автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка принципов управления процессами варки пищевых продуктов

РГ8 ОД

- I) ДиИ й^и

РСССГЯСПЛЯ ШШСИНЧЕОШ АКАДЕМИЯ Ш.Г.В.ПЛЕХАНОВА

Па правах рукописи

К/ЗАШ® Лдотеой Владимирович

разработка прищшоз управлений

ПРСЦЕССШ ВАРКИ ПЩЕЕЫХ ПРОДУКТОВ

00.13.12 - Прсцэсоыг.. иаятпы и агрегата 'ПщзвоЛ прашшганности.

Авторефзрат диссертации па совскшпю уча пай степени кандидата технических паук

Кос гага 1993

1 1бота вШюднона на кафодро "Малики и ишараш предприятий, общественного питания" Российской вконоикческой скадеыш! шзаа Г.В. Плеханова.

раучшй руководитель: шсадчьык ?АСХН, сасзуглшшй деятель ца-уки и технюш РО, догггор тохтжыстх наук, профессор Лшатои 11. Н.

Консула тант: Кандидат гехпичосгшх наук, доцзк? Ботоа и. П.

Офщшшшэ оппоненты: Заедукэншй дэагап» иауги и товдла Ш,-доктор тохшР1ас122 изук, профессор Шшэцщй Г.Д.

Кандвда? техдашяая 1щ>~!, • ¿оцээт Ефииоп А.Д.

Шдутя организация: Всорссс^якоЗ-шетш?? шжшкь

Задота днзоартацкн с смоется 23 дшаОрз 1ССЗ года в 11 «изоз (¡л еаеедшии: Спрциаввиропашого сосзга II 033.02.10 ш адяаузйэ-111-^э учешх степапзй Российской огйцоьжзсгх.! шсадеша -еяпа Г.В.Плеханова по адресуI 110054, Цос.аа, етрошшшй юр.£3.

С диссэртадкэй исано оэшжоштьса в О^аюоюкэ РоссяЗгшЗ -еконошгчоской шгадоши шюйя Г.В.Пдэгаиога.

Отадш на автореферат с двух Бкэшяшраа, газ зпй» вэчзао учорездения, просьба направлять со яаоашоцу адресу. ,

Лвтог^фэрат разослал 22 ноабра 1В03 года.

Ученый секретарь Специахиакрованнаго совета к. О. в., дои.

СВ»йЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

учим. Вопроси повюэния качества продукции, сни-сэпва уйланой кюргоемюости оборудования постоянно находятся . Псзтрэ шваг^яа прадяркятЕй, зшттореесзшшых в снгаенки издержек п^я прокзЕСдстсэ гродуюдлв. В коаагзкспем рогэши этих заде.: вид-гея швтэ сгвгзпгез рйотгу, . направленным ва совершенствование тогпаззгЕсэсЕгх гроязссов оря теплогсй обработке ттаэвых продуктов, кз? в ет^всй срамуштезаостн, тек к в свщрстаеяяом питании.

Ш иоютсгш сзтгт а срсдгкцгс-: сбгретввнного питания 75 -КЗ сюг-'аггзт сзгя кг^влка, в обязательном порят-« подвергаемая гешкпсй Одаа га осяозшх способов тепловой оОраОотки

свсззтаа сг^т а йозетм каепсствэ лады. Этим способом оОрасаты-ПЕЗтгп птайз сродуттгез. Традкщговно верпа ка првдп-

Г'^тп^з <П сггтретгггзтсз а гг^сарочзах котха: в галяг^й хидкос-СЯ. згсз ¡птспспгзсзть ы~а:ас1 рэгугкрузтся по да_ленкэ в гп-^жгэ потга.

3 тггггсг^а Ерегш пгкпЕчгспа отгутспгуот класс устройств, Еззгфгггга тсгтэ ойолз'г'^й собдвдзгоэ трсО/еыьпс технологических рэтгкзз пря рззлшкыз впдсз глупых продуктов в пгацгвароч-ш2 (зйглзх г\ оргдщетиет! сОцзетсэкяаго пдтзния. супесг уюизю сдзггиа ^прзагзгжз га в соатопняа «йспочйт» поддсрканнз требуе-?гзга сср^а л «¿геля- строго и« кодгаюо казачество теп-

еттц к взрегшой <?рекэ а. пеззй ш^г? врвмевю. С згой точки ареста, пр?ясткасатс.1 ксма шяуаакоЗ гздача по определения прин-сда р^г^гфоз&пгз втаджеа. гржгэввгавьпо к взркэ шшэвых продуктов, отрутуг-* езотекы уггззгэет а алгерятыа ев оптимального Стскпсотжрсасгпл« _ •

ааатоп гсс^раявп. Цеаыо дкссартадаонной работ яв-ззагся <5оздав» гегЯогэо ссвэрггпяой систоуы упразднил процессами Ещга .большого сестра фзнваргой продршки. в частности рэз-рс&ява ^еотвззеа слагая ре уляревагвя этого ярсдес . , рвали- • вуоксго в бокашгзстаэ тдяоетя в аппаратах периодического яе&теяа: котлах, астошавг:. Дяя доегкгтатга поставленной цели бнеэ пэобхсяи?й) ревя» елвдуявдо задачи:

- сгзсанаягзйровать супрствугез» систем управления тепловыми .^зрэаеесада превззе&рггва гарэных г.родуктов и выбраа. оптимальную еттщг, '- уяовлвтацзккедга технологическим требованиям варкираг лзшэя зщгвых грс^г^сз ■ услсвгах с5з®сть€нного питания; , ' -'щкшгжа агшЕ^гт^скйг юсаквед'-эавай а ебсснс эта методику рас*гетч парагг-дрез ягя свствмы управ-

- г -

ления по температуре варкой различных водов тщэвых продуктов в больны количестве жидкости;

- создать экспериментальный стенд для изучения раглзизшоз управления . процессом варки различных шш;эвшс продуктов в бошгоа количестве жидкости и в широком диапазоне регоасшх парсшэтрсз;

- провести экспершгнтагашз исследования по провгрм ргса- , татов аналитических репэний и оОоспоез'-сзз рацишшзышг, с пссзщгш качества продуктов и энергетической вффсктквнсоти роиьших параметров и принципов управления nspiccil различных видов продуктов;

Натчная новизна. В работе Сиза лзучпо сбосповата изтодксз расчета параызтров систеш управления »аркой пк^зк.и а

Сольвоа количестве издкости, кспсиаоуезая дал содадял температуры варочной среды ОТ врвМОШ И 11032038538 ОйоОПШ№ оптимальный техиологкчесщй режи праииговаовш широкого спикра наименований продлоди. ИсподьзоЕатю предлолэшюго способа опрз-деления рехишшх парадагров сиотсыы уях»£шпш дзхьаг ьосма.-и!Ш еб применение как на все:: эяектршосгоас кет-саронок агшарагах периодического действия, так и для установки аа иотошшх лшшх.

Практическая ценность. На оснований црагс-дешин: исследований создана систеыа управления, позвсшеезя при варко рашагаш:; сг-цгда пищевых продуктов снизить удсльвуэ'sroprcoiEiocib, зошзздь ш-: гл-чество, уменьшить затраты ручного труда, oCcccsuhiъ еошжшож» полной -автоматизации процзсса 'и в результата еоешшгь st'lm&m-ность электротенлових аппаратов. '

Апробация работа. Результаты раОоты дощаджагичЬ и сОсузда-лись на Всероссийски коллоквиуме "Процгсеи и ешкдош ' nraptus производств" в апреле 1S02 года.

Цуйликации. По тепе диссертация опуйиасазгшо 3 pcSoru.

Струкг та и объем диссертации. Дкссортащш состоит spas глав, выводов, списка литературы и прилеганий. РсДота юдозгвд Еа 113 страницах машинописного текста, включая 22 ригупка, 12 таОлшц и 5 страниц приложений. Библиография гксочаа.? 1D7 uaiasusnaiBii российских * зарубежных источников.

СОДЕИШСЗ РАБОТЫ

Первая глава посвящена рассмотрели» состошш вопросе, сОасру технологических и конструктивных предпосылок. Обоснована uacOzo-дямость автоматизации процесса варки. При «апасанга дгшлоЛ десерт ации глубоко анализировались, работы прздаигтаэапкаа, bawrji:

Оояапой вклад в paapaConv теоргш аппаратного обеспечения тепловых процесса: А.В.Лжова, А.Н.Вшелесокого, H.H.Липатова, М.И.Бе-лзова, Л.И.Гсрдопа, й.И.Ботова, Л.С.ЛйтвиноД и других ученых Подробно иаучштсь ' работы работы по исследовании процесса варки различных продуктов, которнэ проводили Л.И.Лобанов, В.С.Бе анов, А.И.Шмиетц, Л.С.Ратушшй, Г.Н.Ловачева, А.Д.Ефимов, н.Р.У пенекая и 1ШОГКЭ другпа исследователи.

Прявэдвшал ДОЯНЙЭ свцдотсявш аучт, что парилг и *род«цп»п-

ша способ 4 Ectpffii иыеэтеп возможность приготовления некоторых епдоз пеэш продуктов пря теш.-ратуро ниже 100°с. и при этом их ппцэвгя данность остается по шего. а иногда и выпк, чем в блюдах, ерпготоаетшш в обичтах условиях.

Ападйз агпгературн d ¡»торой изложены данные об изменениях шгзшх продуктов в процессе парки позволил зг.-шэчить.что температура езрочтюй ерзда являо-jn, параду со временем, г.'-шным опре-Сзкгсром сря тепленой обработке пищевых продуктов и ре-гдадодозп-процесса парки цэхосообраэно проводить, подводя к марочной сроде строго пэсбходкмое в каадый мок нт времени количество тзшаки, о ивязскиостп от тенперзтуры продукта, при строгом осОггдсшп! роетызядозаяпого технологического' реяша.

ГТг>га-?лошагЛ обгвр и сравнительный анализ систем регулирования Bsposircro оСсрудосзпга' пег одического, непрерывного действия и пнропзрочшх епяарахса вызвал, чт слцзствущре системы управле-шя Егрэчзшл процзсс&г! ко в состоянии обеспечить данные условия в соотазтствиз о трзЗсззтавгп технологического процесса.

Ргясйатрепи иатеызтктзекнэ кодогя .расчета теплошзссообменных сроЕ^сссз да суясвзпая возможности енаеттического расчета точно ггееЭходпгдзга гяаячбетва содводк^ого к продукту теплового потока. йЯравзаз катисмичзсгаи! кодедгь варки в тепловых одинарных аппаратах,испояьвозгша для разработки системы управления. Расскотра-Ш1 прсцгссч, протекайте пэ только в варочном, но к в гчрочно-пе-гаршеы оборудования, аппаратах с принудительной конвекцией, а твхез матеыатсгсгкясл ошюаная црсцэссов теплепередь .и по элемента! конструкция сварудозглия и процесса кондуктивного нагрева пи-щэвше прояуктоз с цзльп адаптации иодгяи к расчету ¿арочного процесса. Водя прсанашзщгазшш ст^стаущиз способы регулирования юпеезя в тепловых аппаратах.

Авале литературы вставая, что два управления t оцессом варки цмесооОрзгзо за основу взять микропоощессорное устройство с ре-гулзроЕавкзм so- теикратурэ варочной среды. Чтобы соотношение

.между подводе« теплоты и требуешштеплоым потакал бшю ептв-маш -ым, применены тяристорнае рэгулятори иозноста, для eö шав-вого увеличения или уменьшения при щжйютакка Т8?д?щзй wsmaps&f-ры к авдшшей. Этим искичси paaöpec Бвачанжй игцзостей н сьба-точныа тепловда поташ при рэадигашш врсцвсса, что сбэспзчгагэт идеальные условия и шсскэа качгсш> игдед^.

Проведенный алагю гитеражури позшив сфорцулгрсаать работы и задачи исследогаюа.

Во второй глазе прадлокека иатодика сааяаигсаского расчета нагрева пвдзвых продуетоа при еаркз б шдэвгртеаа венного-питания, в рэау£м*ат0 даоясогда гагсраЗ pc;xs'ica егдачи определения продавштельпостн гэпгагэй сСраЗзтка, ецрздовеша температуры в цэнгро продузега и ргоота «аз^гагтга содЕЗдешзй теплоты. Вибраи способ спродггопп хграяггр^ззкз! ре-

гулятора для провздекия варочша продзассз в кауаге »улк^дааа аппаратах. Для этого проанализкрогс&и ijscöoiiaocs» с^гтслл регулирования, прюяигательш к взр;:о пкззг^г ерэдяаез а Садьгри еС:,сиз варочной среды. Сфоруузирогаза каязшш цащ» рссчога евгтгца са-томаигческого рогулщхшаша вэдкой кя^зшз прадтаоз ц ьиОрол способ расчета процесса а оаггизльшг раалах.

ШЗранная ка основании дашюго tsassa tд*адипа, щяаюезшаз к тешювш ышармсл, Еэзгагда расссдать крадатса-

нуЬ функции по д^-яздкбсюза шр^этр^и, ютср^э о-радапяда* сгэ-дуяда* обрааои (риз.1). Ереш зсказдеапиз рагиэ сгрзску ска еДсцнсс от качала процесса до псрсасчззза с ссьа - i^aioöncü, проЕедешюй в иак&одае крут1 часта граней юлижавл ыой величины. Постоянная вргизка Та рагпа aipüZiy оси ьйсцжс. между точкой паресауния с пай {шсательсой и гор:зоптйЕ1, прейденной нэ уровне, соответствующем устакоакввз^ся акачзк^э параметра. Наиболее обдэй прк&шкзгшоЛ дшшааческой характеристикой служит обобденная постоянная Ерзшиа Т; eö волачша ршша чаэтцо-иу от деления плоезди F, заклшакиой vsasy крагой разгона а срамом с координатой t-tycT.. гд-j Сует - устенЬвкваесгя озачэваз температуры; ^

_ oJMsSL^seäcÜdZ Г с 1

' ■ ■ '1 [ ■

Эта постоянная равна интервалу времени от момента шчаза процесса до ордиютгц, ojc'c '.^jäi.rt u'l крйп t '.tji она ичишдп Fl м HJ. Коаффициен!' усилении (иередача) /. определяется но форцу-лв: п . iüL'f <<

где Р - кофинальная кода г- ;гь ТЗНов. V

а - при объёме варочной

среды 20 литров, б - при объёме варочной среды 60 литров.

га я У> а ю & ¿о & & а кг э»

ми»

Рко.1.Кривые разгона нидеварочпого котла при нагрузка номинальной мощностью.

Прэдпслсзоно, что гах^дуемый объект ыозке • бьл> описан ли-еэёпш д'ЕЙере.чциалышм уравнением с постоянными коз<Иициентчми:

п ¿с' ■

'сГъ.

- ¿"Л

где а1,а2,...,сп;Ы,Ь2,... ,Ьга

с/'С

постояндне коэффициенты;

• с1-

- те*уи!

- температура в оезразмэрнсм ■виде;

* - мощность е бэзпавнерном

^ видв;

1ует.- температура кипения жадности в варочном сосу. ,е; Стекуц. . Ртекуц. - температура и мощность в данный момент времени V

Пэредзтсашз функция объекта, описываемого эъ:м уравнением, представлена в следующем виде:

К(ЮЬ1

%

ч

' аадта соеисгяь а чтсСи ве:;ввесггеле коэффици-

енти а1,а2,..,.ел; М,Ь2.. ..,Ью, -а затеи плоад;: И и Р2, котораз свяэчки с вдвой разгона ивтеграааизяз соошзгошааа. Тшаа обра-8ои, имея экспериментальные дашшз крика разгска валена шрэда-точная функция теплового кулмкарного егшарата о&ъигй»" управления для оптимизация параметров его рабогц.

- Для экспериментального нодтЕорадоша спосоЗа упраийша процессом варки с помоев илкропроцэссорного устрайвтЕа п разроОони рекомендаций для создания серийного варочаого устройства с данной системой управления, а таххе для определенна оптщгаль&а раЕгшоа варки различных видов пищзыя продуктов совдан шгсяе^Шмгтвз&й&З стенд.

Стенд (ркс.2) вкавчает в себя котйл КДО-60 (1) с '■ерьятй&иро-ванкой прокладкой (2), крышкой (3) на которой згёрепланы терйявфа (4) череа уплотнитель (6) и штуцер с брютоотршаВДм устройством (3) для вывода и конденсации пара. Ва кривее (3) так» распаашЬви груз (7) для уплотнения её в прокладке (2).

0х/.4од

1— -1

о □

О о

• « • «

о а

о ' 0

0 ш

А

- р полокш£ V переел.

I А

Р«с.2. схема вксперишшташюго стенда и точки аамэра '»тури. ■Гормоаара (Д), датчик которой погружен в варочну» среду (в);

создкпзез о устройство« лвтсштнчоекого управления "Протерм-100" (10), который чэрев тирксторзый блея: регулировать (и), переклл-тапкэ (12), кпкгетелышЗ блек (13) ссюдгаен с ТШами (14), на-годпгрстя гз пгрсгоЗ рубагг» (15) пкщзварочного котла ц).

Озеоерзизкш», в сгровуо рубаку (1Б) котла вкотчон элрктро-коатагакпй чглсягзтр (13), электрически соединенный со ст- щией ущяжзягя (17). Сгрщяя в евта очередь через переключатель (12). я изкор^гакга блок (13) создппека с таяшгд (14).

Птугрр с б1>ыэгсотргт1ИГ5М устройством (О) соединен с пароот-вотерй трубгаЛ (18), с входом . оядексатора (19), выход ютторого ссздтетп с кзпгурюЗ (20), затратой краном (21). Конденсатор (19) п кэкоуркз (20) собрали п единый Олек на стойте (22). Между кон-дэясзхороы я иэнзуряей установлен разделитель <5аз (23).

ПрЗ варкэ с пстжзг» 8£сктрсяпой спстеш управления перекдюча-тогь (12) пзрсгодятся з йог ганкэ 1. Температура варочной среды (О) ■ рзгкстряруотся дагчзясм-торкопзрой (4), сигнал с которой пос-27га. V п ¡,'071 ятоо ептеготичеекего управления (10), которое в состсэтетппя с егданной программой выробатшзпт управляют,:«! сиг-

ткртягторт!;сго Скс.я. р-згупгрггэчяпп <41- .

трэзфяпоэ рзгул;ф0г<аж'л ¡'о^постп ТШов (14)..через переключатель ыжатл уцрзагсЕКЯ \ (12) и игшршяшй 6Д0И £13), ПЗмерншБш ' егк^ гоет кусать для какдой фазы. .

При сорго с С&Ж5П грздвцхБтй сьдаа управления сигнал с Еглс-йтра (10) поступает па станцигх управления . (17) .и -реяла .с^кяроопзргпя па ТК'у есуг^отмяется чзрээ перек-лтагагэ 412) п Егмзр'яэгйгД Сдоя (13). •

В претссэ пз? пэ варочной среды (в) окгогкудпруется в

пзрхгай чгстз пахотного сосуда (24), гермэткзяров'нном по нери-кэтру г^кттгпрсяссдгеоЗ (2), а в юсто подсоедннегош термопары уплатантолсу (Б). Чзрээ гяуцор с брцэгоотраяав^яа * -тройстэоа (б) пар чэрез парсетасдз^в труйф (18) поступает в конденсатор (19). а коодшгеат ия вэго соЗкраатса 4 ыекзуркэ (20). Конденсатор (19) а мензурка (ги) установлены вертикально ка стойке ("2). Еоздух дю меяауркв а несковдевскровзлниЛ пар выходят черев рааделитзль фаз (28). Пвглэ окончания эксперимента ксндеисат слкваеся через кран (21).

Ооадаяшй зкетршэнтагьный стенд поавоша произвести иссле-. доганк:; пэ ^трвяышзв прсовссш варки лицевых продуктов для опре-,-цехэккл агсказгыгг. решгасп варки и разработки спецкализированчо-■ го рвгуитг^ж Едарзга мшшеш аппаратов

: '■ООВ&ЯЯЯЖеЗГО ПЖЖЖ1.

- 8 - • Оценено, что погрешность результатов измерения на экспериментам м стенде не превышает +/- 1.62. что является достаточным для интерпретации результатов исследования.

При конфигурировании структуры микропроцессорного устройства входные переменные блоков в соответствии с требуемый алгоритмом функционирования регулятора программно соединялись с другими переменными, среди которых были входные и выходные сигналы другого блока, цифровые эквиваленты входных аналоговых сигналов, дискретные сигналы, переменные и параметры настройки другого блока.

После конфигурирования регулятора применительно к задачам данного'исследования, схема приобрела вид, изображенный па рис.3.

ЦНГРСЙСЕ шчниитуаРСкСТЬО «тлЬГЛ У7^

ТЭНам

Рис.3. Функциональная схема регулятора для управления процессом варки.

В результате выполнения действий, описанных в »том разделе, система управления процессом варки пищевых продуктов била вквшэ-на в стенд и полностью подготовлена для проведения исследований.

в третьей главе определены поля температур в варочном объеме, выявлены динамические параметры гаадеварочного котла и его передаточная функция. Проведена сравнительная характеристика теплоэнергетических параметров п/деварочного котла, как об-ьекта управления при регулировании варочного процесса как посредством треда-

цяонной, так и экспериментальной системами регулирования, а также выполнена сравнительная оргаяолептическая оценка качества кулинарных изделий. Дздш рекомендации по использованию системы и приведены алгоритмы ее функционирования.

Определение поля температур в варочном объеме котла проводи-лсу в лодкой однородной среда со свободным перемещением жидкости. Деяьв эксперимента было определение перепадов температур в течение всего процесса, для нахождения места размещения термодатчика, по которому производится регулирование процесса. Намерения производились в контрольных точках: 1 - у дна варочного сосуда по вертикальной оси его симметрии, 2 - у поверхности по вертикальной оси симметрии зарочного сосуда, 3 - в пристенном слое (рис.2).

Анализ экспериментальных, дайнах показал, что во-первых, четко просматривается три стадии выхода пище варочного котла на релим варки: нагрев конструкции, нагрев варочной среды и тихое кипение. Во-вторых, имеется ясная тенденция к сни нив перепада температур к концу второй стадии нагрева га счет переноса теплоты в варочной среде поднкмгвдшгся лувырьками пара. В-третьих, в период тихого кипения (без видимого перемести варочной среды) перепад температур стрекитсз к нулп. 3 результате была показана возможность снижения случайной погрссяости экспериментальных дач них при работе на стенда и определено ыесто иахетц'чния термодатчика для системы рэгулкраазяка.

Определенна д'-гтаятчесгса параметров пище варочного котла как объекта регулирования по ого кривой разгона' производилось для нахождения постоянной времени Та, коэффициента усиления А и времени запаздывания для нослэдуадэго их использования при расчете системы регулирования. ,

Кривая разгона определялась при возмущении номинальной мощностью на тзнах пкззЕарочного котла, а температура варочной среды измерялась в • тз 1 (рис.2) при минимальном и максимальном объемах варочной среды. Нахождение динамических параметров котла производилось графоаналитическим методом по графикам г-Г(г), построенным по результатам проведенных исследований. Значения аксперимэ. алышх параметров приведены в таблице 1.

Определение передаточной функции лищеварочногс котла как объекта регулирования - по динамически..' характеристикам его кривой разгона при номинальной загрузке варочного объема проводилось в следующем порядке:

1. Ось абсцисс (рис.1) была разбита на отрезки с интервалом времениьС, исходя из условия, что на протяжении всего графика

функция t-rcr) в предолга ZtxV,vasü тлвчаэ—п ог пргшй.

íeüesm 1

I

Параметры

n—----1

Еатругка (овт->ц Езртазй срэд-i) | —-:-i-:-S

V-20 актроа I V-GQ jrapoa | -—J

Мощность ТШов Р, Вт 1 €000 1 QOQO 1

Запаздывание V , с 1 ?52 1 SOS 1

Постоянная вроуэк;. Та, с | 1224 1 2772 í

Устзковиеезеоя темпэратура I 1 1

tycT. °С 1 I 03,1 1

Коайвдкн? усивсппа Î S 1

A- tycT/P, К/Вт 1 0,0103 i o,OIGO 1

Огноезнш s'/Та, 1/с 1 0,2053 I o.ism 1

2. «7ИКЦШ1 првввдода .« .ввсрогусражу ESS? в'-Г(г') (PCS.4) ; путем делокиа шгчэщш1дак.хи с ииад кигкз?с сязрзаа ка »хгг-ciuasbKoo виетзнкз tycï.

? Ояродогсчш мовддц Fl n F£¡. ßxs ras о) paccv. mu» общсг 'д-б1) 'дгг еоэх (щшй пагзясгзда ктогои:дг . 2&Г,... n«.f,c подсфлвда *тс cyt~:~ .*

влоцэдь Fl окрадзгаж- дэ фгргдудз;

0) Функция (l-ö*) бвга перэетршиа.Б дйтсй кагьгаЗо срзизаа, (за Евгаиксииуп aspes» saya прюшо e-peta ß - o'/fl

а) о. рэдэланы вЕачэЕюз (1 n i-2û+ûfz tsst ssssossù

ÍP Oß Of

4«

ц

с

r

t 1 r-.-. w ta ч 1 ! 1

! / 1 i 11 1

1 'y f i ! 1 f i ! ■

1 / i - í : . 0,6 í ¡ ! i

1 1 1 í ! ■ 1 ■

1 .j ! ,U 1

t Г. 4 ¡ ! 1.1 ■

^ i i 1 i ' i ■

1 i ' ¡X

1 ; ; j ;

0

Рио.4.. График зависимости беа-:

Рев.Б Крквга разгона тш»~

размерной температуры отвремени. ратуры в вгфсг-шж, сосуда когда.

л $ > справочнику подынтегральных функций;-

подсчитали cyi'rj значений и 1-ZtP+^/Z для всех отрезков

лО a crpsseEtnn плетдцн FZ н F3 как:

В дзлноу сзучгэ, vtcsao ограничиться тремя коэффициентами передавшей фупкцпл.

4. Теп пэродаточной фуягацш выбрал ш ведущих предпосылок: ззрейетр по . ревой равгова я его первая производная при t -О реввц аудо, евачят в передаточной функции порядок числителя по tfed&tit йерё на; фе единицы меньше знаменателя:

¥(г)Г l -

nlr/L j <ьпр»+,„asч Где al,a2,...,en;M.b£,...,be» - постоянные коаффинвенты; Цраиптсш в дагаоИ еж/пав выбрана передаточная функция более простого вида:

Тогда ai-Fl, oZ-FZ, a3-F3. Те« как в .трофее* вычислений не сжат валось отрицательных пжщадей, кэ было веобходвюсти выбирать передаточную {упицяо с более высоким порядком числителя.

Два рассчкгывсэксго случая полученц значения коэффициентов-, al - Fl г 28,609 мня 02 - F2 - 275,603 ыхн * S3 - F3 - 70,742 Ш13 '

1.0. а(р)| - 1 / 7в,742р3 + 27б,Б03ра + 20,66gp + 1

Sasa проггдэЕз сгавзэтэльвая характеристика теййбэнергетичес-кпх парауз?рс' ййдаигрочзого котла пря ого раёбРрйё it В стацио-пзраса реаккэ j а&евя сраЕпаит длительности варки рааличют валов кж^еуз продуктов при рэгу-гагрогании процесса с помещш традиционней а гпегзрг^ытааьвод систем управлаииа.

Эада?я. лэшш гжагргг^нтсв аасялссь сравнение традиционной и гкеперзйзнтагьпоа свете» регулировал:;« процессов варки в акщр-сарсчиом петле по пещдеряаяио температурного режига, затратил шергна. дгетмарссти прогрева различных видов пищевых продуктов a aasKcfcx^vsi с? iOOTepaTypa варочной среды, Исследования проводились Из зкегюргзгэатааьном стенде, а электронная скотома регул»-

- IS -

рования была настроена согласно пров ;еннкм "тсчатам.

В процессе экс; зрименгов котел с номинальной вагрувкой варочного сосуда выходил на режим варки и ватем в раавичных сериях экспериментов, в него загружались порционная говядина и рыба. Была проведена серия зкспер;аюнтов по варке гречневой гаги. Производились следующие измерения: 1) тешерагуры варочной среда; 2) мощно*- ¿'и на ТЭНах; 3) количества испарившейся и собранной влаги; 4) температуры в центре продуктов, подвергаемых тепловой с** збот-ке; 5) кассы продуктов перед началом v посла скончай®! вкгпэрп-ментов.

Было установлено, что темп нагрева варочной среда при регулировании процесса варки с пошдоэ ыифопроцессорвой скотеьы управления (Ш-регулировапие) к при регулировании трвдищюнкой глэнт-роконтактной манометрической системой рзгулкроьгшкз (гш-рэгулк-рованко) одинаков (крише 1 и 2 риз. 6а), . ш при ш-рзгугироййлии моцность на ТЗНах при нагреш сроду до 63-б7вС кжшаат шавио снижаться до достижения температуры ста5й£язадая. При SSOS-регулировании избыточная иощност расходуется па бурноо ксаарошга воды из варочного сосуда (кр;.-ыо 7 и 8 рис .65). Энергозатраты при ста-билиг~ции заданной температуры составляют ври Шй-рэгулироваяни не менее lST Вт, а при Ш-г">гулироваяик - около 300 Вт. Это объясняется меньшим парообразовании и, сэдователько, ьяньшшн потерями энергии из-са снижения температуры с 80,3°С - температуры бурного кипения до С5'С - температура так называемого "тихого кипения". Как показали эксперименты, вадешузз тежературу варочной среды можно поддерживать с точностью +/- .0,2 С.

Зависимости температур варочной среды и продув.ов от времени.

Дгзтэльпссть зрагроса ввдавих продуктов, как. слбдует из крипа 3, 4, б а 0, езгкгнт от типа и фсркы продуктам, я значительно кгкьпоЛ стегнет, ст геыгэрэтуры варочной среды. Различия в тгэ прогрэгз для сдпгзгогиз по типу я <}ормо . продуктов практи-.«?;csci иэвггдпгпа тегш>т* ютерсага температур 02 - В8°С, а раз-ггт гг^'тгзпфз-а ЕСршхяшого «пса (в пластинах) и картофеля кзгЗетзп (е??) сеетгетш» скаго 12 ищу*. Это такта подтверждается ¡гагткпгч СсргзигЕЯ. Езшез уггриз -родузяов при варкэ с по-гзтал КЬргттгтсгппз сОкжшитеа (tasse ездезш режпгаи "тихого кггоегя". • ,

нагло отнзтт.гъ прзЕиуцгства ыкх-ponpcsocccpitcf cectoisi усркикпга гзрксй гапзия продуктов:

Eo-r?paJ3, скглхг/л ir^rsrprassprai па- прскзсс варга. оцзпка рзгяз?» «жйяязязсп» етдаюкп» ошярозпзргпн- показывает, wo ' т pspcrpsrs спсйкпгл сгк-газ.'зэг ITS, а при вгрта продуотоз рпд-гс~гэтсз га £33 сгзртрсзг^рггя глаз.

Г>:зтсг-гг, ажгга пз пгрсчлсЗ ергди спкаэтся пе ко-

се? о Е-ГГ4» 'ho mpzssr сияя гстгаего врадудаа.

Ö-сротаях, уюсаазв» гзгрка прслэтггса пз кэязо чем на lttS по Г429 Я ЦП ÜZ по изргсфгяэ. ■

Зка» щющ-'.сво сквзмв» .срггяоштгсвсяя свойога цдалдоих взяггзЗ врз прягегстхзта чздаацааши вшяяйо» н с пояоаа сго-сезяжпядаакЗ рггуяршаш. ¿"сгг/хатата двгувтацяй варэ-

ЕЗГО «53» ГгрСПОй pKft» П РрЗЧЗЭВСй 1223, OISSRIffiaSSI ПО

snsrßnsssnpil г.рлэ с ' удаче» ясэ5£зстига. сааювзн (KB) газдого sjntrarari. "г.-; кж^аго Спя вредотхмЬяи срвдпгэ она-

f.;tr,:i сг,:лс;: скз ;:сг7стсгсрс1 с упгсз ихгйяцдевта еезкжтя. Пзетлп^^ для сизспя сдугага карги оргеяозеатячзского

сзагага. •••...

Позучзигл д-шпэ мсгагзля слггат» пзнзд, что блода, праго-тсвгзпааэ пр? ущкжашв врецзссси ггркя с осяддо микропроцессорного уетрс'зтва сютпгтеа Оолза кяокяя сопсоршзмя оцгнкгшя по тага есгап псагатэаги гзясзтва, как "отхвстенциз", "ькус" a "aaesasä вял", во сршнзк^г о аясдакя» првготовлентсо традиця-omaaj спс ^Scji.

■• Есэ Сггла. срнгстсзг5етэ грз угрззззгк!» процэссса ввркя с ПЕЛПО кзкрс=рс«зиес^3 у]рс5элеЕиа билп кзное дсфор^--:-

рогаяа сз-са озсукетап вэрегрэаз.

!&со я жэкз балаэ ялотпуэ етпсастешв», а гречневая ка-ЕЗ би?а 60S59 я отсутстзоЕаяа яодсохгая iгорочка у ств-

Высокие органолептические показап?ли (Ш? при варка с поывдда микропроцессорной гчстемы управления объвсцзлтса точным поддзряа-ние,.. температуры в эависшсюти от Бреьшш в то®зп£<> варгяшого процесса и варкой в рэ&яш "тихого кшиеэт" при тсьшрзтурах близких к 100вС.

Полученные результаты дают основание считать, что Зг^ти. приготовленные с помощью микропроцессорной системы упрагдзкип к,кшт достаточно высоки» оргаяолэптическг«е показатели гс&чгства, т чем свидетельствует их обобщенная оценка, « ото цскэт слуаить подтверждением цэлесообрчзности гспольаоваь«ш данной скгтзш уг.рав4а-1шя для поддержания регзшов варки раалпщшх в;щоз газршг дрздугг-тов, особенно шсных позуфабршитоа.

Практической реализацией результате? срааздэккзаеадойадаД является обоснованно и пркиуцеш» цоази сватею* регударелтаг.та процессом варка различных вядез шсрыс срогуетсз, 6аз;.;»УЕСЭй-Я на нетрадиционном способе упраагзшя» пра езвадвоааяя» разлита .¿хнологических режимов варки о жадкоЗ-среда Сзг кзвдкз.

Ей приманашш козвадгет егбезггь ухуягаегл ерганойешжсокзх качеств готовых «¡улша ок бгзд, а Част езтас^ьзи^о уадаьсягь расход злэктроэшргш.в позора шиш гош&х садсиш. Едзгедгрд настоящему в-^адеаазпз) даиц шяшщ&э ршаайиаацца к оцавоаа парспектш! дшшай сязтеш упрзигвгяй ершзщжгьпо к взреигаг аппаратам перподаксского а кспрзршжзго дейетеш. кзезагова-ния в давкой ссстеш ущшааниа бага {КаЭрзОотяш агтаргяш парга различных пизршх продуктов, шяод&адаз» о гзгзаевг тезкалзгп-ческих параметров теиюргтуру в гсагааой обраЗэгда..

Ыоаео с ^верешгостьэ предаоишт*. что Ефсгздецгз дошгав-тельных Ю]шо1огйчоск1з: каслод(вани.. сэ сгрсэ [)5ач»гша багщ пра температурка вкав гемгарггуры кзшнап ц разр&гвткг ос&твакгкуо-пак технологических рзгшозрееко ршхщш* ассоршшг Оеси, ищ-готавлизаэчих в варочпш шарагах с&риадкадскаго дзйвшш оао-мощья дааной сиотеш управления.

в результате , провздзша »"чуеадовакпй соейзяы вреотокдаа яла автоматизации ув< .освецшшшравшзйа ут$а1щяшвш в ьзогофукх-циональнш варочных аппаратов, кж а оОшэствешсм писана, ки: в для обеспачапш Езтсмзтезацак варепшх Ерозэсеов в пацэгой вро-мьшленноста. Реаляаацаа хогкшлтош.-Еш: взамсзЕОстей састэмы ааи>-. матическс. о регулирования - тагз». как контроль дагчкков состояния систем подсев и шгрузки продукта, управление шшгаша по-реыеиивания в вагруг"« продукта к вскшш» соратшх ф^шщгй (гадание таймера,^ недача екгвала сгаячшша процесса).а тз:е$», щщ

явобгодямосги, гсЕЬааоэш» параллельных систем с обратной свагыэ ссэлтат'огяску для разработки универсального программного устройства г~-ч пггжгй х:рс12теппе>сти. .

ШВОДЫ.

1. Па сепсм спаютз процессов, прото:схгзп при варке пиие-т продухтез дл.1 :^С7Е?1шого приготовления бизд предлог.эно ре-ГугзроЕЗть содг^доЕГл к крочясЛ средо необходимого количества тзгла и ¡п*л?.п! жлн? преигап при лоддэрегаяки температуры варочной срс-Л! бгггх! к тежзратуро вяления.

2. Сопоо'.-алоп» спзтеи регулирования варочного оборудования пэрж>л2яоа?сго и гзареркваего дойстзия доказало, что еговстаувдио устройства т з состояякя сбеспешиь нвобходашй педаод теплсти к всро~пой ергдз л оЗгошэтшть строго? соблюдение темязратуриых рэ-зжез в 'сосиссстзгя о требоегалтш тохяс эгачесюто процесса.

3. Рагклзрсгы способа регулирования ¡.юздости я сферизгяирспсги гр^Сога'цтт! к устроАсяш для регулирования процесса варкп по ТСМЯОгтурэ гсфочлсй Средо, о ПрПШКвИШ! иикропро-цзссорпого устройства а пеузтьэ -.гззшолопг-тесют процессов и ис-вевьгогзшоа гогжгарта рзгуясторов «мгякяи. Для получения оп-таъаяьпого СООГГССОШП !'С.~'(У подт-тяпа*» и требуемым тепловым потеком, предлЕ-зко гепаглеовавие измерения температуры варочной среди тормоэхсктрзгасгепм врвоОраооаателем.

•1. гзэтодгал анаптпвского рзечата яагрева пищевых

продгютз прп пгрга л т2г.о2зрочшх котлах, с помоща которой воз-^ехпо спроде.'зггэ продоггптэльпость тепловой обработки, определить ташюрздру в кзптрэ продукта, рассчитать трсбуешо параметры гГ"Ж",эа сгй;.ы л опрвдалппъ !кгапчостао г.одведсиной теплоты.

5. Обоскозян спозсЗ определения оптимальных характеристик регулятора д; прогздепта варочных процессов в тщеварочкых котлах.

6. Определена передаточная <2ушадга электрического пгсцевароч-ного котла, как объекта управления для нахождения оптимальных параметров . стройки его системы регулирования.

7. Продложгпная спстеуа управления позволяет экономить злектроонергст (в период разогрет- -до 17*. а о период варки до 807.). , Одновредашю. достигается уменъвенке испарения варочной ерэды пе чем ка 65Г И укеньвеиие уварки продуктов.

О Ьрг^сглгтзг^'-та показатели ыяса, ркби и гречневой кагш, пршчртеи^^л: эшюрихеатааьиой сястеш управлеюп»

-16 -

варкой изэ, чэы пра управлении трада. /шат етсдза.

9. Вреия выход* на реывл в кпд прогрева сродуккз в варочной среде не измегаишеь при испогадозааза врвддгззшзй gebtsiíj управленЕЯ по сравневао с .градицшашй.

10. Предложат регкш варки pasa capas. npessiaes, еозеошш-цие автокаткакрогать прсцзсс саряи, coi; в уелаEgaz ccrs^ssro щют . изводства, гаг: в d езпщяягя пгргейгкзеявто йзёзтвез.

ПШШХСЯ Ш Ш2 SÍK^fiCTs'

1. Ботов u.E.» Казапяоз A.B.» Р^зансз B.B. ¿згвагЕвда щяз»- ■

coa нагрева сЗсружсетагз ^дщкзтдЗ г^гзл;^

//Тезкси к Есасоэгсой шфрзйда £ ШШЗ.- Ц.:- 1SS7. ;

2. Кагаазюз A.B., Бэгсш У.И., Етсагга D.C. Сете?» ciü&zzczzs-

кого упраашша варяей кизгц: сретпгю ш cggqfio ьжзазд»»-цоссора //HöBSMsa ossss ежзх&щг 'Ezseií sesao-

логш.- 1S33.- К 1 - С.11В-Ю.

3. Ботов U.E., Еазашшэ А—.ввоезвзестй у^хгз^ш» Ег'сдаеси tap-

кп по та'-шарат/рэ гуеЕ»й вгах^скарэ- тезша.

.¡шюи дкандав,-Чаеть 1ÍÜ0.-C.1Q3.