автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и научное обеспечение способа сушки солода в двухступенчатой теплонасосной сушильной установке

07-4 549

(

На правах рукописи

ИВАНОВ Владимир Владимирович

РАЗРАБОТКА И НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СПОСОБА СУШКИ СОЛОДА В ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ ТЕПЛОНАСОСНОЙ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты

пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2007

Работа выполнена на кафедре технологии хранения и переработки зерна ГОУ ВПО Воронежской государственной технологической академии

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор

Шевцов Александр Анатольевич

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки

Кубани и Республики Адыгея, доктор технических наук, профессор Шаззо Аслан Юсуфович; доктор технических наук, профессор Кравченко Владимир Михайлович

Ведущая организация: ООО «Евросолод»

Защита диссертации состоится «23» мая 2007 года в 1430 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.035.01 при Воронежской государственной технологической академии по адресу: 394000, г. Воронеж, проспект Революции, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТА.

Автореферат разослан «20» апреля 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Г.В. Калашников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Российское пивоварение сегодня - одно из самых высокорентабельных и эффективных производств. Сейчас в России около 750 пивоваренных предприятий, из них 324 составляют крупные и средние предприятия, на долю которых приходится 90 % общего объема производства пива. Увеличение выпуска пива осуществляется за счет увеличения производства основного вида сырья для его изготовления - солода. Так в 2000 году производство солода в России составило 357 тыс. тонн, в 2005 - 1100 тыс. тонн, а в 2010 ожидается 1500 тыс. тонн. Наряду с современной задачей увеличения выпуска солода остаются актуальными задачи повышения технико-экономических показателей солодовенного производства.

Важное значение в производстве солода имеет процесс его сушки, характеризующийся значительной энергоемкостью. Эксплуатируемые в настоящее время солодосушилки зачастую не используют теплоту сбрасываемых (отработанных) потоков сушильного агента, а их рециркуляционные системы для обеспечения низкотемпературной сушки солода не способны в полной мере обеспечить проведение режимов сушки с регулированием температуры и относительной влажности воздуха. Такие режимы могут быть обеспечены только при использовании тепловых насосных устройств (ТНУ), которые в последние годы в технике сушки находят все более широкое применение.

Вопросы экономного использования топливно-энергетических ресурсов при сушке солода всегда оставались в центре внимания специалистов. Значительный вклад в технику, теорию и технологию сушки солода внесли такие ученые как Попов В.И., Кретов И.Т., Балашов В.Е., Мальцев П.М, Гавриленков A.M., Кашурин А.Н., Домарецкий В.А., Kuenze V., Pensel S., Narziss L. и др.

Представляется, что комплексное решение задач повышения производительности и технико-экономических показателей обеспечит более высокий уровень эффективности производства солода на основе математического моделирования, оптимизации и управления процессом его сушки в переменных режимах с применением ТНУ.

Работа проводилась в соответствии с тематическим планом НИР Воронежской государственной технологической академии по научному направлению кафедры технологии хранения и переработки зерна «Интенсификация технологических процессов зерноперерабатывающих предприятий» (№ гос. регистрации 01.200.1 16821).

Цель диссертационной работы: разработка и научное обеспечение способа сушки солода кондиционированным воздухом в переменном режиме, обеспечивающего экономию теплоэнергетических ресурсов за

счет максимальной рекуперации и утилизации теплоты отработанного сушильного агента.

В соответствии с поставленной целью сформулированы задачи исследования:

1. Провести экспериментальные исследования кинетики процесса сушки солода кондиционированным воздухом.

2. Решить задачу аппроксимации кривых сушки солода в стационарном режиме с учетом периодов прогрева, постоянной и убывающей скорости сушки.

3. Разработать математическую модель процесса сушки солода в переменном режиме.

4. Выполнить идентификацию параметров математической модели по экспериментальным данным.

5. Сформулировать и решить задачу оптимизации процесса сушки солода по технико-экономическому показателю.

6. Разработать способ сушки солода в подвижном слое с применением двухступенчатой теплонасосной установки и составить алгоритм управления для его осуществления.

7. Разработать конструкцию сушилки для реализации переменных режимов процесса сушки солода.

8. Провести апробацию предлагаемого способа сушки солода в производственных условиях.

Научная новизна. Экспериментально-статическими методами исследования разработана эмпирическая модель кинетики сушки солода в стационарном режиме. Решена задача идентификации параметров модели по экспериментальным данным. Обоснована область допустимых термо-влажностных условий в процессе сушки солода. Разработана математическая модель процесса сушки солода в переменном режиме. Сформулирована и решена задача оптимизации процесса сушки в двухступенчатой теплонасосной установке.

Практическая ценность. Определены оптимальные переменные режимы сушки солода кондиционированным воздухом, которые позволяют вести процесс с минимальными теплоэнергетическими затратами при получении солода высокого качества. Разработан способ сушки солода с применением двухступенчатой теплонасосной установки (Патент РФ № 2276763) и составлен алгоритм управления для его осуществления. Предложена оригинальная конструкция сододосушилки (Патент РФ №2287751).

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2004 по 2006 гг.); на межрегиональной

конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (Казань, 2004 г.); на международной конференции «Наука на рубеже тысячелетий» (Тамбов, 2004 г.); на заочной электронной конференции «Приоритетные направления развития науки, технологий и техники» (Кисловодск, 2005 г.).

Результаты работы демонстрировались на международной выставке «Центрагромаш» (Воронеж, 2003 г.), на выставке «Кадры и инновации для пищевой и химической промышленности» (Воронеж, 2005 г.) и были отмечены дипломами.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, два патента Российской Федерации на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литера!уры и приложения. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунков и 7 таблиц. Список литературы включает 120 наименований. Приложения к диссертации представлены на 17 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении охарактеризовано современное состояние теории, техники и технологии сушки солода кондиционированным воздухом; обоснована актуальность темы диссертационной работы, научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе систематизированы литературные данные о современном состоянии техники и технологии сушки солода; определены основные направления совершенствования процесса сушки кондиционированным воздухом; сформулированы цель и задачи диссертационной работы; обоснованы методы их решения.

Во второй главе приведены экспериментальные исследования процесса конвективной сушки солода в плотном высоком слое высотой до 1,05 м как при постоянных параметрах процесса, так и в переменном режиме: линейная скорость сушильного агента изменялась от 1,2 м/с в начале сушки до 0,2 м/с в конце, температура - от 313 К в начале до 358 К в конце. Исследования проводили на экспериментальной установке (рис.1), укомплектованной компрессорно-холодильным агрегатом, работающим в режиме теплового насоса. Подготовка кондиционированного воздуха для низкотемпературной сушки предусматривала его охлаждение и осушение путем конденсации влаги на поверхности испарителя. Благодаря использованию теплоиасосной установки влагосодержание отработанного воздуха х„ снижалось с 0,020...0,025 до 0,005...0,010 кг/кг. При этом режим работы ТИУ зависел от параметров отработанного сушиль-

ного агента, а следовательно, от режима сушки. Показано, что решение частной задачи - осушение отработанного воздуха и его многократное использование в контуре рециркуляции играет важную роль в повышении энергетической эффективности процесса сушки солода в целом.

В общем случае текущая влажность солода представлялась как функция от управляющих (о, Тса) и возмущающих (х№ И/0С) параметров с учетом их влияния по времени и высоте слоя:

ТГ = ЯИГ°,Н,Теа.Те,(в,х0, г). (1)

При сушке зерна солода в высоком слое (0,6...1,2 м) наблюдается специфический эффект конденсации (рис.2). В начале процесса влага из сушильного агента конденсируется в верхней части слоя, так как нагретый воздух, интенсивно поглощавший влагу из влажного солода, быстро охлаждается до температуры ниже точки «росы». Длительность периода прогрева, при котором происходит увлажнение солода составляет до 48 % от общей продолжительности сушки. Наличие выраженного экстремума кривых сушки в периоде прогрева (рис.2) учитывалось при выборе аппроксимирующей функции. В результате обработки и систематизации экспериментального материала для аппроксимации кривых сушки солода предложена экспоненциальная функция в следующем виде:

/(т) = Ае"-ь*', (2)

где А = Ж„с-Жрс - начальное значение функции; я, Ь - коэффициенты, зависящие от параметров процесса; г - время, ч.

С целью интерпретации семейства кривых сушки для различных сечений слоя солода, имеющих высокую чувствительность при незначительном изменении любого из управляющих или возмущающих факторов, была проведена определенная «агрегация» переменных при коэффициентах модели (2):

№ , „ ~5 -1 -0,2 -4 4„, 4 4 - 0,04

-= ехр(аугГ со х -Ъу г 7 со х )■ (3)

с <• о ш о

Ж - ЦГр н '

Коэффициенты а и А, соответствующие всей совокупности режимных групп, определялись следующим образом: 6 л б л

I ЛЬ у

а = !^±-*Г7-1<Г1\ Ь = = 30-10-", (4)

36 36

Отработанный 14 (5/£)—ЭД сушильный агент

Воздух из атмосферы

НЩ-13

Программа изменения расхода сушильного агента

Программа изменения температуры сушильного агента

Рис. 1. Схема экспериментальной установки со средствами контроля и управления технологическими параметрами процессов сушки и осушения воздуха: 1,2 — жалюзийные заслонки; 3 — вентилятор; 4 - пневматическая форсунка; 5 - калорифер; 6,7 - воздуховоды; 8 - испаритель; 9 - конденсатор; 10 - электродвигатель; 11 - компрессор; 12 - промежуточный теплообменник; 13 - терморегулирующий вентиль; 14 - вентиль; 15 - сушильная камера; 16 -устройство с диаграммной лентой

Wp

s-1

Ал \

\\ ■с2

Г \

\\ \ \

\\ V \

V л \

-iJi -S. __- - -> .—

4 8 12 16 20 ч 28

Рис. 2. Кривые сушки при Тт = 313 К; *„=0,005 кг/кг; т = 0,4 м/с при различных значениях высоты слоя у, м: 1 - 0,15; 2 - 0,35; 3 - 0,45; 4-0,65; 5-1,05

Рис. 3. Кривые нагрева солода при различных значениях высоты слоя у, м: 1 - 0,15; 2 - 0,35; 3 - 0,45; 4 - 0,65; 5 - 1,05; Тса = 333 К; со = 0,2 м/с; л„=0,005 кг/кг

Проверку гипотезы о нормальности распределения коэффициентов а и Ь в области доверительного интервала проводили по критерию. Выполненные расчеты подтвердили нормальность распределения наблюдаемых частот коэффициентов а и Ъ на 10 %-ном уровне, что позволило получить эмпирическую модель кинетики сушки солода в стационарном режиме:

Г Г \4

Wc-\1

Wc -Wc„

■ = exp

10"

0,27

WT

0,2, x ' (о V 0

- 30

тсаТ

0,04 х' У V о * j

(5)

В исследуемой области значений параметров процесса проведено выборочное сравнение режимов сушки по совокупности экспериментальных и расчетных данных (рис. 4, 5). Проверка на адекватность показала, что максимальная ошибка при расхождении экспериментальных и расчетных данных не превышает 10 %.

С учетом требований технологического регламента проанализированы соотношения между температурой солода и его влажностью в процессе сушки при различных значениях скорости, температуры и вла-госодержания сушильного агента для сечений высушиваемого слоя. Для этого по опытным данным, представленным в виде кривых сушки IV = /(т) и прогрева Тс = /(г), были построены температурные кривые и определена область стандартных физико-химических свойств солода при сушке (рис. 6).

Рис. 4. Сравнение экспериментальных и расчетных кривых сушки при Тса -323 К, а = 0,4 м/с, х0= 0,005 кг/кг; у, м: 1 - 0,15; 2 - 0,65; 3 - 1,05; экспериментальны^-) и расчетные

(----------) кривые

г

Рис. 5. Расчетные кривые и экспериментальные точки при>'= 1,05 м; Та„ К: 1, 1' -353; 2, 2' - 333; со, м/с: 1, 1' - 0,4; 2, 2' - 0,2; хд, кг/кг: 1, 2 - 5-Ю"3; 1', 2' - 25-Ю-3; экспериментальные точки: ° - при х0 = 5-10"3 кг/кг; • - при х0 = 25' 10"3 кг/кг

с

Ii Область стандартных фиэихскчимичсскнх свойств солода

а

20

40

60

80 % 100

Wc

Рис. 6. Зависимость допустимой температуры нагрева солода от его влажности

Функциональная зависимость, однозначно связывающая допустимую температуру нагрева зерна с его влажностью, с достаточной степенью точности была аппроксимирована уравнением:

Те(т„у) <¿338-0,313ЖС( т^у), 1 = (Ьт),у[0,Н ] (6)

Таким образом, температурный режим сушки определялся ограничением (6), причем для интенсификации процесса необходимо двигаться по границе допустимой области термовлажностных условий.

В третьей главе предложен метод моделирования процесса сушки солода в переменном режиме, основанный на специфическом алгоритме «сшивания» кривых сушки стационарных режимов (рис.7). Считалось, что температура Тсш скорость ю и влагосодержание х0 сушильного агента на входе в слой солода являются кусочно-постоянными функциями времени, что позволило рассматривать конвективную сушку как процесс, имеющий известные интервалы времени [0, г,]; [ г,, г2]; ...; [г„,.1, т„], на которых ТсаЪсои хоЬ- Таа, аъ, хо2;...;Тсат а„, х„„, принимали фиксированные значения. При таком подходе шля влагосодержаний солода при переменном режиме сушки представлялись в виде системы:

Ш*(Тса2,а>2, хо2,т\ + (г-г,*)), У г е \тхт2}

У (7)

^ (^саш' > хот > Тт-1

+ (Г-

фУо

Г'Рна-ЧЛяЛ

с , К^гЪ.Ъ.чФч))

А\ Чте^.ъ)

N

0 г*, г, г2 г3 Т,ч

Рис. 8. Алгоритм графического построения кривой сушки солода при переменном режиме: а, б, в - этапы построения модельной кривой сушки

В соответствии с методом моделирования составлен алгоритм построения кривой сушки при переменном режиме, который в свою очередь заключался в непосредственном применении эмпирической модели (5) на каждом интервале времени. Для уменьшения разрывов производных в точках «сшивания» кривых вспомогательные временные параметры г/, т2, ..., тю,1* определяли из решения уравнений:

г*1^с(Тса1,а>,1х01,г1)-=Шс(Т(:д2,(аСС12,х02,г';)1 т'2 :И^(Тсс,2,а2,Х1>2,т1+(т2-т1)) = 1Г<(Тса3,шса3,хо3,т-2), ^

*m-l :Wc(T<.a(m_i),mm-hX0(m-i),Tm-2+(Tm-l-Tm-2)) = — W (TL.am,Фсат txoni,Ttii~i)•

здесь моменты времени T\ и г/, г2 и г/,..., т„л и r„.i* соответствовали одной и той же влажности солода Wxc\ W2, Wm_i, которую последний достигал при различных Тса, а,х0 в условиях стационарного режима.

Для определения температурных полей в слое солода использовалось уравнение теплового баланса:

>у)КаЛыт,У)-тЛг,У)) +

( Wс(т,Тса,а),х ,у)

m+W°{T,Tca,a>,x0,y)

Pair, у)

дт

(9)

После осреднения левой и правой частей уравнения (8)

— f

дт

I "у 'г «у r'f

Tc(r,y)dr +

Wc(r,Ti.a,io,xa,y) ^l6o + iv"(T,rm,&,xa,y) ck

Рс(т,у)

(10)

задавался постоянный шаг дискретизации Лт и весь процесс сушки разбивался на ¡'=(Т, ы) интервалов. Считая, что температура солода на бесконечно малом интервале времени не изменяется, т. е.,

(П)

и прогнозируя температуру нагрева солода на каждом последующем интервале времени с помощью ограничения (6), уравнение (10) после интегрирования и преобразований приведено к виду:

ЧЪ'УУ-

Рс(?1>У)ср(*1'У) Рс(т1>у)ср(?1>у) -

(338-0,3130^) +

аЛъ-Ъ-д т | г МЪУ)<$(ЪУ) ШЗЩЪУ)

(12)

100- ^'(г-м. ^«М.^ч.^, _,). У)

РЛЪ-ьУ)

где теплоемкость солода определялась как средневзвешенная величина

между теплоемкостью сухих веществ солода и теплоемкостью воды:

& °Тс, ,ш,,х ,,у) с'.(г(,>) = с, + --' "" ' 01 -(с -с), (13)

Насыпная плотность солода определялась из уравнения материального баланса по сухим веществам в солоде:

/ \

(1-е{0))Н0

рЛъ>у) =

1-

о

+ а*,*,,,>))

(ПЩ'-Хт^м))

100{гь Тш1, го,, х~~, у)

(14)

¿У

Зависимость высоты слоя от времени с учетом усадки представлена эмпирической формулой:

Г/

+(1 ~е)Н(,

(15)

Для решения (5) - (15) заданы начальные условия:

IV (0) = Ш„\ Тс{0) = (16)

Численный эксперимент позволил выполнить «настройку» модели (5) - (16) путем ее идентификации экспериментальным данным, которая проводилась путем минимизации суммы квадратов отклонений расчетных и экспериментальных значений температур солода.

Для систематических расчетов процесса сушки разработано программное обеспечение, реализующее предлагаемый метод. Анализ сравнения расчетных и экспериментальных кривых сушки солода, а

также температурных кривых, полученных при переменных режимах (рис. 8), показал достаточную сходимость результатов, максимальное отклонение которых по абсолютному значению не превышало 11,2%.

О 2 4 6 8 10 12 14 ч 18

г

Рис. 8. Кривые сушки и температурные кривые солода в переменном

] режиме при х0 = 0,005 кг/кг:

а) /1т,ч: Г ' 1 сш С: со, м/с: б) Ах, ч: Г "с- со, м/с:

0-6 40 0,6 0-4 40 0,8

6-10 50 0,4 4-6 50 0,6

10-12 60 0,4 6-12 60 0,4

12-14 60 0,2 12-14 85 0,2

14-16 70 0,2

16-17 85 0,2

_ экспериментальные кривые;

______расчетные кривые;

В четвертой главе сформулирована и решена задача оптимизации процесса сушки солода с применением двухступенчатой теплона-сосной установки. В качестве критерия оптимизации использован суммарный расход тепловой и электрической энергии, приходящиеся на единицу массы испаряемой влаги:

+ + (17)

и и

Первое слагаемое в числителе (17) - затраты электроэнергии в единицу времени на создание массового потока сушильного агента:

Ц „И 3 = со = к.к^Ц ,Рш\ (18)

где др=к-1ев2 аэродинамическое сопротивление слоя солода.

Второе слагаемое в числителе критерия (17) - затраты электроэнергии на привод компрессоров:

ЦЛдГЦ-ÄNi +Nmp)ÄtlnQ0/q0, (19)

где холодопроизводительность:

Qü—Fuk Qm со, (20)

Третье слагаемое в числителе критерия (17) - затраты топлива в единицу времени на создание теплового потока сушильного агента:

ЦП,Ят= Цт Рса Ссра FpATcaCO, (21)

Знаменатель критерия - количество испаряемой влаги в единицу времени: и=(х„Ь1Х-хвх)рав, Fco, (22)

По экспериментальным данным зависимость хеых - xBX =f(co) с достаточной степенью точности аппроксимирована уравнением линейной регрессии:

р(х вых ¡~хах) = В4 ifAjCü + 1), i = 1,4 (23)

Критерий (17) приведен к виду:

(co2+(Fu/FpB2+B,)/B^] ----. (24)

В4А(со + УА)

оде кэк,Цэ = Ви т+Мтр) Цэквт]/г/пд0А Цт рса с™ АТ,а=Въ

Формула (24) исследована на экстремум, при следующих обозначениях:

Я=0(со2+С)/(со + Е). (25)

Необходимое условие экстремума:

= О(со 2 + 2юЕ - С)/(со + Е)2 =(). (26)

Отсюда определено оптимальное значение скорости сушильного

агента

со* =-£ + л[ЁТ7с ■ (27)

Поскольку с12Шф = 20(Е2 + С)/(со + Е)ъ > 0, то в точке экстремума

(27) имеет место минимум.

Таким образом, решение оптимизационной задачи (17) - (27) позволяет осуществить выбор скорости сушильного агента по минимальному значению критерия (17) с учетом ограничений, накладываемых на качество высушиваемого солода, при различных значениях его началь-

ной влажности. Для переменного режима сушки получена формула для расчета критерия оптимизации на каждом временном интервале процесса:

Д,

п,0,3й>; +/г20,74ДГа

шт, (/ = 1,4),

(28)

В„(Л,т,+1)

где г = (1,4) - количество интервалов; щ = 183,15; п2 = 0,74 - поправочные коэффициенты, учитывающие изменение цен на энергию и энергоносители в связи с инфляцией.

Оптимальные значения скорости сушильного агента, обеспечивающего минимум критерия (28), на интервалах времени процесса сушки 0-10, 10-14, 14-20, 20-24 ч соответственно равны 0,4; 0,35; 0,3 и 0,2 м/с. Зависимости относительных топливно-энергетических затрат (Л, -Я, „,т (рис. 9) позволяют проверить «чувствительность»

оптимума, т.е. установить, насколько будут существенны потери эффективности при некоторых отклонениях от заданного оптимума. Колебания скорости воздуха в пределах ± 0,1 м/с на каждом временном интервале процесса сушки приведут к увеличению энергозатрат на 1,5-3,5 %. Потери эффективности могут быть более значительными, так как зависят от погодно-климатических условий и времени года.

100

80

60

40

20

0

1 / 47=60 /

Д7М0 / 47450

ь.т-а о /

л 4 4 / /

0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 м/с 1,0

Рис. 9. Зависимости относительных топливно-энергетических затрат от скорости воздуха на входе в слой солода на интервалах Ат/ процесса сушки, г = (1,4)

В пятой главе на основании анализа теоретических и экспериментальных данных предложен способ сушки солода в переменном режиме с использованием двухступенчатой теплонасосной установки и алгоритм управления для его осуществления (рис.10).

Рис. 10. Схема управления процессом сушки: I, II, III - зоны сушки; 1 -сушилка; 2 -устройство для выгрузки; 3 - камера нагрева; 4, 5 -вентиляторы; 6, 7 - компрессоры теплонасосной установки первой и второй ступени; 8,9 - испарители первой и второй ступени; 10,11 -конденсаторы первой и второй ступени; 12 - промежуточный сосуд; 13, 14 -регулирующие вентили; 15 - теплообменник; 16 - теплообменник-рекуператор; линии: 17 -подачи влажного продукта; 18 - отвода высушенного продукта; 19 - отвода охлажденного продукта; 20 - рециркуляции сушильного агента; 21 - подпитки отработанного сушильного агента свежим; 22 - сброса отработанного сушильного агента; 23 - подачи осушенного сушильного агента в конденсатор второй ступени; 24,25,26 -подачи осушенного сушильного агента соответственно в I, II, III зоны сушки; 27, 28 -рециркуляции хладагента; 29 -рециркуляции охлаждающего воздуха; датчики: ТЕ - температуры, БЕ - расхода, МЕ - влагосодержаиия; И - исполнительные механизмы; 30 - двухступенчатая теплонасосна* установка; 31,32- ресиверы

Работа двухступенчатой холодильной машины (Патент РФ № 2276763) в режиме теплонасосной установки, характеризуется последовательным сжатием паров компрессорами первой 6 и второй 7 ступе-

ни с промежуточным охлаждением за счет кипения подаваемого в промежуточный сосуд 12 хладагента. При этом уменьшается объем паров и затрата работы для последующего сжатия их. Уменьшение перепада давлений в каждой ступени ослабляет теплообмен паров со стенками цилиндров и улучшает условия рабочего процесса в компрессоре. При двухступенчатом сжатии снижается также температура перегрева нагнетаемых паров, что способствует лучшей смазке цилиндров. Кроме того, возможна работа теплонасосной установки с двумя и более температурными потенциалами сушильного агента.

Двухступенчатая теплонасосная установка позволяет осуществлять процесс низкотемпературной сушки в переменных режимах, при которых температура и скорость сушильного агента изменяются по времени, что создает условия для плавного изменения температуры солода по зонам в соответствии с ферментативными процессами, обусловленными технологическими требованиями.

Разработана конструкция многосекционной (Патент РФ № 2287751), обеспечивающая реализацию переменных режимов сушки. Вследствие полной изоляции секций друг от друга достигается высокоинтенсивная и качественная сушка за счет стабилизации температурного и гидродинамического режимов в каждой секции.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Проведены комплексные теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых разработаны рекомендации по научно-практическому обеспечению и совершенствованию процесса сушки солода в замкнутом цикле по сушильному агенту с применением двухступенчатой теплонасосной установки.

2. Экспериментально-статическими методами исследованы кинетические закономерности сушки солода кондиционированным воздухом при постоянных и переменных режимах в широком диапазоне изменении параметров процесса.

3. Разработана эмпирическая модель кинетики сушки солода в стационарном режиме, учитывающая однозначную функциональную связь текущей влажности с режимами сушки в периодах прогрева, постоянной и убывающей скорости сушки.

4. Разработана математическая модель процесса сушки солода при переменных режимах.

5. Предложено развитие методологического подхода к выбору оптимальных решений при конвективной сушке солода с использование двухступенчатой теплонасосной установки на основе построения экс-

тремальных характеристик, однозначно связывающих количество удаляемой из солода влаги в единицу времени и расход сушильного агента с удельными теплоэнергетическими затратами.

6. Разработан способ управления процессом сушки солода кондиционированным воздухом, подготовленным в двухступенчатой теп-лонасосной установке, позволяющий снизить удельные энергозатраты без ущерба качеству высушенного продукта.

7. Предложена конструкция многосекционной сушилки для солода, обеспечивающая реализацию переменных режимов сушки.

8. Проведены производственные испытания способа на ОАО «Борисоглебский пивзавод», которые подтвердили его высокую эффективность. Ожидаемый годовой экономический эффект от использования предлагаемых технических решений составил 1,5 млн.р.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Тс — температура солода, К; со - скорость сушильного агента, м/с; И^ , -

соответственно начальная и равновесная влажность солода, %; Н — высота слоя, м; у - координата по высоте слоя, м; г - время, с; г - удельная теплота парообразования, кДж/кг; сар - удельная теплоемкость солода, Дж/(кг'К); е - относительная порозность слоя; Цэ - цена электроэнергии, р/(кВт-ч); Ц„, - цена топлива (природного газа), р/м3; /V, - потребляемая мощность вентилятора, кВт, на преодоление аэродинамического сопротивления слоя солода АР, Н/м2; д„, - расход природного газа на огневой калорифер, м3/ч; Nк - потребляемая мощность на привод компрессора тешюнасосной установки, кВт; и - количество влаги, испаряемой в единицу времени, кг/ч; /с, - коэффициент перевода механической энергии в электрическую, кВт-ч/(Н-м); к,- экспериментально определяемый коэффициент; Ыд„ - мощность двигателя, кВт; Q,r холодопроизводительность ТНУ, кВт; ТУ,- - индикаторная мощность, кВт; - мощность, расходуемая на преодоление сил трения в узлах привода компрессора, кВт; q„ - объемная холодопроизводительность, Вт/м'; X - коэффициент подачи компрессора; ц„ - коэффициент полезного действия передачи; Р„ - площадь теплопередающей поверхности испарителя ТНУ, м2; к -коэффициент теплопередачи испарителя, Вт/(м2-К); в„, -средняя разность температур между сушильным агентом и кипящим хладагентом, К; рси - средняя плотность воздуха, кг/м3; с " - средняя теплоемкость су* *

шильного агента, Дж/кг-К; АТ=Тт-Тса , Тса, Тса - соответственно температура сушильного агента на входе в слой солода и перед калорифером, К; х„ых, х1а. -соответственно влагосодержание сушильного агента на входе и выходе из слоя солода, г/кг; рс„, рс- соответственно плотность сухого воздуха и солода, кг/м3; В4, и А, параметры уравнения регрессии для различной начальной влажности солода; г - партии солода с разной начальной влажностью.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Шевцов, А. А. Алгоритм функционирования системы управления сушильной установки с рециркуляционными потоками [Текст] /

A. А. Шевцов, В. Н. Василенко, А. В. Дранников, В. В. Иванов /У Автоматизация и современные технологии. - 2005. - № 1. - С. 26 - 28.

2. Шевцов, А. А. Расчет слоевой сушки термолабильных продуктов в переменном режиме [Текст] / А. А. Шевцов, А. В. Дранников,

B. В. Иванов, А. М. Звягинцева, A.B. Крячко // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2007. - № 1, - С. 57 - 60.

3. Шевцов, А. А. Многосекционная непрерывнодействующая сушилка для солода [Текст] / А. А. Шевцов, А. В. Дранников, В. В. Иванов, Ю. В. Фурсова // Хранение и переработка сельхозсырья. -2007. -№ 1,-С. 66-68.

4. Шевцов, А. А. Оптимизация режимов сушки зерна в шахтной рециркуляционной зерносушилке [Текст] / А. А. Шевцов, А. В. Дранников, В. В. Иванов // Материалы межрегиональной конф. молодых ученых «Пищевые технологии» - Казанский гос. технол. универ. Казань, 2004,180 с.-С. 56-57.

5. Шевцов, А. А. Управление процессом сушки солода с использованием двухступенчатой теплонасосной установки / А. А. Шевцов, А. В. Дранников, В. В. Иванов // Материалы международной конференции «Наука на рубеже тысячелетий» - Тамбовский госуд. технич. универ., Тамбов, 2004 г. - С. 304 - 305.

6. Шевцов, А. А. Программно-технический комплекс для сушильной установки с двухступенчатым тепловым насосом [Текст] / А. А. Шевцов, А. В. Дранников, В. В. Иванов, С. А. Барышников // Материалы XLIII отчетной научной конференции за 2004 г. в 3 ч / Воронеж. госуд. технол. акад. Воронеж, 2005. Ч.2.-С. 124 - 125.

7. Шевцов, А. А. К расчету процесса сушки солода в стационарном режиме [Текст] / А. А. Шевцов, А. В. Дранников, В. В. Иванов // Материалы XLIII отчетной научной конференции за 2004 г. в 3 ч / Воронеж. госуд. технол. акад. Воронеж, 2005. Ч.2.-С. 126- 127.

8. Шевцов, А. А. К вопросу проектирования сушильной установки для зернистых материалов [Текст] / А. А. Шевцов, А. В. Дранников, В. В. Иванов // Успехи современного естествознания» - 2005. - №6. - С. 84.

9. Шевцов, А. А. Рациональное использование вторичных энергоресурсов в системах кондиционирования сушильных установок [Текст] / А. А. Шевцов, А. В. Дранников, В. В. Иванов, А. М. Звягинцева // Успехи современного естествознания» - 2005. - №8. - С. 49 - 50.

10. Шевцов, А. А. Устройство для сушки сырья пивоваренного производства по зонам [Текст] / А. А. Шевцов, А. В. Дранников,

B. В. Иванов, Ю. В. Фурсова // Сборник научных трудов. «Модернизация существующего и разработка новых видов оборудования для пищевой промышленности» / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 2006. -

C. 111-113,

11. Дранников, А. В. Адаптация сушильной установки к кинетическим закономерностям процесса сушки [Текст] / А. В. Дранников, В. В. Иванов, А. В. Крячко // Материалы XLIV отчетной научной конференции за 2005 г. в 3 ч / Воронеж, госуд. технол. акад. Воронеж, 2006. 4.2.-С. 136- 137.

12. Лыткнна, JI. И. Динамика образования «снеговой шубы» в испарителе парокомпрессионной холодильной машины [Текст] / JT. И. Лыт-кина, И. О. Павлов, Е. В. Фурсова, В, В. Иванов // Материалы IV международной научно-практической конференции «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России» - Орловский гос. технич. уиивер. Орел, 2006,315 с. - С. 55.

13. Пат. № 22767763 РФ, F 26 В 25/22. Способ автоматического управления процессом сушки [Текст] / А. А. Шевцов, А, В. Дранников, В. В. Иванов, А. В. Крячко (Россия) - №2004130357/06 (033003); Заявлено 15.10.2004; Опубл. 20.05.2006; Бюл. № 14.

14. Пат. № 2287751 РФ, F 26 В 17/12. Конвективная сушилка [Текст] / А. А. Шевцов, А. В. Дранников, В. В. Иванов (Россия) -№2005112090/06 (013990); Заявлено 25.04.2005; Опубл. 20.11.2006; Бюл. №32.

Подписано в нечать/£>.04.2007. Формат 60x84 '/к,. Усл. нем. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ ií~¿. ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (ГОУВПО «BITA») Отдел полиграфии ГОУВПО «BITA» Адрес академии и отдела полиграфии 394000, Воронеж, пр. Революции, 19

Р1 з 2 1 9

а /э

2006045879

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Краткий литературный обзор технического и математического обеспечения процесса сушки солода.

1.1. Солод как объект сушки.

1.2. Закономерности кинетики сушки солода.

1.3. Машинно-аппаратурное оформление процесса сушки солода.

1.4. Математическое моделирование процесса сушки.

1.5. Применение теплонасосных установок (ТНУ) в системах кондиционирования воздуха солодосушилок.

1.6. Цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. Экспериментально-статистические методы исследования кинетики сушки солода в плотном высоком слое.

2.1. Экспериментальная установка и методика исследований.

2.2. Построение эмпирической модели кинетики сушки в стационарном режиме управления.

2.3. Определение параметров модели статистическими методами.

ГЛАВА 3. Разработка метода моделировании процесса сушки солода в переменном режиме.

3.1. Моделирование процесса сушки солода при программированном по времени переменном режиме.

3.2. Коррекция модели кинетики сушки по температуре солода.

3.3. Моделирование процесса сушки при программированном по влажности переменном режиме.

ГЛАВА 4. Оптимизация процесса сушки солода.

4.1. Концепция моделирования максимально-прибыльных технологий сушки солода.

4.2. Автоматическая оптимизация процесса сушки солода в высоком слое.

ГЛАВА 5. Разработка способа конвективной сушки солода с использованием двухступенчатой парокомпресси-онной холодильной машины, работающей в режиме теплового насоса.

5.1. Применение оптимального режима управления при проектировании солодосушилок.

5.2. Разработка конструкции многоступенчатой конвективной сушилки для солода.

5.3. Разработка способа автоматического управления процессом сушки солода.

Актуальность работы. Российское пивоварение сегодня - одно из самых высокорентабельных и эффективных производств. Сейчас в России около 750 пивоваренных предприятий, из них 324 составляют крупные и средние предприятия, на долю которых приходится 90 % общего объема производства пива. Увеличение выпуска пива осуществляется за счет увеличения производства основного вида сырья для его изготовления - солода. Так в 2000 году производство солода в России составило 357 тыс. тонн, в 2005 -1100 тыс. тонн, а в 2010 ожидается 1500 тыс. тонн [3].

Увеличение производства солода будет осуществляться, с одной стороны, за счет введения в строй нового, более совершенного оборудования, а с другой стороны, - за счет интенсификации технологических процессов с целью увеличения производительности действующего оборудования. При этом особенно важным является снижение топливно-энергетических затрат в процессе производства.

Наряду с современной задачей увеличения выпуска солода остаются актуальными задачи повышения технико-экономических показателей (снижение себестоимости, удельных затрат энергии и топлива) при выполнении требований к качеству готового продукта.

Важное значение в производстве солода имеет процесс его сушки, характеризующийся значительной энергоемкостью который в большинстве случаев нельзя признать оптимальным с энергетической точки зрения, достаточно научно обоснованным и максимально соответствующим кинетическим, гидродинамическим и термодинамическим закономерностям. Велика доля физически и морально устаревшей малопроизводительной сушильной техники, что приводит не только к перерасходу топливно-энергетических ресурсов, но и отражается на качестве выпускаемой продукции.

Одним из главных путей повышения эффективности использования тепла является совершенствование технологии, так как на осуществление технологических тепловых процессов расходуется примерно 55 % теплоты. Совершенствование технологии непосредственно связано с увеличением производительности оборудования, что, в свою очередь, приводит к интенсификации теплообмена и снижению удельных расходов тепла.

Значительные возможности экономии ресурсов создаются при автоматизации технологических процессов [5, 8, 9]. Однако этот перспективный путь оптимизации управления процессами сушки в перерабатывающих отраслях АПК еще не нашел достойного места в решении актуальных задач энергосбережения.

В современных условиях возрастающего потребления энергии, с одной стороны, и дефицита энергетических ресурсов, с другой, все более остро ставятся вопросы рационального использования энергии, утилизации и рекуперации теплоты во всех процессах пищевой технологии. Это относится и к сушке солода, которая неизбежно сопровождается неполным использованием энергии теплоносителя, что связано с условиями гигротермического равновесия между высушиваемым материалом и сушильной средой [19, 22, 34, 39].

В технике сушки широкое применение находят тепловые насосы, которые позволяют довести сушильные установки до высокого энергетического совершенства в отношении использования, утилизации и рекуперации теплоты отработанного сушильного агента [36, 41, 57, 70, 75, 100, 101, 102, 109, 114, 131, 135]. При этом значительно снижаются затраты энергии (до 30 %), а осуществление «мягких» режимов сушки сушильным агентом с пониженным влагосодержанием вследствие его осушения в испарителе позволяет получить высушенный продукт высокого качества.

Современный уровень развития вычислительной техники, а также достижения в области теории тепло- и массопереноса при сушке коллоидных капиллярно-пористых материалов позволяют исследовать процесс сушки солода в замкнутом цикле по сушильному агенту при наиболее рациональных с энергетической точки зрения схемах подключения теплонасосной установки (ТНУ). В этой связи актуальной задачей является разработка комплекса математических моделей процесса сушки солода кондиционированным воздухом в переменном режиме.

Вопросы теории и практики процесса сушки солода отражены в работах Попова В.И., Кретова И.Т., Балашова В.Е., Мальцева П.М, Гавриленкова А.М., Кашурина А.Н., Домарецкого В.A., Kuenze V., Pensel S., Narziss L. и др.

На сегодняшний день достаточно четко обозначены принципы энергосбережения в процессах сушки [5, 25, 28, 35, 53, 56, 59, 69, 71, 79, 105, 108, 117, 118], к основным из которых относятся максимальное использование те-. плоты отработанного сушильного агента за счет его рекуперации; применение тепловых насосов для осуществления низкотемпературной сушки; использование вторичных энергоресурсов; математическое моделирование, обеспечивающее максимальную степень кинетического, гидродинамического и термодинамического соответствия; оптимизация и управление процессами сушки тепловой обработки, предотвращающие потери тепла и электроэнергии.

Несмотря на сформировавшиеся принципы энергосбережения в процессах сушки, нет однозначного решения их реализации. Поэтому в настоящее, время возрастает роль комплексного решения задач повышения производительности и технико-экономических показателей процесса сушки солода.

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР Воронежской государственной технологической академии по теме НИР кафедры технологии хранения и переработки зерна ВГТА «Интенсификация технологических процессов зерноперерабатывающих предприятий» (№ гос. регистрации 01.200.1 16821).

Цель диссертационной работы: разработка и научное обеспечение способа сушки солода кондиционированным воздухом в переменном режи-. ме, обеспечивающего экономию теплоэнергетических ресурсов за счет максимальной рекуперации и утилизации теплоты отработанного сушильного агента.

Научная новизна. Экспериментально-статическими методами исследована кинетика сушки солода кондиционированным воздухом при постоянных и переменных режимах. Составлена эмпирическая модель кинетики сушки в стационарном режиме. Разработан метод моделирования процесса сушки солода в переменном режиме, позволяющий существенно уменьшить разрывы производных в точках "сшивания" при сравнительно больших шагах дискретизации управлений, значительно сократить объем вычислений при оптимизации, а также достаточно точно идентифицировать параметры математических моделей реальным экспериментальным данным.

Практическая ценность. Определены оптимальные значения подачи сушильного агента и температурного режима сушки, которые позволяют вести процесс с минимальными энергетическими затратами и получением солода высокого качества. Разработан способ сушки солода в подвижном слое с применением двухступенчатой теплонасосной установки и составлен алгоритм управления для его осуществления. Сформулирован подход к проектированию солодосушилок и предложена оригинальная конструкция сушилки, максимально адаптированная условиям оптимальных режимов. Обоснована концепция моделирования максимально-прибыльных технологий сушки солода, позволяющая достичь в производстве максимальной производительности и минимальных материальных и энергетических затрат при выполнении ограничений на качество готового продукта.

Новизна технических решений подтверждена патентами РФ №2276763,2287751.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2004 по 2006 гг.); на межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (Казань, 2004 г.); на международной конференции «Наука на рубеже тысячелетий» (Тамбов, 2004 г.); на заочной электронной конференции «Приоритетные направления развития науки, технологий и техники» (Кисловодск, 2005 г.).

10

Результаты работы демонстрировались на международной выставке «Центрагромаш» (Воронеж, 2003 г.), на выставке «Кадры и инновации для пищевой и химической промышленности» (Воронеж, 2005 г.).

Разработка, теоретические и экспериментальные исследования проводились на ОАО «Борисоглебский пивзавод» (г. Борисоглебск), в лабораториях кафедры ТХПЗ ВГТА.

В диссертации отражены результаты исследований автора в области создания и разработки энергосберегающей технологии для сушки солода кондиционированным воздухом с учетом актуальных проблем: качества перерабатываемой продукции, сбережения материальных и энергетических ресурсов, защиты окружающей среды от промышленных выбросов.

Работа обобщает новые результаты теоретических и экспериментальных исследований тепло- массообменных процессов сушильной технологической системы для сушки солода с применением теплонасосной установки, проведенных непосредственно автором и при его участии под руководством A.A. Шевцова. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю проф. Шевцову A.A. и всему коллективу кафедры технологии хранения и переработки зерна ВГТА за помощь и поддержку при проведении исследований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Проведены комплексные теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых разработаны рекомендации по научно-практическому обеспечению и совершенствованию процесса сушки солода в замкнутом цикле по сушильному агенту с применением двухступенчатой те-плонасосной установки.

2. Экспериментально-статическими методами исследованы кинетические закономерности сушки солода кондиционированным воздухом при постоянных и переменных режимах в широком диапазоне изменении параметров процесса.

3. Разработана эмпирическая модель кинетики сушки солода в стационарном режиме, учитывающая однозначную функциональную связь текущей влажности с режимами сушки в периодах прогрева, постоянной и убывающей скорости сушки.

4. Разработана математическая модель процесса сушки солода при переменных режимах.

5. Предложено развитие методологического подхода к выбору оптимальных решений при конвективной сушке солода с использование двухступенчатой теплонасосной установки на основе построения экстремальных характеристик, однозначно связывающих количество удаляемой из солода влаги в единицу времени и расход сушильного агента с удельными теплоэнергетическими затратами.

6. Разработан способ управления процессом сушки солода кондиционированным воздухом, подготовленным в двухступенчатой теплонасосной установке, позволяющий снизить удельные энергозатраты без ущерба качеству высушенного продукта.

1. Абарышев, В. М. Новое оборудование для пивобезалкогольной промышленности Текст. / В. М. Абарышев М.: АгроНИИТЭИПП, 1989. • Сер. 22, Вып. 10.-32 с.

2. Абрамович, Г. Н. Прикладная газовая динамика Текст. / Г. Н. Абрамович М. : Наука, 1991. - 600 с.

3. Алексейчева, Е. Ю. Современное состояние производства пива в России Текст. / Е. Ю. Алексейчева // Пиво и напитки. 2005. - № 3. -С. 8 - 11.

4. Аннушкин, JI. П. Инееобразование в оребренном воздухоохладителе при избыточном давлении воздуха Текст. / JI. П. Аннушкин // Холодильная техника. 1990. - № 9. - С. 9 - 12.

5. Аэров, М. Е. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Гидравлические и тепловые основы работы Текст. / М. Е. Аэров, О. М.Тодес, Д. А. Наринский Л.: Химия, 1979. - 176 с.

6. Благовещенская, М. М. Математические модели сушки солода (зерновой массы) в высоком плотном слое Текст. / М. М. Благовещенская, О. Б. Фоменко, И. И. Сорокин // Изв. вузов. Пищевая технология. 1995.-№ 4 - 5. - С. 52 - 56.

7. Болотов, Н. А. Влияние температуры сушки на ферментативную активность солода Текст. / Н. А. Болотов, Н. Г. Фомин // Ферментная и спиртовая промышленность. 1987. - № 3. - С. 39 - 43.

8. Болотов, Н. А. Интенсификация сушки светлого солода Текст. / Н. А. Болотов Автореф. Дис. .канд. техн. наук. - Воронеж, 1971. -24 с.

9. Булгаков, Н. И. Производство солода и пива Текст. / Н. И. Булгаков М.: Пищевая промышленность, 1965. - 104 с.

10. Везиришвили, О. Ш. Тепловые насосы и экономия топливно-энергетических ресурсов Текст. / О. Ш. Везиришвили // Известия вузов. Энергетика. 1984. - № 7. - С. 61 -65.

11. Волков, А. Г. К вопросу оценки сравнительной экономической эффективности солодосушилок различных типов Текст. / А. Г. Волков, А. М. Гавриленков, В. С. Леонов // Ферментная и спиртовая промышленность. 1975.-№ 2. - С. 27 - 28.

12. Гавриленков, А. М. Развитие научных основ, создание и реализация методов и средств повышения эффективности конвективной сушки солода в высоком слое Текст. / А. М. Гавриленков Дис. .докт. техн. наук. -Воронеж, 1997. -284 с.

13. Гавриленков, А. М. Сушка солода и ее интенсификация Текст. / А. М. Гавриленков, А. П. Макаров, В. К. Предтеченский М.: Пищевая про-. мышленность, 1975. - 232 с.

14. Гавриленков, А. М. Эффективное использование топливно-энергетических ресурсов в пивобезалкогольной промышленности Текст. / А. М. Гавриленков, И. А. Ананин, И. Г. Лернер М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 120 с.

15. Гинзбург, А. С., Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов Текст. / А. С. Гинзбург, И. М. Савина М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.-280 с.

16. Гинзбург, А. С. Основы теории и техники сушки пищевых произ-. водств Текст. / А. С. Гинзбург М.: Пищевая промышленность, 1973. - 243 с.

17. Гинзбург, А. С. Технология сушки пищевых продуктов Текст. / А. С. Гизбург М.: Пищевая промышленность, 1976. - 247 с.

18. Гомелаури, В. И. Эффективность внедрения теплонасосных установок Текст. / В. И. Гомелаури, О. Ш. Везиришвили // Теплоэнергетика. -1986.-№4.-С. 28-30.

19. Грачев, Ю. П Моделирование и оптимизация тепло- и массооб-менных процессов пищевых производств Текст. / Ю. П. Грачев,

20. A. К. Тубольцев, В. К. Тубольцев М: Легкая и пищевая промышленность, 1984. -216 с.

21. Гурман, В. Н. Принцип расширения в задачах управления Текст. /

22. B. Н. Гурман М.: Наука, 1985. - 288 с.

23. Гущин, В. В. Новые технологии производства сублимированнойпродукции Текст. / В. В. Гущин, В. П. Агафонычев // Холодильная техника. 1993.-№ 1.-С. 6-9.

24. Данилов, О. JI. Экономия энергии при тепловой сушке Текст. / О. JI. Данилов, Б. И. Леончик М.: Энергоатомиздат, 1986. - 133 с.

25. Джорогян, Г. А. Сушка свежепроросшего солода комбинированным способом Текст. / Г. А. Джорогян, В. Е. Селягин, П. А. Кузьмина // Ферментная и спиртовая промышленность. 1981. - № 3. - С. 26 - 27.

26. Добкин, В. М. Системный анализ в управлении Текст. /

27. B. М. Добкин М.: Химия, 1984. - 224 с.

28. Елагина, И. А. К определению коэффициента сушки солода Текст. / И. А. Елагина, В. А. Порошков // Изв. вузов СССР. Пищевая технология. 1972.-№3.-С. 175- 177.

29. Жидко, В. И. Зерносушение и зерносушилки Текст. / В. И. Жид- • ко, В. А. Резчиков, В. С. Уколов М.: Колос, 1982. - 239 с.

30. Закиров, Д. В., Концепция энергосбережения и экологизации промышленных предприятий Текст. / Д. В. Закиров, Б. Н. Головин, А. П. Старцев // Теплоэнергетика. 1997. - № 11. - С. 22 - 24.

31. Зубков, В. А. Использование тепловых насосов в системах теплоснабжения Текст. / В. А. Зубков // Теплоэнергетика. 1996. - № 2.1. C. 17-19.

32. Камовников, Б. П. Вакуум-сублимационная сушка пищевых продуктов Текст. / Б. П. Камовников, Л. С. Малков, В. А. Воскобойников. М.: Агропромиздат, 1985.-288 с.

33. Кафаров, В. В. Анализ и синтез химико-технологических систем Текст. / В. В. Кафаров, В. П. Мешалкин. М.: Химия, 1991.-431 с.

34. Кашурин, А. Н. Влияние рециркуляции теплоносителя на расход тепла и качество солода при сушке Текст. / А. Н. Кашурин, А. Н. Вылегжа-нин // Ферментная и спиртовая промышленность. 1984. - № 1. - С. 19-21.

35. Кашурин, А. Н. Совершенствование переработки сырья для производства безалкогольных напитков Текст. / А. Н. Кашурин, В. А. Домарецкий Киев: Урожай, 1987. - 128 с.

36. Колосков, Ю. Д. Работа компрессионного теплового насоса на Я 142 в Текст. / Ю. Д. Колосков // Холодильная техника. 1990. - № 7. -С. 26-29.

37. Кретов, И. Т. Автоматическая оптимизация процесса сушки солода в высоком слое Текст. / И. Т. Кретов, А. А. Шевцов // Изв. вузов. Пищевая технология. 1994. - № 5-6. - С. 62 - 65.

38. Кретов, И. Т. Алгоритм функционирования системы управления сушильной установкой с рециркуляционными потоками Текст. / И. Т. Кретов, А. А. Шевцов, С. В. Шахов // Известия вузов. Пищевая технология. -1996.-№5-6.-С. 52-55.

39. Кретов, И. Т. Концепция моделирования прибыльных технологий сушки зерна Текст. / И. Т. Кретов, А. А. Шевцов, И. В. Лакомов // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 1997. -№ 1. - С. 51-54.

40. Кретов, И. Т. Многофакторный статистический анализ процесса осушения отработанного теплоносителя в сушильных установках с тепловым насосом Текст. / И. Т. Кретов, А. А. Шевцов, И. В. Лакомов // Конф. ВГТА, г. Воронеж. 1997. - С. 51.

41. Кретов, И. Т. Оптимизация процесса сушки солода методами математического моделирования Текст. / И. Т. Кретов, А. А. Шевцов // Изв. вузов. Пищевая технология. 1994. - № 1-2. - С. 39 - 42.

42. Кретов, И. Т. Программно логические функции системы управления теплонасосной сушильной установкой Текст. / И. Т. Кретов,

43. А. А. Шевцов, И. В. Лакомов // Изв. вузов. Пищевая технология. 1998. - № 4. - С. 69 - 72.

44. Кретов, И. Т. Расчет процесса сушки зерна пшеницы в барабанной сушилке с профильной канальной насадкой Текст. / И. Т. Кретов, М. Г. Парфенопуло, А. А. Шевцов // Изв. вузов СССР. Пищевая технология. -1992.-№ 12.-С. 60-62.

45. Кретов, И. Т. Расчет процесса сушки солода Текст. / И. Т. Кретов,' А. А. Шевцов, Ю. С. Сербулов // Изв. вузов. Пищевая технология. 1989. -№ 4. - С. 72 - 74.

46. Кретов, И. Т. Расчет процесса сушки солода в высоком слое при переменном режиме Текст. / И. Т. Кретов, Ю. С. Сербулов, А. А. Шевцов // Изв. вузов. Пищевая технология. 1987. - № 4. - С. 83 - 87.

47. Кретов, И. Т. Резервы экономии энергозатрат при сушке солода Текст. / И. Т. Кретов, А. А. Шевцов // Пищевая и перерабатывающая промышленность. 1986. - № 12. - С. 41 - 42.

48. Кретов, И. Т. Технологическое оборудования предприятий ■ бродильной промышленности Текст. / И. Т. Кретов, С. Т. Антипов -Воронеж.: Издательство Воронежского университета, 1997. 624 с.

49. Куватов, Д. М. Интенсификация и ресурсосберегающая оптимизация процесса сушки зерна Текст. / Д. М. Куватов Дис. .канд. техн. наук. -Оренбург, 1997. -169 с.

50. Кулаков, В. И. Влияние начальной влажности солода на сушку Текст. / В. И. Кулаков // Изв. вузов СССР. Пищевая технология. 1983. -№5.-С. 56-58.

51. Кулаков, В. И. Уточнение расчета продолжительности сушки со- • лода в высоком плотном слое Текст. / В. И. Кулаков // Изв. вузов СССР. Пищевая технология. 1972. - № 6. - С. 124 - 126.

52. Кунце, В. Технология солода и пива Текст. / В. Кунце, Г. Мит. Пер. с нем. СПб.: Профессия, 2001. - 912 с.

53. Куцакова, В. Е. Интенсификация тепло- и массообмена при сушке пищевых продуктов Текст. / В. Е. Куцакова, А. Н. Богатырев М.: Агро-промиздат, 1987.- 236 с.

54. Левин, Л. А. Применение тепловых насосов в пищевой промышленности за рубежом Текст. / Л. А. Левин М.: ЦНИИТЭИПищепром, 1985. -24 с.

55. Либерман, И. Г. Автоматизированное проектирование оптимальных технологических систем пищевой промышленности Текст. / И. Г. Ли-" берман, Б. О. Бурда, А. О. Полторак. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.-272 с.

56. Лилконян, Р. Г. Ресурсосбережение и ресурсосберегающие технологии Текст. / Р. Г. Лилконян // Химическая промышленность. 1994. - № 6. -С. 407-410.

57. Лыков, А. В. Теория сушки Текст. / А. В. Лыков М.: Энергия, 1968.-471 с.

58. Лыков, А. В. Тепломассообмен Текст. / А. В. Лыков М.: Энергия, 1978. - 479 с.

59. Лыков, А. В. Теория тепло- и массопереноса Текст. / А. В. Лыков, Ю. А. Михайлов М.: Госэнергоиздат, 1963. - 535 с.

60. Лыков, А. В. Теория теплопроводности Текст. / А. В. Лыков -М.: Высш. школа, 1967. 600 с.

61. Львовский, Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул Текст. / Е. Н. Львовский М.: Высшая школа, 1982. - 224 с.

62. Мальцев, П. М. Технология солода и пива Текст. / П. М. Мальцев М.: Пищевая промышленность, 1964. - 858 с.

63. Математическое моделирование процессов в теплонасосной су-' шильной установке с солнечным коллектором / Н. С. Чайченец, А. С. Гинзбург, Е. Б. Мамбеткулов, С. С. Чайченец // Теоретические основы хим. технологии. 1992. - т. 26, № 5. - С. 725 - 731.

64. Михайлов, В. Д. Регулирование относительной влажности воздухас использованием микропроцессорной техники Текст. / В. Д. Михайлов, В. Р. Данилов, М. Р. Бовкун // Холодильная техника. 1990. - № 3. - С. 17-19.

65. Михайлов, Ю. А. Сушка перегретым паром Текст. / Ю. А. Михайлов М.: Энергия, 1967. - 66 с.

66. Мордасов, А. Г. Оптимальное использование и экономия энергоресурсов на промышленных предприятиях Текст. / А. Г. Мордасов, В. Е. Добромиров, В. Г. Стогней Воронеж: Изд. ВГУ, 1997. - 240 с.

67. Муштаев, В. И. Сушка дисперсных материалов Текст. / В. И. Муштаев, В. М. Ульянов М.: Химия, 1988. - 351 с.

68. Налеев, О. Н. Совершенствование методики выбора режимов сушки зерна Текст. / О. Н. Налеев, С. В. Котова // Пищевая технология и сервис.- 1996.-№ 1.-С. 51-55.

69. Напалков, Г. Н. Тепло и массоперенос в условиях образования инея Текст. / Г. Н. Напалков -М.: Машиностроение, 1983. - 189 с.

70. Нигматулин, Р. И. Динамика многофазных сред Текст. / Р. И. Нигматулин -М.: Наука, Ч. 1. 1987. - С. 88.

71. Новая двухярусная горизонтальная солодосушилка периодического действия Текст. / В. А. Домарецкий, С. А. Удодов и др. В информ. сб.: • АгроНИИТЭИПП. Пищевая промышленность М.: АгроНИИТЭИПП, 1991, Вып. З.-С. 12-14.

72. Оншиков, В. Е. Экономическая эффективность использования теп-лонасосных установок на предприятиях пищевой промышленности Текст. / В. Е. Оншиков // Холодильная техника. 1990. - № 7. - С. 2 - 4.

73. Опыт совершенствования конструкций и режимов работы соло до-сушилок Текст. / Обзорн. информ. ЦНИИТЭИПП М.: ЦНИИТЭИПП, 1986. - Сер. 22, Вып. 4. - 28 с.

74. Основные направления совершенствования технологии и аппара- • туры для производства солода Текст. / А. Н. Кашурин, В. А. Домарецкий и др. Обзорн. информ. АгроНИИТЭИПП М.: АгроНИИТЭИПП, 1989, Сер. 22, Вып. 2. - 32 с.

75. Остапчук, Н. В. Основы математического моделирования процессов пищевых призводств Текст. / Н. В. Остапчук Киев: Выща школа, 1991. - 368 с.

76. Остриков, А. Н. Оптимизация процесса сушки термолабильных продуктов Текст. / А. Н. Остриков, А. А. Шевцов //Изв. вузов. Пищевая технология.- 1991.- № 1-3. С. 127-129.

77. Остриков, А. Н. Энергосберегающие технологии и оборудование для сушки пищевого сырья Текст. / А. Н. Остриков, И. Т. Кретов,

78. A. А. Шевцов, В. Е. Добромиров / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 1998.-344 с.

79. Пат. № 22767763 РФ, F 26 В 25/22, Способ автоматического управления процессом сушки Текст. / A.A. Шевцов, A.B. Дранников,

80. B.В. Иванов, A.B. Крячко (Россия) №2004130357/06 (033003); Заявлено 15.10.2004; Опубл. 20.05.2006; Бюл. № 14.

81. Пат. № 2287751 РФ, F 26 В 17/12, Конвективная сушилка Текст. / A.A. Шевцов, A.B. Дранников, В.В. Иванов (Россия) №2005112090/06 (013990); Заявлено 25.04.2005; Опубл. 20.11.2006; Бюл. № 32.

82. Попов, В. И. Оборудование предприятий пивоваренной и безалкогольной промышленности Текст. / В. И. Попов М.: Пищевая промышленность, 1974.-279 с.

83. Прохоров, В. И. Системы кондиционирования воздуха с воздушными холодильными машинами Текст. / В. И. Прохоров М.: Стройиздат, 1980.- 160 с.

84. Режимы конвективной сушки светлого солода в высоком стационарном слое Текст. / В. С. Бодров, В. А. Домарецкий, А. Н. Кашурин, А. Т. Соколовский // Изв. вузов СССР. Пищевая технология. 1977. - № 2.1. C. 80-84.

85. Рей, Д. Макмайл Тепловые насосы Текст. / Д. Макмайл Рей М.: Энергоиздат, 1982. - 224 с.

86. Сажин, Б. С. Основы техники сушки Текст. / Б. С. Сажин -М.: Химия, 1984. 315 с.

87. Системный анализ процессов химической технологии: Энтропийн. и вариац. методы неравновес. термодинамики в задачах хим. технологии Текст. / В. В. Кафаров и др. М.: Наука, 1988. - 366 с.

88. Солод пивоваренный ячменный. Государственный стандарт РФ. ГОСТ 29294 92.

89. Технология солода Текст. / Пер. с нем. Под ред. И. М. Грачевой • М.: Пищевая промышленность, 1980. - 504 с.

90. Тошев, А. Д. Солод и перспективы его использования в производстве мучных, кондитерских и булочных изделий Текст. / А. Д. Тошев Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2002. - 181 с.

91. Фомин, Н. Г. Зависимость активности солода от параметров сушки Текст. / Н. Г. Фомин, Н. А. Болотов, А. А. Шевцов // Ферментная и спиртовая промышленность. 1984. - № 2. - С. 30 - 33.

92. Фролов, В. Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов Текст. / В. Ф. Фролов // Теоретические основы хим. технологии. 1993. -• Т.27, № 1.-С. 56- 63.

93. Харченков, К. В. Повышение эффективности работы солодосуши-лок Текст. / К. В. Харченков Дис. . канд. техн. наук. - Воронеж, 1993. -138 с.

94. Харченков, К. В. Разработка энергосберегающих режимов сушки зернопродуктов Текст. / К. В. Харченков, А. М. Гавриленков, В. И. Кулаков, А. 3. Образцова // Хлебопродукты. 1993, № 1. - С. 20 - 22.

95. Циборовский, Я. Основы процессов химической технологии Текст. / Я. Цибровский. Пер. с польск. под ред. П. Г. Романкова. Л.: Химия, 1967.-719 с.

96. Чумак, И. Г. Холодильные установки Текст. / И. Г. Чумак," В. П. Чепурненко М.: Агропромиздат, 1991. - 495 с.

97. Шаззо, Р. И. Низкотемпературная сушка пищевых продуктов в кондиционированном воздухе Текст. / Р. И. Шаззо, В. М. Шляховецкий М.: Колос, 1994. - 119 с.

98. Шаззо Р. И. Энергетическая оценка теплонасосной установки для сушки пектина Текст. / Р. И. Шаззо, В. М. Шляховецкий, Ю. С. Беззаботов // Изв. вузов. Пищевая технология. 1995,- № 3 - 4. - С. 65 - 68.

99. Шевцов А. А. Алгоритм функционирования системы управления сушильной установки с рециркуляционными потоками Текст. / А. А. Шев-' цов, В. Н. Василенко, А. В. Дранников, В. В. Иванов // Автоматизация и современные технологии. 2005. - № 1. - С. 26 - 28.

100. Шевцов А. А. К расчету процесса сушки солода в стационарном" режиме Текст. / А. А. Шевцов, А. В. Дранников, В. В. Иванов // Материалы XLIII отчетной научной конференции за 2004 г. в 3 ч / Воронеж, госуд. технол. акад. Воронеж, 2005. Ч.2.-С. 126-127.

101. Шевцов A.A. Оптимизация режимов сушки зерна в шахтной рециркуляционной зерносушилке Текст. / A.A. Шевцов, A.B. Дранников,

102. B.В. Иванов // Материалы межрегиональной конф. молодых ученых «Пищевые технологии» Казанский гос. технол. универ. Казань, 2004, 180 с.1. C. 56-57.

103. Шевцов А. А. Расчет слоевой сушки термолабильных продуктов в переменном режиме Текст. / А. А. Шевцов, А. В. Дранников, В. В. Иванов, А. М. Звягинцева, A.B. Крячко // Изв. вузов. Пищевая технология. 2007. -№ 1,-С. 57-60.

104. Шевцов, А. А. Управление осциллирующими режимами сушки зерна в прямоточной зерносушилке с тепловым насосом Текст. / А. А. Шевцов, А. С. Шамшин, А. В. Евдокимов // Известия вузов пищевая технология. 2002. № 4.

105. Шевцов А. А. Устройство для сушки сырья пивоваренного производства по зонам Текст. / А. А. Шевцов, А. В. Дранников, В. В. Иванов,

106. Ю. В. Фурсова // Сборник научных трудов. «Модернизация существующего и разработка новых видов оборудования для пищевой промышленности» / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 2006. С. 111 - 113.

107. Литовский, Е. И. Промышленные тепловые насосы Текст. / Е. И. Литовский, JI. А. Левин М.: Энергоатомиздат, 1989. - 128 с.

108. Brook Roger С., Bakker Arkema Fred W. Dynamic programming for process optimisation. An algorithm for design of multistage grain dryers. -1. Food. Proc. Eng., 1979, v. 2, № 3, - p. 199-211.

109. Charmbury H. B. The Bearce dryer goes commercial. Coal Mining and Proc. 1977, v. 14, № 10, - p. 72 - 74.

110. Further theoretical studies on rotary drying processes represented by distributed systems / Wang F. Y., Cameron I. Т., Lister J. D. // Drying Technol. -1995.-3,№3.-P. 737 -751.

111. Mothersill C. Brefrigenation and energy conservation in Brewing, 1982, №891.-p. 35-38.

112. Narziss L.: Technologie der Würzebereitung. 7. Aufl. S. 196.

113. Rist M. Brauweise und Kosten von Anlagen rur Beluftungstrocknung und Lagerung von Getreid in landwirtschaftlichen Betrieb. Stuttgard: Verland Rügen Ulmer, 1983 - 213 p.

114. Steinberg M. P., Leung H. Some application of wide-line and pulsed n.m.r. in investigations of water in foods. In: Water relations of foods. - London - New York - San Francisco, Acad. Press, 1975, p. 233 - 248.

115. Коэффициенты, соответствующие каждой группе режимных параметров