технологического института пищевой промышленности (2003 — 2006 г.г.); 5-ой Международной научно-технической конференции «Пища. Экология. Человек», МГУПБ, Москва, 2003 г.; 2-ой Международной научно - практической конференции «Перспективы производства продуктов питания нового поколения», ОГАУ, Омск, 2005г.; Всероссийской научно-практической конференции «Технология и техника агропромышленного комплекса», ВСГТУ, Улан-Уде, 2005 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ (в том числе две статьи в центральных журналах).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы и приложений; включает 50 рисунков, 23 таблицы. Основной текст изложен на 128 страницах машинописного текста, приложения — на 10 страницах. Список литературы включает 108 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и сформулирована цель работы, приведена ее общая характеристика.

В первой главе проведен анализ состояния и перспектив развития оборудования для получения сухих смесей комбинированных продуктов питания. Сформулированы требования, которым должны отвечать конструкции центробежных смесителей нового поколения.

Во второй главе рассмотрены вопросы моделирования процесса смешивания сыпучего материала в смесителе с позиций случайного марковского процесса, дискретного во времени и пространстве состояний. .

Приведено математическое описание структур материальных потоков внутри исследуемого аппарата. Для этого в его рабочем объеме выделены основные зоны, по которым происходит движение материала под воздействием инерционных сил, возникающих при вращении ротора: с]р с2, с3, С4, с5 (Рис.1). Система С может находиться , в одном из счетного множества несовместных состояний Сь Случайным процессом является перемещение частицы из одного

положения в рабочей зоне в другое, т.е. переход системы С из состояния С; в ^ в фиксированные моменты времени ^ (п=0, 1, 2,...), с вероятностью ру((п).

ГЛи—

Кл-

I

♦Ли-!-!

—

Рис. 2. Граф состояний системы С перемещения частиц материала в рабочем объеме смесителя

Рис. 1. Зоны локализации материала в рабочем объеме аппарата

При исследовании периодического смешивания рассматривается однородная цепь Маркова, т.е. процесс у которого переходные вероятности не зависят от времени рч(1ц)= р^. , со следующими ограничениями: 2ру=1, при 0<ру<1. Матрица Р, составленная из элементов ру, является матрицей вероятностей перехода Р=( рч).

Среднее число частиц М,(1), находящееся в момент времени I в состоянии сь с учетом того, что по системе С независимо друг от друга блуждает N частиц, вычисляется по формуле:

М^0=К Р1(0, (1)

где Р,(Х) - вероятность того, что в момент времени г частица находится в

СОСТОЯНИИ С;.

Математическое ожидание числа частиц в состоянии с1+1 в момент времени :

Мц+1= Р -Мк.

(2)

Применительно к процессу смешивания вероятности рц выражаются через коэффициенты циркуляции материалопотоков по ротору аппарата, показывающие какая часть материала перемещается из зоны С1 в зону с^ Моменты фиксации состояния процесса Д1=(к-1), (к=1,2,3,...), где к - номер перехода (дискретный целочисленный аналог времени). Величина принимается достаточно малой, чтобы в течение одного перехода частица (система С) могла переместиться только в соседние ячейки, т.е. сделать один переход.

Массовое количество материала М^Д подаваемое в зону с, в момент времени 1=1П, запишется в виде матрицы (3), начальный вектор состояния Мо — (4):

Рп Р12 Р|3 Рн Р15

Р21 Р22 Р23 Р24 Р25

Рз1 Рз2 РЗЗ Р34 Р35

Р41 Р42 Р43 Р44 Р45

Р31 Рз2 Раз Р54 Рз5,>

•Мк) (3), М0=

1

О О

о

(4)

Матрица (3), при различных значениях коэффициентов циркуляции материала внутри аппарата, примет вид:

Мк+|=

1

О

Р32

0

1

О

1-Р24

О

о о

о

Р24 1-Р32 1-Р45 О

О >Т

о о

Р45

о

Мк

(5)

Коэффициентами модели являются: р24 — количество материала, проходящее через окна конуса; рл — количество материала, возвращаемого за счет направляющих лопастей на основание конуса; р45 - количество материала, возвращаемого из корпуса на конус за счет разгрузочной лопасти.

Данная модель описывает процесс заполнения зон материалом и позволяет рассчитать загрузку смесителя в целом (накопительную способность) и отдельных его частей в переходном и установившемся режимах работы. Результаты численного анализа модели, проведенные в прикладном математическом пакете с помощью специально написанного программного модуля, показали, в какой степени влияет на накопительную способность наличие в аппарате различных контуров циркуляции смеси. Получены следующие оптимальные коэффициенты циркуляции материала в различных зонах смесителя: р45=0,3, рз2=0,2, р24=0,1.

Рассмотрен марковский процесс гибели популяции (числа) объединений частиц А и В, и, соответственно, рождения популяции (числа) ассоциатов смеси АВ. Граф, показывающий структуру потоков в которых происходит перераспределение частиц материала, показан на рис. 2.

Изучено поведение случайной величины Х(1:п), характеризующей количество ассоциатов смеси АВ в с; зоне смесителя. Для этого определены р,0„) = р{Х(1п) = х} - вероятности того, что в момент времени 1=1П (п=0,1,2,...) целочисленная случайная величина Х(1:г) примет значение х=1,2,3,...Ы|; где Н -максимальное число ассоциативов смеси АВ, образовавшихся на момент времени 1=1„ в зоне С1. Вектор вероятностей состояний системы в момент времени для всего смесителя:

N„=N(0=

(6)

Р2(*п) Р„(0.

Фиксируя (6) через конечные промежутки времени, за которые произойдет иммиграция частиц смешиваемых компонентов в исследуемую зону, зависимость между и N^+1 можно записать в матричной форме: ык+1=лт-:мь (7)

где Л = ), а ^ - интенсивность изменения случайной величины Х(г) в зоне ^ за счет иммиграции частиц смешиваемых компонентов из зоны с^ Из характера процесса смешивания и работы смесителя следует, что А, у = р^ ■ где Ру — вероятности перехода (выраженные через коэффициенты циркуляции материала на роторе), а — интенсивность, с которой увеличивается число

ассоциатов АВ при движении материала из зоны с,, где их число было равно нулю, в зону С), т.е. это коэффициент, показывающий насколько хорошо тот или иной поток смешивает компоненты.

Начальный вектор системы N0 имеет следующий вид: . , - .

^д +N8

N0=

О

О

(8)

где ЫЛ + Нв - число объединений групп частиц компонентов, представляющих наименьшее число частиц, из которых можно образовать смесь А + В =АВ.

При помощи построенной математической модели проанализировано изменение коэффициента неоднородности смеси Ус в аппарате периодического действия, для чего найдены их значения, в каждой выделенной зоне:

\Т ...

Х.,2 Х13 V >

^•22 ^•23 Х24

Х-32 ^33 Я-34

^41 А-42 Л. 43 ^-44/

V,.

(9)

Данная модель описывает изменение с течением времени коэффициента

\т

неоднородности Ус в каждой из выделенных зон. Модель смесителя примет следующий вид:

О (1-Рп)-И|2 Рп'Шз 0

О О

(1-Рз4>-ЦзЗ Р34-Й34

о ,

Р21 ' М-21 0

0 0

0

Начальный вектор состояния: Ус =

0

'П

1

1

(10)

(11)

При решении полученной системы относительно переменных Ус,, Ус2, Ус3, Ус4, вычислены значения коэффициентов неоднородности в виде массивов данных, как в каждой зоне смесителя, так и на выходе из него. Модель реализована на ЭВМ в прикладном математическом пакете «МаЛсасЬ

В третьей главе рассмотрены вопросы аппаратурного и методологического обеспечения экспериментальных исследований. Приведено описание лабораторно-исследовательского стенда, включающего в свой состав блок дозаторов, смеситель-диспергатор, блоки управления и измерительных приборов, отбора и анализа проб.

Предложенный нами оригинальный центробежный смеситель-диспергатор (ЦСД) (Рис. 1) работает следующим образом.

Исходные компоненты поступают на плоское основание вращающегося конуса ротора. Под действием центробежной силы они ускоренно движутся от центра к периферии, распределяясь равномерно по поверхности конуса. Здесь материалопоток разделяется на три части: первая проходит через перепускные окна с режущими кромками, расположенные в нижней части конуса, при этом диспергируясь; вторая движется по образующей конуса и сбрасывается через его верхнее основание на эллиптическое днище смесителя, где происходит наложение основного и опережающего потоков (процесс усреднения компонентов); третья - отражаясь от направляющих лопастей, расположенных на внутренней поверхности конуса, возвращается к его основанию. Контур рециркуляции обеспечивается тем, что угол установки этих лопастей меньше угла подъема частиц по образующей конуса. Материалопоток, толщина слоя которого превышает высоту окон направляющих лопастей, делится на три части: первая проходит через окна и движется вместе с основным потоком по поверхности конуса; вторая, наталкиваясь на поверхности лопастей, возвращается к центру ротора, образуя контур рецикла; третья - через вырезы, выполненные в верхней части лопастей, сбрасывается на основной поток. Разгрузочная лопасть с

режущими кромками, размещенная над днищем смесителя, отогнутыми концами забрасывает материал навстречу основному потоку.

Интенсификация процесса смешивания достигается тем, что по всей длине нижней части направляющих лопастей выполнены прямоугольные отверстия, а верхней - вырезы, имеющие ту же форму. Благодаря этому на поверхности ротора создается движение материалопотоков в тонких, разреженных слоя, с направленной организацией прямых и обратных рециклов с последующим их многократным пересечением, что положительно сказывается на качество смеси.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований смесителя-диспергатора центробежного типа, алгоритм его расчета и примеры промышленной реализации.

На первом этапе определяли минимальную частоту вращения конуса пт|„, при которой начинается движение сыпучего материала по его внутренней поверхности, в зависимости от угла конусности (у=60°н-120°) и коэффициента внешнего трения ((„=0,46-^0,62). Результаты экспериментов приведены в таблице 1.

■ Таблица 1

Среднее значение минимальной частоты вращения конусного ротора (с-1)

в зависимости от угла конусности и коэффициента трения материала по стали

Уши 7» град Материал и средний коэффициент его трения по стали

Сахарный песок, &=0,46 Сухое молоко, = 0,48 Песок речной, Г„ = 0,52 Крупа манная, = 0,54 Мука 1-го сорта, 4=0,59 Сода пищевая, 4=0,62

60 3,60 3,85 3,85 3,85 4,1 4,15

70 3,00 3,10 3,10 3,05 3,15 3,35

80 2,35 2,50 2,50 2,40 2,60 2,65

90 1,90 2,10 2,01 2,10 2,30 2,35

105 1,85 2,00 1,95 2,05 2,10 2,20

120 1,75 1,85 1,80 1,85 1,90 2,00

Анализ опытных данных показывает, что на величину птш влияние оказывает главным образом угол конусности. Поэтому целесообразно выбирать его величину в диапазоне у=70°-н 120°.

Значение средней скорости движения материала по внутренней поверхности конуса Уср находили в зависимости от изменения частоты его вращения (п=5-г] 5с"1) и угла конусности (у=70°-И 00°). Опыты проводились следующим образом. Во вращающийся конус подавали песок с производительностью 0=0,2 кг/с. В некоторый момент времени одновременно прекращали подачу песка и останавливали конус. После этого измеряли количество материала М (кг), оставшегося внутри него. По известным

значениям величин С? и М оценивалось время г (с) нахождения песка на конусе как отношение М к О. Далее, зная длину образующей конуса 1 (м), вычисляли среднюю скорость движения материала по его поверхности (УсрИ/^р).

Был проведен ПФЭ 22. По его результатам получено следующее уравнение регрессии:

. Уф = - 0,03 +0.008• п + 0.0004• у + 0.0002-п-у . (12)

В связи с тем, что на поверхности конуса выполнены перепускные окна, обеспечивающие движение опережающих потоков и циркуляцию, была проведена оценка влияния их геометрических размеров на величину коэффициента перераспределения материала. Было выявлено, что наибольшее влияние оказывает их относительная ширина вот„, равная отношению ширины окон к расстоянию между ними. Определение значения коэффициента перераспределения производилось следующим образом. На вращающийся конус подавалось определенное число материала М (кг). При этом часть материала, прошедшая через перепускные окна, скапливалась в цилиндрическом сборнике. Другая же часть, движущаяся по поверхности конуса, сбрасывалось с него на днище смесителя. Далее измеряли массу т (кг) той части материла, которая накопилась в сборнике. Коэффициент перераспределения а рассчитывался по выражению:

а = (1~т/М)Л00%. (13)

Анализ опытных данных показал, что процесс перераспределения потока в конусе в исследованном диапазоне мало зависит от частоты его вращения и свойств сыпучих материалов.

При работе ЦСД выявлено, что быстровращающиеся поверхности ротора создают воздушные вертикальные потоки, вовлекающие в движение частицы высокодисперсных компонентов. В результате образуется пылегазовый поток, что приводит к сепарации компонентов смеси и их витанию.

Скорость движения воздушного потока можно разложить на две составляющие: окружную и радиальную. Для определения значений радиальной скорости воздушного потока на диске и конусе был поставлен эксперимент. В ходе его проведения варьировалась окружная скорость вращения ротора (4-И 2 м/сек). Значения скорости воздушного потока определяли, с помощью микропроцессорного термоанемометра-термометра ТТМ-2.

Анализ результатов опытов показывает, что значения вертикальной и тангенциальной составляющих скорости воздушного потока заметно уменьшаются с увеличением соотношения диаметров корпуса и ротора.

Если это отношение превышает значение 1,3 , то значительно ухудшается качество смеси за счет проникновения воздушного потока во внутрь смеси, что приводит к сегрегации компонентов.

С целью определения влияния на качество смеси соотношения размеров частиц основного и ключевого компонентов (Д= 10+40), количества вносимой

влаги (С=2-ь6%) и ее вязкости (ц, мПахс=10-И30), нами реализован ПФЭ З3. В качестве. ключевого компонента был использован ферромагнитный порошок ПЖ — ВМ 1 ГОСТ 9849. Уравнение регрессии имеет следующий вид: Ус= -118,94-1,473 хС-0,198 хД-0,016 хц+0,095 хС *Д+

н-о^хсхц+х^зхс^о.оузхдчо.озгх^.го. (14)

Его анализ показывает, что наибольшее влияние на качество смеси оказывают соотношение размеров частиц основного и ключевого компонентов и количество вводимой жидкости. Для получения смеси хорошего качества необходимо, чтобы Д<10, а С< 4%. На рис. 3 представлена поверхность отклика, соответствующая уравнению (13).

Пи

ЕЗ10

Н1'

Соотношение размеров частиц О-с),/^. 10

Концентрация жидкости С, %

Рис. 3. Поверхность отклика при/и=70, мПа^с

Проведены исследования по определению зависимости качества бинарной смеси (Ус) от концентрации в ней ключевого компонента. В качестве основного компонента применялись сухое молоко, сахарный песок, речной песок. Объемная концентрация ключевого компонента варьировалась в пределах 0,25-ьб %, а частота вращения ротора составляла 10 с"1.

Результаты эксперимента (рис. 4) показывают, что ЦСД нашей конструкции позволяет получать смеси хорошего качества при соотношении смешиваемых компонентов 1:100. При его увеличении до 1:400 качество смеси можно считать удовлетворительным.

Для определения диспергирующей способности ЦСД варьировали частоту вращения ротора ю=10-н20с"', время 1=10-г-60с, коэффициент заполнения Ф=8-И6%.

Концентрация ключевого компонента в смеси, % Рис. 4. Зависимость коэффициента неоднородности смеси от концентрации в ней ключевого компонента

В качестве исследуемых компонентов использовали соль и сахар. Эксперимент проводился в аппаратах двух модификаций: 1) ротор состоял из конуса и диспергирующих лопастей; 2) ротор без лопастей. В первом случае измельчение производилось режущими кромками окон конуса и лопастей, во втором только кромками окон. Выявлено, что диспергирующая способность ЦСД без лопастей достаточна высокая.

Математическая обработка результатов опытов позволила получить следующую регрессионную зависимость между средним диаметром частиц и параметрами эксперимента

0ср=0,708-0,87хш-0,561x1+0,581 хф. (15)

Анализ зависимости показывает, что все три фактора значительно влияют на размеры частиц.

Для определения рациональной формы окон конуса нами реализованы два ПФЭ З3, Варьировались следующие параметры: коэффициент заполнения Ф= 15+45 %; время измельчения 1=40+120 с; разрушающее напряжение измельчаемого материла ст=3+7 МПа. В опытах использовались мелкозернистые материалы с размером частиц до 5 мм.

Исследовалось два вида перепускных окон: А) прямоугольные, располагаются в нижней части конуса и снизу ограничены поверхностью диска ротора (отношение их ширины к расстоянию между ними составляет 1:3); Б) изогнутые окна, проходят по всей высоте конуса и расположены по линии, близкой к траектории материапопотока (их ширина равна 3+5 диаметров частиц).

В качестве критерия оценки результатов эксперимента использовали долю измельченного материала Уд, %, рассчитываемую по выражению:

Уд°=Ул-Уд\ (16)

где Уд0 и V/ - доли измельченного материала, за счет перепускных окон и разгрузочных лопастей.

Получены следующие регрессионные зависимости. А) для прямоугольных окон:

Vau=16,85-3,01xl0^xK+0,21xt+0,l xa-MxKTxKxt-

-8,62 xl О"3 xtxo-0,11 хК2-0,09 xt2, %. Б) для изогнутых окон:

Уд°=24,1-4,31 х 10"2 хК+0,29 xt+ОД 48 *а-

(17)

-2,01 х 10"3xKxt-l,23xl0"2xt хст-0,15 хК2-0,12 х t2, %, (18)

U Me№iES3M*.7S% jCNwbOunwrRangi

Большая диспергирующая способность перепускных окон достигается в случае, когда они выполнены по линии, близкой к траектории материалопотока, так как при этом достигается комбинированное разрушение за . счет удара материала о кромку и его скольжения по ней. Диспергирующая способность перепускных окон значительно снижается при величине разрушающего напряжения материала более 13 МПА, а для разгрузочных лопастей 30 МПА. На рис. 5 представлен график сравнения качества диспергирования по «Box & Wisker».

Для . проверки адекватности разработанной математической модели проведено сопоставление данных, полученных экспериментальным путем и рассчитанных по модели в программном модуле. Итоговые значения коэффициентов корреляции показали достаточно высокую связь между ними.

Кроме того, проведена проверка адекватности модели с использованием критерия Фишера по - кинетическим кривым смешивания, полученным экспериментальным и расчетным путями. Исследования подтвердили, что построенная модель смешивания с высокой степенью адекватности описывает реальный процесс в смесителе — диспергаторе периодического действия.

С использованием центробежного смесителя-диспергатора нашей конструкции, прошедшего успешные опытно-промышленные испытания в НИИ переработки и сертификации продовольственного сырья КемТИПП, разработано аппаратурное оформление стадии смешивания посолочных композиций для мясных полуфабрикатов в ООО «Протеин Продукт Кемерово»,

Прямфупиьяыс ж«

Рис. 5. Сравнительные результаты эксперимента по диспергирующей способности аппарата

а также посолочных смесей для рыбных пресервов (ООО «Астронотус», г.

Кемерово). Чертежи смесителя - диспергатора и необходимая техдокументация

переданы заказчику для внедрения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе теории цепей Маркова и марковских процессов разработан комплекс моделей, описывающих процесс смешивания в центробежном конусном смесителе периодического действия, позволяющий прогнозировать его основные характеристики с учетом структуры движения материальных потоков в рабочем объеме аппарата. С помощью теоретического анализа моделей определены оптимальные коэффициенты циркуляции материала в различных зонах аппарата.

2. Разработана оригинальная конструкция центробежного смесителя-диспергатора, реализующая метод интенсификации процесса смешивания, заключающегося в многократном разделении материалопотока на части с последующим их пересечением или наложением, с использованием прямых и обратных рециклов.

3. Определены рациональные конструктивные и режимные параметры центробежного смесителя-диспергатора (величины угла раскрытия конуса и средней скорости движения материала по его внутренней вращающейся поверхности, а также размеры окон конуса). Изучено влияние на процесс смешивания: а) соотношения перерабатываемых компонентов и размеров их частиц; б) количество влаги, вносимой в основной компонент, и ее вязкости. Получены регрессионные модели процесса, адекватно описывающие опытные данные.

4. Исследовано влияние режимных и конструктивных параметров аппарата, а также свойств смешиваемых материалов на его диспергирующую способность. Выявлено, что процесс протекает на 30% эффективнее, если перепускные окна располагаются по всей высоте конуса. Получены расчетные зависимости в виде уравнений регрессии.

5. Разработаны аппаратурные оформления стадий смешивания посолочных композиций в производстве мясных и рыбных комбинированных продуктов питания и алгоритм расчета предложенной конструкции центробежного смесителя-диспергатора.

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ

1. Ратников С.А. Прогнозирование качества смешивания компонентов при получении сыпучих комбинированных продуктов / С.А. Ратников, Д.М. Бородулин, C.B. Аверкин, В.И. Маньянов // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2005. - № 7. - С. 17-19.

2. Иванец В.Н.. Определение диспергирующей способности центробежного смесителя / В.Н. Иванец, М.М. Винниченко, С.Г. Чечко, В.И. Маньянов // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2006. — № 7. — С. 68-70. !

3. Бакин И.А. Повышение эффективности процесса смешивания дисперсных продуктов питания / И.А. Бакин, В.И. Маньянов, C.B. Аверкин Л Пища. Экология. Человек: Материалы 5 Междунар. научно-техн. конф. — М.: МГУПБ, 2003. - С. 145-146.

4. Бакин И.А. Новое оборудование в производстве регенерированного молока / И.А. Бакин, В.И. Маньянов // Перспективы производства продуктов питания нового поколения: Материалы 2 Междунар. научно-практ. конф. — Омск, Изд-во Ом. гос. аграр, ун-та, 2005. - С. 250-253.

5. Бакин И.А. Оборудование для производства ЗЦМ из вторичного молочного сырья / И.А. Бакин, В.И. Маньянов // Технология и техника агропромышленного комплекса: Материалы Всеросс. научно-практ. конф. - Улан-Уде: Изд-во ВСГТУ, 2005. - С.254-261.

6. Иванец В.Н. Опыт разработки центробежных смесителей непрерывного "действия для дисперсных материалов / В.Н. Иванец, И.А. Бакин, В.И. Маньянов // Материалы региональной выставки — ярмарки новых разработок и технологий в области.. пищевой и перерабатывающей промышленности. - Кемерово, КемТИПП, 2006. - С. 110 - 122.

7. Маньянов В.И. .Влияние сил межчастичного взаимодействия на процесс смешивания / Маньянов В.И. // Повышение качества образования: развитие творческой и инновационной деятельности: Сб. докладов IV межрегиональной научно-практ. конф. — Кемерово, КемТИПП, 2005. — С.130 - 132.

8. Маньянов В.И. Влияние физико — механических свойств дисперсных - компонентов на качество смешивания в конусных смесителях /.В.И.

Маньянов, С.Г. Чечко, A.C. Волков // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов (выпуск 10): Сб.науч.работ. - Кемерово, КемТИПП, 2005. - С.80 - 81.

9. Бакин И.А. Агрегация частиц в процессах смешивания полидисперсных сыпучих материалов / И.А. Бакин, В.И. Маньянов // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов (выпуск 10): Сб.науч.работ. - Кемерово, КемТИПП, 2005. - С.24 - 26.

10. Иванец В.Н. Разработка и исследование дозатора объемного типа / В.Н. Иванец, A.C. Морозов, В.И. Маньянов // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов (выпуск 10): Сб.науч.работ. - Кемерово, КемТИПП, 2005. - С.51 - 55.

Подписано к печати 08.09.2006 г. Формат 60x90/16 Объем 1 п.л. Тираж 80 экз. Заказ № 195. Отпечатано на ризографе Кемеровский технологический институт пищевой промышленности 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47 отпечатано в лаборатории множительной техники КемТИППа 650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52

ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА

СМЕСЕПРИГОТОВЛЕНИЯ И ЕГО АППАРАТУРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА).

1.1. Общая характеристика процессов смешения дисперсных сыпучих материалов.

1.2 Конструктивное развитие смесительного оборудования.

1.3. Проблемы математического моделирования процесса смесеприготовления.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ В ПЕРИОДИЧЕСКОМ СМЕСИТЕЛЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ТИПА.

2.1 Модель структуры материальных потоков.

2.2 Моделирование процесса периодического смешивания в центробежном конусном смесителе. f ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. АППАРАТУРНОЕ И МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Описание лабораторно-исследовательского стенда.

3.2. Дозировочное оборудование стенда.

3.3. Обоснование новой конструкции центробежного смесителя - диспергатора.

Р 3.4. Приборы для измерения скорости газовоздушного потока.

3.5. Методика определения концентрации ферромагнитного трассера в смеси.

3.6. Методика отбора проб из смеси.

3.7. Методика определения характерного размера частиц.

3.8. Материалы, используемые в экспериментальных исследованиях.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЦЕНТРОБЕЖНОГО СМЕСИТЕЛЯ.

4.1. Определение рациональных параметров работы центробежного смесителя - диспергатора.

4.1.1. Определение минимальной частоты вращения полого конуса.

4.1.2. Определение средней скорости движения материала по внутренней поверхности вращающегося полого конуса.

4.1.3. Определение рациональных геометрических размеров окон конуса.

4.2. Гидродинамическая структура воздушных потоков в аппарате.

4.3. Изучение факторов, влияющих на качество смешивания в центробежном смесителе - диспергаторе.

4.3.1. Изучение влияния соотношения смешиваемых компонентов на качество получаемой смеси. f 4.3.2. Изучение влияния увлажнения основного компонента на качество получаемой смеси.

4.3.3. Влияние на качество смешивания технологических факторов.

4.4. Изучение факторов, влияющих на диспергирующую способность центробежного смесителя - диспергатора.

4.4.1. Влияние режимных и конструктивных параметров на диспергирующую способность.

4.4.2. Влияние геометрии ротора и свойств смешиваемых материалов на диспергирующую способность.

4.5. Проверка на адекватность математической модели.

4.6. Практическая реализация работы.

4.6.1. Методика расчета центробежного смесителя - диспергатора.

4.6.2. Аппаратурное оформление производства посолочных композиций для мясных полуфабрикатов.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Реализация концепции государственной политики в области здорового питания населения РФ предусматривает увеличение производства витаминов, биологически активных добавок (БАД), создание обогащенной пищевой продукции и улучшение структуры ее потребления. При этом главное внимание обращается на качество пищевых продуктов и их соответствие медико-биологическим требованиям.

В настоящее время в НИИ и ведущих вузах пищевого профиля уже разработаны принципиально новые, энергетически выгодные технологии, обеспечивающие комплексную безотходную переработку как традиционного, так и «вторичного» сырья, производство экологически безопасных продуктов питания, обогащенных витаминами и БАД, с учетом различных возрастных потребностей и состояния здоровья населения.

Так, например, проблема производства сухих многокомпонентных смесей (академик Харитонов Д.В.) весьма актуальна для молочной промышленности [90]. В настоящее время наибольшее распространение получил способ, при котором компоненты смешивают в жидком виде и затем высушивают на распылительных или пленочных сушилках. Недостатком этого способа является разрушение термолабильных витаминов в процессе сушки. Способ сухого смешивания исходных компонентов в смесителях менее распространен. В последнем случае основную сложность представляет получение продукта с заданными микробиологическими показателями. Однако достаточно простое аппаратурное оформление при данном способе делает его весьма перспективным.

ВНИИМП (академик Лисицын А.Б.) предлагает кормовые белково-минеральные добавки с комплексным использованием «вторичных» продуктов пищевых отраслей. Здесь разработаны технологии сухих многокомпонентных смесей с их использованием.

В МГУПБе (академик Рогов И.А.) созданы методы и технологии получения безопасных продуктов питания. Здесь же разработана трехкомпонентная белково-углеводно-жировая композиция на основе растительного сырья, (проф. Титов Е.И.).

В НИИ хлебопекарной промышленности предложены технологии производства новых видов хлебобулочных изделий повышенной биологической и пищевой ценности [79], разработаны рецептуры композитных смесей с подсластителями, пшеничными зародышевыми хлопьями, соевой мукой, сухим соевым молоком, витаминно-минеральными добавками.

С учетом низкой платежеспособностьи населения производство продуктов, обогащенных витаминами, БАД и минеральными добавками, помогает решить задачу по обеспечению доступного для большинства населения уровня соотношения цена / качество.

Неблагоприятная экологическая обстановка, сложившаяся в Кузбассе, осложняется несбалансированностью рациона и отсутствием в нем нужного количества витаминов, микро- и макроэлементов. Это вызывает необходимость обогащения продуктов питания биологически ценными компонентами.

При производстве сухих и увлажненных комбинированных продуктов питания одной из основных проблем является равномерное распределение различных добавок (витамины, БАД, наполнители, стабилизаторы, ароматизаторы и т.д.), вносимых в небольших количествах (0,01-1%), по всему объему смеси.

Аналогичную проблему приходится решать в других отраслях промышленности (химическая, электротехническая, строительная, авиакосмическая), например, при производстве новых композиционных материалов, различных шихт для получения стекла и искусственных алмазов, электронных и электротехнических изделий и т.п.

Поэтому рассматриваемая нами проблема является межотраслевой.

Для решения этой задачи в промышленности вынуждены использовать исходные компоненты не только в мелкозернистом, но и дисперсном состоянии. В последнем случае они как при хранении, так и в процессе смешивания способны образовывать конгломераты из частиц.

Смесители, выпускаемое серийно, как правило, не способны их разрушать или делают это с большими затратами энергии и времени. Однако высокая интенсивность и эффективность процесса смешивания дисперсных и мелкозернистых материалов могут быть обеспечены только при надежном разрушении конгломератов частиц. Поэтому высокое качество смеси в этом случае может быть получено только при совмещении процессов смешивания и диспергирования в одном аппарате. Определенные трудности возникают и при равномерном распределении небольших по объему жидких добавок в основной массе смеси.

Для интенсификации процесса смешивания необходимо использовать такие пути и подходы, которые позволили бы увеличить турбулизацию и циркуляцию смешиваемых потоков, при одновременном снижении энергопотребления и металлоемкости. Среди данного типа оборудования наиболее зарекомендовали себя конусные смесители-диспергаторы центробежного типа.

В этом случае конструктивное исполнение ротора в виде вращающегося конуса обеспечивает смешивание в тонких, разреженных, пересекающихся слоях, позволяет организовать их направленное движение с использованием рециклов. Это обстоятельство, в свою очередь, дает возможность получать качественные смеси при большой разнице концентраций смешиваемых компонентов (до 1:400).

Незавершенность исследований по этим вопросам сдерживает разработку новых конструкций смесителей-диспергаторов центробежного типа, которые бы более полно отвечали требованиям каждого конкретного производства.

Поэтому разработка эффективных малогабаритных смесителей-диспергаторов центробежного типа с конусным ротором для переработки мелкозернистых и дисперсных материалов (при соотношении смешиваемых компонентов 1:100 и более), создание теории и методики их расчета является актуальной научной задачей, представляющей большой практический интерес для пищевой и ряда других отраслей промышленности.

Диссертационная работа подготовлена во исполнение гранта Министерства образования РФ Т02-06.7 - 1238 «Научно-практические основы разработки смесителей центробежного типа с регулируемой инерционностью для получения сухих и увлажненных композиционных материалов» и плана НИР КемТИПП № 2005/4 «Теоретические и практические аспекты процессов смешивания и гомогенизации в производстве мясных комбинированных продуктов питания».

Цель работы. Разработка новой конструкции высокоэффективного смесителя диспергатора центробежного типа с направленной организацией движения потоков, для получения сухих и увлажненных комбинированных смесей (соотношение компонентов 1:100 и более) на основе анализа результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов смешивания и дозирования.

Задачи исследований. В соответствии с поставленной целью в настоящей работе решались следующие основные задачи:

- математическое моделирование процесса смешивания в центробежном смесителе периодического действия с различной топологией материальных потоков с использованием теории цепей Маркова;

- исследование влияния различных факторов на процессы смешивания и диспергирования с целью нахождения их рациональных значений;

- разработка новой конструкции центробежного смесителя-диспергатора периодического действия с направленной организацией движения материальных потоков, обеспечивающего получение качественных смесей при соотношении смешиваемых компонентов 1:100 и более;

- проверка полученных математических моделей на адекватность реальному процессу.

- разработка алгоритма расчета предложенной конструкции центробежного смесителя-диспергатора;

- разработка аппаратурного оформления стадий смешивания дисперсных композиций для получения некоторых комбинированных смесей.

Научная новизна. Создана математическая модель процесса смешивания в аппарате центробежного типа периодического действия с направленной организацией движения материальных потоков; получены регрессионные модели, описывающие влияние различных параметров на процессы смешивания и диспергирования в разработанной нами новой конструкции аппарата; предложен алгоритм расчета на ЭВМ рациональных конструктивных и динамических параметров центробежного смесителя периодического действия.

Практическая ценность и реализация результатов. Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов смешивания и диспергирования сухих и увлажненных комбинированных смесей позволил разработать новую конструкцию центробежного смесителя-диспергатора периодического действия с направленной топологией материальных потоков в нем, обеспечивающую получение смеси заданного качества. Подана заявка № 2006105599 / 15 от 14.02.2006 г. на выдачу патента РФ на изобретение «Центробежный смеситель - диспергатор».

С использованием смесителя-диспергатора нашей конструкции, прошедшего успешные опытно-промышленные испытания в НИИ переработки и сертификации продовольственного сырья КемТИПП, разработано аппаратурное оформление стадии смешивания посолочных композиций для мясных полуфабрикатов (ООО «Протеин Продукт Кемерово»), а также посолочных смесей в производстве рыбных продуктов (ООО «Астронотус», г. Кемерово). Чертежи смесителя-диспергатора и необходимая техдокументация переданы заказчику для внедрения.

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 и магистров.

Автор защищает. Математическое описание процесса смешивания в центробежном смесителе периодического действия и результаты экспериментальных исследований влияния различных параметров на процессы смешивания и диспергирования, протекающие в нем, при получении смесей заданного качества; новую конструкцию центробежного смесителя-диспергатора периодического действия и методику его проектирования и расчета.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе теории марковских процессов разработана математическая модель, описывающая процесс смешивания в центробежном конусном смесителе периодического действия, позволяющая прогнозировать его основные характеристики с учетом структуры движения материальных потоков в рабочем объеме аппарата. С помощью теоретического анализа модели определены оптимальные коэффициенты циркуляции материала в различных зонах аппарата.

2. Разработана оригинальная конструкция центробежного смесителя-диспергатора, реализующая метод интенсификации процесса смешивания, заключающегося в многократном разделении материалопотока на части с последующим их пересечением или наложением, использованием прямых и обратных рециклов.

3. Определены рациональные конструктивные и режимные параметры центробежного смесителя-диспергатора (величины угла раскрытия конуса и средней скорости движения материала по его внутренней вращающейся поверхности, а также размеры окон конуса). Изучено влияние на процесс смешивания: а) соотношения перерабатываемых компонентов и размеров их частиц; б) количество влаги, вносимой в основной компонент, и ее вязкости. Получены регрессионные модели процесса, адекватно описывающие опытные данные.

4. Исследовано влияние режимных и конструктивных параметров аппарата, а также свойств смешиваемых материалов на его диспергирующую способность. Выявлено, что процесс протекает на 30% эффективнее, если перепускные окна располагаются по всей высоте конуса. Получены соответствующие регрессионные модели процесса диспергирования, адекватно описывающие опытные данные.

5. Разработаны аппаратурные оформления стадий смешивания посолочных композиций в производствах мясных и рыбных комбинированных продуктов питания и алгоритм расчета предложенной конструкции центробежного смесителя-диспергатора.

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

2. А. с. 1064144 СССР. Шнековый дозатор. / Иванец В. Н., Крохалев А. А.,I

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

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

5. А. с. 1242223 СССР. Барабанный смеситель для сыпучих материалов. / Вознесенский J1. И. и др. (СССР) Опубл. в Б. И., 1986, № 25.

6. A.c. 1793956 СССР, МКИ B01F 11/00. Вибрационный смеситель. / Шушпанников А. Б., Иванец В. Н. и др. (СССР) Опубл. в Б.И., 1993, №5.

7. А. с. 906613 СССР, МКИ B01F 19/18. Устройство для непрерывного измельчения и смешивания сыпучих материалов. / А.П. Бурмистенков, Т.Я. Белая и В.В. Корзун (СССР) Опубл. в Б.И., 1985, Бюл. № 5.

8. A.c. 1426629 СССР, МКИ В01 F7/16. Центробежный смеситель / И.М. Плеханов, В.Н. Гуляев, М.В. Самойлов и др. (СССР) Опубл. в Б.И., 1988, Бюл. № 4.

9. A.c. № 215777 СССР, МКИ В01 F9/20 Устройство для непрерывногоIперемешивания сыпучих материалов с добавлением жидкости / H.A. Сидоров, A.A. Шеховцев (СССР) Опубл БИ 13, 1968.

10. A.c. № 92181 СССР, МКИ В 01 F7/26. Устройство для неперывного смешивания мелкодисперсных / A.M. Ластовцев (СССР) Опубл. в Б.И., 1950, Бюл. № 13.

11. Аверкин, C.B. Разработка непрерывно действующего смесительного агрегата центробежного типа для получения сухих многокомпонентныхIкомпозиций: Дисс. канд. техн. наук. 05.18.12 / Сергей Васильевич Аверкин. Кемерово: КемТИПП, 2004. - 170 с.

12. Арутюнов С. Ю., Дорохов И. И. Системный анализ процессовизмельчения и смешения сыпучих материалов. В сб. : Тезисы докладов 1 Всесоюзной конференции "КХТП - 1". - М., 1984 - С. 47.

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

14. Ахмадиев Ф. Г. Моделирование кинетики процессов смешения композиций, содержащих твердую фазу // Изв. ВУЗов . СССР. Химия и химическая технология. 1984. - т. 27. - № 9. - С. 1096 - 1098.

15. Ахмадиев Ф. Г., Александровский А. А., Дорохов И. И. О моделировании процесса массообмена с учетом флуктуаций физико химических параметров //Инженерно - физический журнал. - 1982. - т. 43 - № 2. - С. 274 - 230.

16. Бакин И. А., Бородулин Д. М., Саблинский А. И. Использование случайных марковских процессов при моделировании смешивания в конусных смесителях. // Деп. рук. Указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи». М., 2002. №18-В2002.

17. 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.

18. Бакин И.А. Повышение эффективности процесса смешивания дисперсных продуктов питания / И.А. Бакин, В.И. Маньянов, C.B. Аверкин // Пища. Экология. Человек: 5 междунар.научн.-техн. конф.: Сборник материалов. М.: МГУПБ. 2003.-С. 145-146.

19. Бакин И.А., Бородулин Д.М., Саблинский А.И. Использование случайных марковских процессов при моделировании смешивания в конусныхсмесителях // Деп. рук. Указатель ВИНИТИ "Депонированные рукописи". -М., 2002. -№18-В2002.

20. Бакин, И.А. Разработка смесительного агрегата для переработки сыпучихматериалов с небольшими добавками жидкости: Дисс. канд. техн. наук. 05.18.12 / Бакин Игорь Алексеевич. Кемерово: КемТИПП, 1998. - 214 с.

21. 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.

22. Баранцева Е.А., Мизонов В.Е., Marikh К., Berthiaux Н. Моделирование процессов смешения методами теории Марковских цепей. // Тезисы докладов межд. научно-техн. конф. «X Бенардосоеские чтения». 6-8 июня, Иваново, 2001.-С. 204.

23. Барский М.Д. Фракционирование порошков. М.: Недра, 1980. - 327 с.

24. Белов В.В. Капиллярное структурообразование в дисперсных системах, применяемых для производства строительных материалов // Изв. вузов. Строительство. 2002. - №9. - С. 46-51.

25. Блехман И.И. Что может вибрация? / И.И. Блехман. М.: Наука, 1988. 208 с.

26. Бородулин, Д.М. Разработка и исследование непрерывнодействующего смесительного агрегата центробежного типа для получения сухих комбинированных продуктов: Дисс. канд. техн. наук. 05.18.12 / Дмитрий Михайлович Бородулин. Кемерово: КемТИПП, 2003. - 240 с.

27. Бытев Д.О., Зайцев А.И., Макаров Ю.И. и др. Расчет движения сыпучих материалов в аппаратах со сложным движения рабочего органа. // Изв. ВУЗов «Химия и химическая технология». 1981, т.24, №3. - С.372-377.

28. Вареных Н.М., Веригин А.Н., Джангирян В.Г. и др. Химико-технологические агрегаты механической обработки дисперсных материалов. Санкт-Петербург, 2002. - 482 с.

29. Вентцель Е.С., Овчаров JI.A. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М.: Наука, ГРФ-МН, 1991. - 384с.

30. Веригин А.И. Техника смешивания дисперсных материалов / А.И. Веригин, В.Г. Джангирян, И.А. Щупляк, Ш. Рудольф // Химическая промышленность, т. 81, №2, 2004. С. 93-98.

31. Генералов, М.Б. Механика твердых дисперсных сред в процессах химической технологии: Учебное пособие для вузов. Калуга: Н. Бочкаревой, 2002. - 592 с.

32. Грачев, Ю. П. Математические методы планирования экспериментов М.: Пищ. пром-сть, 1969.-315 с.

33. Демин О.В. Совершенствование методов расчета и конструкций лопастных смесителей: Автореф. дис. . канд. техн. наук / О.В. Демин. Тамбов, 2003. 17 с.

34. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М Поверхностные силы. М.: Наука, 1985.

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

36. Дьяков, В.П., Абраменкова И.В. MATHCAD 11 PRO в математике, физике и Internet М.: «Нолидж», 2003. - 512 е.: ил.

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

38. Зайцев А.И., Бытев Д.О., Северцев В.А. и др. Современные конструкции и основы расчета смесительных аппаратов с тонкослойным движением сыпучих материалов. // Обзорная информация. Серия: Хим.-фарм.-пром. -М.: Изд-во ЦБНТИ Мед. пром. 1984.-23 с.

39. Зайцев И.А. Применение кусочно-линейных распределений для моделирования процесса смешения сыпучих материалов / И.А. Зайцев, М.Ю. Таршис, J1.B. Королев, Д.О. Бытев // Вестник вузов. Химия и хим. технология. 2000. Т. 43. Вып. 6. С. 88 91.

40. Зимин А. Ф. К расчету основных параметров машин для диспергирующего смешивания, оснащенных установленными в наклонной плоскости лезвийными рабочими органами. // Хранение ипереработка сельхозсырья, 1998, № 5.

41. Иванец В. Н. Интенсификация процесса смешивания высокодисперсных материалов направленной организацией потоков : Автореф. дисс. д-ра техн. наук. Одесса, 1989. - 32 с.

42. Иванец В. Н. Смесители порошкообразных материалов для витаминизации пищевых и кормовых продуктов // Изв. ВУЗов СССР. Пищевая технология.-1988. № 1 - с. 89 - 97.

43. Иванец В.Н. Определение диспергирующей способности центробежного смесителя / В.Н. Иванец, М.М. Винниченко, С.Г. Чечко, В.И. Маньянов // Хранение и переработка сельхозсырья. -2006. № 7. - С.68-69.

44. Иванец В.Н. Разработка и исследование дозатора объемного типа / В.Н. Иванец В.Н., A.C. Морозов, В.И. Маньянов // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов (выпуск 10): Сб.науч.работ. Кемерово, КемТИПП, 2005. - С.51 - 55.

45. Иванец В.Н., Бакин И.А., Бородулин Д.М. Анализ работы центробежных смесителей непрерывного действия на основе корреляционного анализа. // Хранение и переработка сельхозсырья. 2003. - №5, С. 75 - 77.

46. Иванец В.Н., Федосенков Б.А. Методы моделирования процессов смешивания дисперсных материалов при непрерывной и дискретной загрузке смесительного агрегата. Известия ВУЗов . Пищевая технология, 1988, №5, с. 68-72.

47. Иванец Г.Е. Корреляционный анализ метода моделирования процесса смешивания / Г.Е. Иванец, Ю.А. Коршиков, Ю.И. Макаров // Хим. и нефтегазовое машиностроение. 2001. № 3. С. 7 9.

48. Иванец Г.Е., Ратников С.А., Бакин И.А., Зверев В.П. Разработка циркуляционного смесителя центробежного типа для получения сухих и увлажненных композиций. // Хранение и переработка сельхозсырья. -2002. № 6, С.60-61.

49. Иванец, В.Н. Расчет линии тока дисперсного материала в центробежномконусном смесителе / В.Н. Иванец, И.А. Бакин, A.C. Волков // Хранение и переработка сельхозсырья. 2005. - № 5. - с. 63 - 64.

50. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии./А.Г. Касаткин М.: Химия, 1971. - 784с.

51. Каталымов A.B., Любартович В.А. Дозирование сыпучих и вязких материалов. JL: Химия, 1990. - 240 с.

52. Кафаров В. В., Александровский А. А., Дорохов И. И. и др. Кинетика смешения бинарных композиций, содержащих твердую фазу // Теор. основы хим. Технологии. 1976. - т. 10. - № 1.-е. 149 - 153.

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

54. Кафаров В.В. Методы кибернетики и химии в химической технологии. 3-е изд. перераб. и допол. - М.: Химия, 1976.- 464с.

55. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Аратюнов С.Ю. Системный анализ процессов химической технологии. Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов.- М.: Наука, 1985, 440с.

56. Кемени Дж., Снелл Дж. Конечные цепи Маркова. М.: Наука, 1970.

57. Кемпбелл Д.П. Динамика процессов в химической технологии, М.: Госхимиздат, 1962.

58. Классен П.В., Гришаев И.Г., Шомин И.П. Гранулирование. М.: Химия, 1991.-240 с.

59. Колмогоров А.Н. Основные понятия теории вероятностей. М.: ОНТИ, 1936.350 с.

60. Конструирование и расчет машин химических производств / Ю. И. Гусев, И. Н. Карасев, Э.Э. Кольман-Иванов, Ю. И. Макаров, М.П. Макевнин, Н.И. Рассказов. М.: Машиностроение, 1985. - 408с.

61. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа: 7-е изд. испр. М.: Дрофа, 2003.

62. Макаров Ю.И. Классификация оборудования для переработки сыпучихматериалов / Ю.И. Макаров, А.И. Зайцев // Химическое и нефтяное машиностроение. 1981, № 6.-с. 33 -35.

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

64. Макаров Ю.И. Проблемы смешивания сыпучих материалов. Ж. Всес. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева, 1988, Т. 33, № 4, с. 384.

65. Макаров Ю.И. Прогнозирование качества многокомпонентной смеси сыпучих материалов с использованием энтропийного показателя / Ю.И. Макаров, И. А. Бакин, Г.Н. Белоусов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2005. -№ 5, С.6-8.

66. Макаров Ю.И. Энтропийные оценки качества смешивания сыпучих материалов./ Процессы и аппараты химической техники. Системно-информационный подход М.: МИХМ, 1977.- С. 143-148.

67. Маньянов В.И. Влияние сил межчастичного взаимодействия на процесс смешивания // Доклады IV межрег. науч.-практ. конф. «Повышение качества образования: развитие творческой и инновационной деятельности» Кемерово, КемТИПП, 2005. - С. 130 - 132.

68. Марков A.A. Исчисление вероятностей. М.: ГИЗ, 1924. 202 с.

69. Мозгов H.H. Вибрационный смеситель для тонкодисперсных материалов / H.H. Мозгов // Современные машины и аппараты химических производств: Докл. II Всесоюз. науч. конф. Чимкент, 1980.

70. Новобратский В. JI. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса непрерывного смешения сыпучих материалов в лопастном каскадном смесителе: Дисс. канд. техн. наук. М. : 1971.

71. Патент N 2132725 Россия, МПК В01 F7/26. 97110628/25 Центробежный смеситель / Иванец В.Н., Бакин И. А., Федосенков Б.А. Заявлено 24.06.97, опубл. Бюл. № 19.

72. Патент N 2207900 RU 7B01F3/18. Способ непрерывного приготовления многокомпонентных смесей и устройство для его реализации / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин, A.B. Орлов (Тамб. гос. техн. ун.). № 2001110153/12; Заявл. 13.04.01; Опубл. 10.07.03 // Б.И. № 19.

73. Патент N 2220765 Россия, МПК В01 F7/26, В28 С5/16. -2002113777 / 12; Центробежный смеситель / Иванец В.Н, Бакин И.А., Бородулин Д.М., Винниченко М.М., Белоусов Г.Н., Аверкин С.В.; Заявлено 27.05.2002, опубл. 10.01.2004 Б.И. № 1.

74. Патент N 2246343 Рос. Федерация: МПК7 Н В01 F7/26, В28 С5/16 -2003133055/15(035398) Центробежный смеситель / Иванец В.Н., Бакин И.А., Волков A.C., Жуков А.Н., Шушпанников А.Б.; заявл. 11.11.2003; опубл 20.02.2005. Б.И. № 5.

75. Патент N 2162365 C1 RU 7 B01F11/00. Вибрационный смеситель / A.A. Пасько, В.Ф. Першин, В.П. Таров, A.A. Коптев, В.Л. Негров (Тамб. гос. техн. ун). № 99110526/12; Заявл. 18.05.1999; Опубл. 27.01.2001 Б.И. № 3.

76. Першин В.Ф. Перспективы использования циркуляционных смесителей впромышленности / В.Ф. Першин, Ю.Т. Селиванов, О.В. Демин // Химическая промышленность сегодня. 2003. № 11. С. 41 44.

77. Поландрова Р.Д. Применение пищевых добавок в хлебопечении. // Хлебопечение России.-1996, № 1.-С. 10-12

78. Прикладная статистика / Д. Кокс, Э. Снелл М.: Мир, 1984. - 540 с.

79. Ратников С.А. Прогнозирование качества смешивания компонентов при получении сыпучих комбинированных продуктов / С.А. Ратников, Д.М. Бородулин, C.B. Аверкин, В.И. Маньянов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2005, №7. С. 17-19.

80. Саблинский, А.И. Разработка и исследование непрерывнодействующего смесеприготовительного агрегата на основе теории Марковских процессов : Дисс. канд. тех. наук 05.18.12 / Кемерово: КемТИПП, 2004. 150 с.

81. Селиванов Ю.Т. К вопросу повышения эффективности работы барабанных смесителей сыпучих материалов / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Химическая промышленность. 2002. № 7. С. 52 54.

82. Селиванов Ю.Т. Методика расчета параметров процесса приготовления многокомпонентных смесей в циркуляционных смесителях непрерывного действия / Ю.Т. Селиванов, В.Ф. Першин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2004. № 2. С. 7 10.

83. Селиванов Ю.Т., Першин В.Ф. Расчет и проектирование циркуляционных смесителей сыпучих материалов без внутренних перемешивающих устройств. М.: «Издательство Машиностроение-1», 2004. 120 с.

84. Тихонов В.И., Миронов М.А. Марковские процессы. М.: Изд-во «Сов. Радио», 1977.

85. Урьев Н.Б. Физико-химическая механика в технологии дисперсныхсистем. М.: Знание, 1975, 64 с.

86. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения, т. 1-2. М.: Мир, 1984.

87. Харитонов Д.В. Производство сухих многокомпонентных продуктов способом сухого смешивания // Молочная промышленность. -1998, №1, С. 6.

88. Хинчин А.Я. Работы по теории массового обслуживания. ГИФМЛ, 1965.

89. Хория X. Вращающиеся емкостные смесители: Пер. с япон. // Санге кикай. 1978. № 339. С. 8 11. / ВЦП. № В-57308. М.: 22.11.80. 10 с.

90. Черкасский, В.А. Насосы, вентиляторы, компрессоры Текст. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 380 с.

91. Швецова, И.А. Получение сортов композитной муки в цехе формирования готовой продукции: Обзорная информация / А.И. Швецова, А.С. Талаев и др. М.: ЦНИИТЭИхлебопродуктов, 1994. - С.23.

92. Штым, А.Н. Аэродинамика циклонно-вихревых камер Владивосток, Издательство дальневосточного университета, 1985. - 200 с.

93. Шубин И.Н., Свиридов М.М., Таров В.П. Технологические машины и оборудование. Сыпучие материалы и их свойства: Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. 76 с.

94. Щупов Л.П. Математические модели усреднения. М.: Недра, 1978 - 255 с.

95. Экк, Бруно Проектирование и эксплоатация центробежных и осевых вентиляторов М.: гос. гор. тех. издат. 1954. - 400 с.

96. Akiyama Т., Kurimoto Н. Compressible Gas Model of Vibrated Particale Beds./ Chem. Eng. Scien., 1988, vol.43, p. 2645-2653.

97. Danckwerts P. V. Continuous flow systems. /Chemical engineering science.1. Vol.2, 1953.

98. Knight J.B. Experimental Study of Granular Convection. / J.B. Knight, E.E. Ehrichs, V.Y. Kuperman, J.K. Flint, H. Joegor, and S.R. Nagel // Phys. Rev. E. 54,5726(1996).

99. Malhotra K. Particle flow patterns in a mechanically shirred two-dimensionalicylindrical vessel / K. Malhotra, A.S. Mujumdar // Powder Technology. 1987. № 11. P. 15-19.

100. Rosato A.D. Vibratory particle size sorting in multi-component system. / A.D. Rosato, Y. Lian and D.N. Wang // Powder Technology. 1991. V. 66. P. 149 -160.

101. 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.

102. Rose H. E., Robinson D. J. The Aplication of the Digital Computers to the Study of Some Problems in the Mixing or Powders. A. J. Ch. E. Chem. E. Symposium Ser., № 106, London, Inst. Chem. Engrs., 1965.

103. Vance F.P. Statistical Properties of Dry Blends. Eng. Chem., 1986, v 58, p37.

104. Weidembaum S. S., Bonilla C. F. A Fundamental Study of the Mixing of Particulate Solids. // Chem. Eng. Progr., 1955, v. 51, # 1, p. 27.I