автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка процесса и устройства для смешивания и формования помадной массы на основе порошкообразного сахаро-паточного полуфабриката

На правах рукописи

ЖУРАВЛЕВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССА И УСТРОЙСТВА ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ И ФОРМОВАНИЯ ПОМАДНОЙ МАССЫ НА ОСНОВЕ ПОРОШКООБРАЗНОГО САХАРО-ПАТОЧНОГО ПОЛУФАБРИКАТА

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2004

Работа выполнена в Воронежской государственной технологической

академии ^ГГА)

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - доктор технических наук,

профессор Магомедов Г.О.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ - заслуженный деятель науки и техники РФ,

академик МАХ, доктор технических наук, профессор Кретов И.Т. кандидат технических наук Бакунина О.Д.

Ведущая организация - ОАО "Крекер" г. Воронеж

Защита диссертации состоится «11» марта 2004 г. в 13 час. 30 мин. на заседании диссертационного Совета Д 212.035.01 при Воронежской государственной технологической академии по адресу: 394017 г. Воронеж, пр-т Революции, 19, конференц-зал.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес Ученого совета академии.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТА.

Автореферат разослан " г " р 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

А.А. Шевцов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В кондитерской промышленности новым и перспективным направлением является порошковая технология помадных конфет на основе высокодисперсных порошкообразных сахарных полуфабрикатов (ПСП), которая позволяет значительно сократить производственный цикл, широко использовать местные виды сырья, снизить сахароемкость, повысить пищевую и биологическую ценность готовых изделий.

Широкое внедрение порошковой технологии помадных конфет сдерживается из-за недостаточного исследования основных технологических процессов (смешивание, формование, резка) и отсутствия технологического оборудования для их реализации. В связи с этим необходимо установление основных закономерностей образования и переработки конфетных масс и выбора оптимальных режимов их проведения. При этом с позиции физико-химической механики должно быть учтено напряженное, деформационное состояние конфетных масс в процессе их приготовления и переработки, что, естественно, требует знание гидродинамики потоков при смешивании и формовании и, что в настоящее время не исследовано.

Разработка устройств для получения и формования помадных масс порошковой технологии, управления процессами структурообразования во многом сдерживается из-за отсутствия инженерных методик их расчета, поэтому работа в данном направлении своевременна и актуальна.

Работа выполнена в рамках госбюджетной НИР Воронежской государственной технологической академии по теме "Создание и совершенствование ресурсосберегающих технологий при переработке растительного сельскохозяйственного сырья" (№ ГР 01.9.70008815).

Цель работы — аналитическое и экспериментальное исследование структу-рообразования помадной массы при смешивании, формовании и резке конфетных жгутов для разработки технологического оборудования и методик его расчета.

Научная новизна. Получены зависимости вязкостных, компрессионных и релаксационных свойств помадных масс порошковой технологии от температуры, массовой доли влаги помадной массы и сжимающего давления.

Изучены закономерности структурообразования помадных масс при смешивании, формовании и резке конфетных жгутов; установлены оптимальные технологические режимы их проведения.

Построена математическая модель деформационного поведения помадной массы при смешивании, которая связывает статистический критерий качества смешивания (индекс смешивания), смесительное воздействие и реологические характеристики помадной массы.

Практическая значимость. Разработаны конструкции вибродозатора для пищевых порошков, дозировочно-смесительного комплекса, смесительно-формующей машины (Пат. РФ №2159046). Разработана система автоматического управления дозировочно-смесительным комплексом и микропроцессорная система контроля и управления (МПСКУ) универсальной смесительно-

БИБЛИОТЕКА | 3

о%пжм! 3

"' ' ■ 1

формующей установкой, использование которой] НИР, УИРС и ДНИР. I

Предложены методика инженерного расчета смесительно-формующей машины и проектного расчета формующей машины с одношнековым нагнетателем.

Разработано программное обеспечение для МПСКУ на языках программирования АССЕМБЛЕР и С++ в среде Borland С.

Проведены промышленные испытания МПСКУ и смесительно-формующей машины в условиях ОАО "Воронежская кондитерская фабрика", подтвердившие работоспособность и их высокие технические возможности. Корпуса конфет, полученные из помадной массы по порошковой технологии на основе порошкообразного сахаро-паточного полуфабриката методом выпрессо-вывания с последующей струнной резкой, по физико-химическим и органолеп-тическим показателям соответствуют требованиям ГОСТ 4570-93.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены в период 1997-2003 гг. на отчетных научных конференциях ВГТА; научно-практической конференции аспирантов и соискателей ВГТА на иностранных языках (1998); Всероссийских конференциях в г.: Юрга, Воронеж (1999); Международных научно-технической конференции в г. Калининград (2000), г. Москва (2002), г. Новочеркасск (2003).

Отдельные результаты работы используются в учебных курсах "Технологическое оборудование отрасли", "Моделирование и оптимизация технологических процессов отрасли" и "Реология сырья, полуфабрикатов и заготовок изделий хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств" на кафедре технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств ВГТА.

Публикации. Основные положения и результаты работы изложены в 33 печатных работах, в том числе 1 патенте РФ, 3 статьях.

Структура и объем работы. Работа состоит из введении, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 152 наименований и приложений. Она изложена на 216 страницах машинописного текста, содержит 49 рисунка и 18 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована ее цель, отмечена научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе проанализированы современное состояние техники и технологии производства помадных масс. Дана классификация и рассмотрено оборудование для приготовления и формования конфетных масс, выпускаемое в России и за рубежом. Рассмотрены наиболее важные реологические модели и свойства конфетных масс. Представлены особенности деформационного поведения конфетных масс при смешивании и формовании.

Во второй главе представлены объекты и методики исследования, использованные в работе.

Объектом исследования служила помадная масса, приготовленная по порошковой технологии на основе порошкообразного сахаро-паточного полуфабриката (ПСПП): Объектом исследования также явилась универсальная смеси-тельно-формующая установка (УСФУ), оснащенная микропроцессорной систе-4

мой контроля и управления, а также основные технологические стадии получения помадных конфет порошковой технологии: вибродозирование сыпучих компонентов; смешивание рецептурных компонентов; выпрессовывание конфетных жгутов; их струнная резка и последующее охлаждение корпусов конфет.

В работе использованы физические, химические и органолептические методы исследования свойств сырья и полуфабрикатов. Массовую долю влаги в порошкообразных полуфабрикатах определяли высушиванием по ГОСТ 5400-95. Органолептические и физико-химические показатели помадной массы на соответствие ГОСТ 4570-93 "Конфеты" определяли по действующим нормативно-техническим документам: отбор и подготовку проб по ГОСТ 5904-82, массовую долю сухих веществ по ГОСТ 5900-73, массовую доли редуцирующих веществ в сырье и полуфабрикатах проводили феррицианидным методом.

Вязкостные свойства помадных масс изучали на вискозиметре "Реотест-2", их пластическую прочность, компрессионные и релаксационные свойства, а также резание отформованных конфетных жгутов ножом и струной исследовали на электронном структурометре СТ-1, оснащенном специальными насадками.

Математическую обработку результатов исследований проводили с использованием статистических методов по типовым и специально разработанным прикладным программам.

В третьей главе изложено описание экспериментальных исследований реологических свойств помадных масс порошковой технологии и основных стадий их производства.

Изучены вязкостные свойства помадной массы в интервале изменения температуры ? = 25...40 °С и массовой доли влаги Ш = 7...11 %. Установлено (рис. 1 а), что изучаемые массы относятся к неньютоновским средам, для которых характерно ярко выраженное уменьшение эффективной вязкости при

увеличении градиента скорости .

Рис. 1. Зависимость эффективной вязкости от градиента скорости (а) и кривая течения помадной массы (б) при массовой доле влаги 8% и температуре, "С: 1 — 25; 2 — 30; 3 — 35; 4-40

Вид кривых течения (рис. 1 б) позволяет отнести помадную массу порошковой технологии к вязко-пластичным средам, которые характеризуются предельным напряжением сдвига ^ и пластической вязкостью Т}т. Получены уравнения, описывающие зависимость предельного напряжения сдвига и пластической вязкости от массовой доли влаги и температуры

г0 = 8504,91-75,62^-265,26г+2,86/2; 0)

Т}„ = 329,72 - 7.48Ж -9,31; + 0,03г2. (2)

Установлено, что температура оказывает более значительное влияние на предельное напряжение сдвига и пластическую вязкость, чем влажность, причем наиболее интенсивное изменение То и 7]ал происходит при температуре 25.. .30 °С.

Исследования показали, что для получения достаточной формоудерживаю-щей способности конфетных жгутов, формование помадных масс методом вы-прессовывания следует проводить при градиенте скорости 5...7 с'1 и температуре 25...30 °С. Транспортирование помадных масс следует проводить при более высоких температурах, поскольку повышение температуры приводит к снижению вязкости, что способствует уменьшению энергетических затрат на перемещение массы по трубопроводу.

Изучены компрессионные свойства помадной массы при сжимающем давлении Р = 0...0,6 МПа. Кривая сжатия помадной массы (рис. 2) показывает, что наибольшее изменение объема массы происходит в начале нагружения. На начальном этапе сжатия осуществляется деформация структурной сетки вследствие переориентации и сдвига частиц, связи между которыми пока не возникают. При этом удаляется газообразная фаза, появившаяся при смешивании. На такое начальное уплотнение затрачивается немного энергии. Следующая стадия уплотнения требует подвода значительного количества энергии, расходуемой на формоизменение частиц массы. Вследствие возникающих адгезионных и когезионных связей, образуются связующие слои, приводящие к упрочнению массы и сохранению заданной формы и объема.

Получены уравнения для определения кажущегося объемного модуля и коэффициента сжимаемости Кг в зависимости от величины сжимающего давления Р= 0...0,6 МПа

Еу =3,80+15,91Р; (3)

Ку - (3,96 +15,7. (4)

Уплотнение помадной массы приводит к увеличению ее плотности, что влияет на режимы переработки массы и качество готовых изделий. Рассчитано

Объем образца, <

Рис. 2. Кривая сжатия помадной массы

предельное значение плотности помадной массы р„р = 1333,5 кг/м и получено уравнение, отражающее зависимость плотности помадной массы р от сжимающего давления Р в интервале 0...0,6 МПа

р = 1261 + 72,50(1 -е"3-13/>). (5)

Помадные массы при обработке подвергаются воздействию внешних нагрузок, вызывающих их деформацию, вследствие чего в материале происходит релаксация напряжений, что вызывает разбухание отформованных конфетных жгутов. Кривые релаксации напряжений (рис. 3) показывают, что помадная масса релаксирует при одном и том же начальном напряжении в течение определенного времени до конечного напряжения. Релаксация напряжений развивается с различной интенсивностью в зависимости от приложенного начального напряжения. Получены зависимости продолжительности релаксации тр и конечного напряжения сгк от начального напряжения сг0 в интервале 0,1...0,5 МПа

тр = 40<то'29 + 5,76; (6)

сгА. =-0,011 + 0,643сг0. (7)

Структурообразование помадных масс при смешивании изучали на УСФУ по величине удельной мощности привода и работы смешивания (рис. 4 а, б).

Продолжительность релаксации, мин Рис. 3. Кривая релаксации напряжений помадной массы при начальном напряжении, МПа: 1 - 0,5; 2 - 0,4; 3 - 03; 4 - 0,2; 5 - 0,1

Рис. 4. Зависимость удельной мошности привода от продолжительности смешивания: а) при частоте вращения мешалок п = 100 мин" и массовой доле влаги Ж, %: 1-6;2-7;3-8; 4 - 9; 5 -10; 6 -11; б) при Ж= 9 % и п, мин'':1 - 40; 2 - 60; 3 - 80; 4 -100; 5 -120

Резкий рост на начальной стадии смешивания обусловлен структурированием водных прослоек на поверхности частиц сыпучих компонентов в результа-

те процесса гидратации. Стабилизация Р^ характеризует переход упруго-вязкой структуры помадной массы в пластичную, пригодную для формования. С уменьшением массовой доли влаги увеличивается, что объясняется ростом капиллярного давления, которое стремится удержать частицы дисперсной фазы вместе.

Установлено, что процесс структурообразования помадной массы ускоряется с повышением интенсивности смешивания (рис. 4 б).

При смешивании жидкой фазы с частицами порошка часть механической энергии, расходуемой на замес, переходит в тепловую, что приводит к повышению температуры помадной массы (рис. 5).

Сопоставляя динамику изменения

уд

(рис. 4 б), температуры (рис. 5) и

производной по температуре, можно точно обнаружить окончание взаимодействия жидкой фазы и частиц ПСПП. Время появления пика на кривой

совпадает с моментом достижения максимума производной по температуре, что свидетельствует об интенсивном протекании процесса гидратации частиц ПСПП. Спад скорости изменения температуры после экстремума обусловлен затуханием процесса гидратации.

Выбор рациональных параметров смешивания проводили по величине удельной работы смешивания до готовности А}д. Состояние готовности определяли по кривой как время начала стабилизации

Зависимость А^ = /(й^) отражает затраты энергии на создание дисперсной структуры с различным содер-300 т жанием влаги (рис 6). В интервале Ж

= 9...11 % образуется коагуляционная структура путем сцепления частиц слабыми ван-дер-ваальсовыми силами через тонкие прослойки жидкой фазы. Помадная масса проявляет тиксотропные свойства, характеризуется низкой прочностью, пластичностью и ползучестью. При скорости прессовывания 0,0071...0,0125 м/с конфетные жгуты формуются без существенных затрат мощности, од-Рис. 6. Зависимость удельной работы смеши- нако имеют недостаточную формования до готовности от массовой доли влаги удерживающую способность, что при частоте вращения мешалок 100 мин

приводит к их расплываемости. При W= 6 ... 9 % образуется кристаллизационная структура путем соединения отдельных частиц фазовыми контактами. Помадная масса характеризуется высокой прочностью и хрупкостью. Отформованные при скорости прессовывания 0,0071...0,0125 м/с конфетные жгуты разбухают, имеют трещины на поверхности, формование сопряжено с большими затратами мощности.

Кривую А*уй = /(й^) можно аппроксимировать в виде двух линий с разными углами наклона, пересекающиеся в точке, абсцисса которой WK = 8,5 % является критическим значением влажности и разграничивает коагуляционное и кристаллизационное структурообразование. Смешивание при частоте вращения мешалок п = 40... 120 мин'1 показали устойчивое существование критической области при WK = 8,0..9,0 %, что следует считать оптимальным значением массовой доли влаги в помадной массе на основе ПСПП.

Из графика зависимости удельной работы смешивания до готовности от частоты вращения мешалок (рис. 7) видно существование участка, на котором наблюдается уменьшение при увеличении п, что свидетельствует о формировании особых свойств массы при выбранных режимах. Это подтверждается характером изменения числа циклов деформации ц. График зависимости характеризует динамическое соотношение пластической и упругой деформаций и имеет два экстремума. До экстремума "шах" превалирует пластическая деформация, экстремум "min" сои соот-

Рис. 7. Зависимость числа циклов деформаций (1) и удельной работы смешивания помадной массы до готовности (2) от частоты вращения мешалок при массовой доле влаги в помадной массе 9 %

ответствует упругой деформации. Экстремум "min" на ветствующие ему параметры

мальный режим смешивания помадной массы при W= 9%.

кривой = /(и)

характеризует опти-

Изучено влияние скорости прессовывания на качество отформованных конфетных жгутов с массовой долей влаги 9%. Установлено, что при скорости прессования 0,0085...0,01 м/с жгуты получаются достаточно высокого качества (правильная геометрическая форма поперечного сечения жгута, отсутствие разбухания и трещин на поверхности жгута).

При выпрессовывании структура помадной массы значительно разрушается, вследствие чего снижается ее пластическая прочность. Это вынуждает охлаждать отформованные жгуты для достижения оптимальной при резке прочности.

Изучено конвективное охлаждение отформованных конфетных жгутов с массовой долей влаги W- 8... 11 % при температуре воздуха 8 °С. Установлено, что интенсивность структурообразования помадных масс при охлаждении повышается с уменьшением W, что объясняется, вероятно, изменением теплофизических свойств (теплопроводности) помадной массы.

Изучено резание ножом и струной отформованных конфетных жгутов (W - 9 %) сразу после формования (пластическая прочность 14 кПа) и после охлаждения в течение 2,5; 6,0 и 10,0 мин (пластическая прочность 25, 170 и 260 кПа

соответственно). Установлен идентичный характер изменения удельного усилия резания ножом и струной. На начальном этапе внедрения режущего инструмента в разрезаемый материал наблюдается увеличение Fya (рис. 8). Достигнув максимального значения, затем уменьшается до некоторого минимального значения, после чего не изменяется. Это объясняется появлением в разрезаемом жгуте опережающей деформации, приводящей к возникно-

i внедрения ножа, мм

вению опережающей трещины и ска-Рис. 8. Зависимость удельного усилия резания v ^ v ^

ножом от глубины внедрения при пластиче- лыванию оставшейся части материала.

ской прочности конфетных жгутов, кПа: 1 - Сравнение удельной работы,

14;2-25;3-170;4-260

максимального удельного усилия резания и величины опережающей трещины для гильотинной и струнной резки позволяет рекомендовать резание жгутов струной сразу после формования или после охлаждения в течение 1-2 мин до достижения пластической прочности 1225 кПа, достаточной для сохранения формы жгута (таблица).

Таблица

Сра

внительные

характеристи

ки гильотинной и

струнной резки

Пластическая прочность конфетных жгутов. кПа 14

_25_

_170

260

Максимальное удельное усилие резания. Н/м

Нож 1800 2750 3950 4600

Удельная работа резания, Дж/м2

Струна 1000 1550 2500 3300

Нож 1600 24S0 3300 4400

Струна 1000 1250 1850 2550

Величина опережающей трещины, мм_

Нож

I,5 6,0 8,0

II,0

Струна 0,5 0.6 2.5 4,5

В четвертой главе рассмотрены вопросы аналитического исследования деформационного поведения помадной массы при смешивании и формовании.

Визуализация гидродинамических потоков помадной массы при смешивании в смесителе с /-образными месильными органами позволила условно выделить в поперечном сечении области с различным деформационным поведением материала: валковый и коаксиальные зазоры и "жесткую" (застойную) зону (рис. 9).

В области валкового зазора Л1Л4В4В1 между месильными органами А и В происходит захват материала и постепенное его втягивание в зазор. Теоретиче-10

ские исследования и экспериментальная визуализация потоков показали, что вследствие различия скорости движения слоев материала, расположенных на разных расстояниях от поверхности месильных органов, в валковом зазоре существует зона отставания А ^ОД?! и зона опережения АгА^В^Вг (рис. 9).

В зоне отставания скорость частиц материала по мере удаления от поверхности месильных органов постепенно уменьшается, а затем в некотором сечении х1х1 меняет направление на противоположное, что приводит к возникновению противотока материала. В зоне опережения направление скорости движения частиц материала совпадает с направлением вращения месильных органов.

В области коаксиального зазора происходит вращательное движение слоев материала с постепенным уменьшением окружной скорости движения материала по мере удаления от поверхности месильного органа. В окрестности внутренней поверхности камеры смешивания на расстоянии Ло формируется слой толщиной № — А0), в котором отсутствует течение материала.

В областях валкового и коаксиальных зазоров материал испытывает деформации сдвига, растяжения и сжатия, при этом отдельные слои движутся по разным линиям тока с различными скоростями, что приводит к их взаимной переориентации и смешиванию.

"Жесткие" (застойные) зоны возникают в слоях материала, прилегающих к внутренним стенкам корпуса смесителя и в слоях материала, находящихся на значительном удалении от месильных органов.

С целью аналитического исследования и моделирования деформационного поведения помадной массы при смешивании, рассмотрим течение сплошной среды в коаксиальном и валковом зазорах при следующих допущениях: движение среды установившееся, изотермическое и осесимметричное; среда несжимаема; инерционными и массовыми силами пренебрегаем.

Рассматривая деформационное поведение помадной массы в коаксиальном зазоре в виде задачи о течении вязко-пластичной среды между двумя коаксиаль-

'Жесткая" зона Зона циркуляционного течения "Жесткая" зона

Рис. 9. Поперечный разрез камеры смешивания

ными цилиндрами, один из которых (внешний радиусом Я?) неподвижен, а другой (радиусом Л] и длиной I) вращается с угловой скоростью (О, уравнение дви-

жения и граничное условие в цилиндрических координатах имеет вид

при

гг<?=~

м

2яй,21 1

(9) (10)

где - компоненты напряжения; г - текущий радиус, М- крутящий момент. С учетом реологического уравнения состояния вязко-пластичной среды

-гр

с1г

(И)

и решения уравнения (9), имеем выражения для окружной скорости 9^ материала в кольцевом зазоре для зоны поступательного течения (Яо — Я О

г I . г М 1го1п—+ —

1 1

Я

(12)

О У

Полагая в выражении (12) определим угловую скорость враще-

ния цилиндра

<а = -

1

г„1п-

М

Пю I" 4л£

1_

и2

(13)

После ряда преобразований, уравнение (13) представим в следующем виде

-1п/? + 0,5(/?2-1)=Я. (14)

где Р = Я0/Я11 В = а»7Я1/г0. (15)

Полагая, что /?« 1, разложим 1п0 в ряд Тейлора в окрестности единицы. Отбрасывая члены выше второго порядка, после ряда преобразований, уравнение (15) приводим к квадратному уравнению, решая которое относительно Д находим корень, удовлетворяющий условию /?£: 1

/?=Л0/Д, =1 + 2^. (16)

Окончательно имеем выражение для определения радиуса жесткой зоны Я0

Л0=Л,(и-2^7„/Г0). (17)

Последнее выражение позволяет определить условие распространения течения на весь коаксиальный зазор шириной (Яг — Л() без возникновения "жесткой" зоны. Полагая, что Кг = Яо, из выражения (17) имеем

[1 + 2^щ„/т0)>Я2/Я1 (18)

Рассматривая деформационное поведение помадной массы в валковом зазоре в виде задачи о течении неньютоновской среды между двумя валками радиусом /?1, вращающимися навстречу друг другу с окружной скоростью и, полагая течение в зазоре одномерным, уравнение движения в прямоугольных координатах имеет вид

ар

а'4* ау2

(19)

где аР/ах - градиент давления; Т}эф- эффективная вязкость помадной массы; Эх компонента скорости по оси х.

Принимая гипотезу прилипания, имеем граничные условия

Эх(у = к = -А)=С/д/1 - дЗД «и; Р(*,) = Р(-х2) = 0, (20) где у - текущая координата по оси абсцисс; к - расстояние от оси симметрии до поверхности валка в произвольном сечении; - давление в области входа

(сечение ); - давление в области выхода (сечение -

Интегрируя выражение (19), с учетом условия прилипания (20), получим выражение для определения скорости материала в валковом зазоре

у2-к2 ар

27,ф &

Объемный расход через единицу ширины зазора

д = - ¡&хс1у = -2Ыи —

Л3 «*Р

(21)

(22)

-А V

В сечении - х2, согласно условию (20), ¿¡Р/сЬ: = 0 и 9Х- и. Расход в этом ечении по выражению (22) равен = 21Л2 ■

В силу условия постоянства расхода в любом сечении из (22) имеем

ар ... Л-Л2 ,„.

ах И'

С учетом последнего равенства представим выражение (21) как

, 2 А3

(24)

Граничное значение ооласти циркуляционного течения в которой в центральной части потока скорость направлена в сторону, противоположную направлению движения валков, определим из уравнения (24), положив = 0 при у = 0. После ряда преобразований получим

(25)

Как видно из выражения (25), положение границы области циркуляционного течения х, определяется положением сечения выхода- х2, величиной межвалкового зазора и лежит в интервале Подставляя в это неравенство значение х„ получим ограничение, накладываемое на величину межвалкового зазора йо, при котором существует циркуляционное течение в зазоре

Ао <(х,2 -Зх|)/4Л, (26)

которое справедливо при условии

В соответствии с положениями теории ламинарного смешивания Спенсера и Мора, качество смешивания при однократном прохождении материала через область деформации можно оценить по величине средней деформации сдвига.

Для коаксиального зазора деформация сдвига, которой подвергается элементарный объем, поворачиваясь на угол <р* ~1п — {а + 0) за время ? = определяется выражением

'ЗЯ *'дЭ9 1

дг со

¿<р,

(27)

о о

которое после интегрирования и рада преобразований дает выражение

(28)

Средняя деформация сдвига, которой подвергается удельный объем материала при однократном проходе через коаксиальный зазор, равна / Л \ /

Гх= 0к2я-(а + р)), (29)

где Q - объемный расход материала через коаксиальный зазор.

После подстановки в (29) значения определенного интеграла, получим

/г0-д, 1+24в я0 2\Л ' )

(30)

Для вычисления средней деформации сдвига, которой подвергается удельный объем материала, при однократном проходе через валковый зазор, воспользуемся выражением, полученным Р.В. Торнером

1 + £

1 + £Г

(31)

где - безразмерныекоординаты сечения входа и выхода, определяемые

при значениях координат сечений входа и выхода .Т| и Хх как % =

Суммарная удельная деформация сдвига , которой подвергается материал за время смешивания равна произведению среднего арифметического значения деформаций за один проход через коаксиальный и валковый зазоры на число проходов

Дя,. (32)

Используя известное выражение для минимальной деформации сдвига ути„ обеспечивающей необходимое качество смешивания (индекс смешивания I)

„ -Ob.

/ mm

Mi

¡9(1 ~q)

и выражение (31), можно записать уравнение

/

Ut '

У\+Уг

.2,172

(34)

4лй, qt]x

где t;i и % - вязкости дисперсионной среды и дисперсной фазы, соответственно, д

- относительное содержание ключевого компонента в отобранной пробе.

Решая уравнение (34) численным методом, можно определить геометрические параметры смесителя или частоту вращения месильных органов п, обеспечивающих заданное качество смешивания (индекс смешивания I).

Аналитически рассмотрено течение вязко-пластичной помадной массы по формующим каналам круглого сечения - цилиндрическому, коническому, криволинейному коническому каналам и цилиндрическим каналам с коническим и криволинейным коническим входными участками. Для описания ламинарного стационарного стабилизированного и изотермического течения использовали "укороченное" уравнение Букингема. Получены приближенные выражения для определения давления, которое должен создавать нагнетатель для продавлива-ния вязко-пластичной среды через формующие каналы с переменной по длине площадью поперечного сечения.

Рассмотрен механизм возникновения пульсаций давления, развиваемого шнековым нагнетателем при выпрессовывании конфетных масс. Аналитически установлено влияние геометрических и кинематических характеристик нагнетателя на величину амплитуды пульсаций давления; показано, что колебания давления во времени имеют вид пилообразной функции с периодом Тп = 1/N, где N

- частота вращения шнека.

При соответствующих начальных и конечных условиях получены законы изменения давления и на входе и выходе предматричной камеры

формующей машины с одношнековым нагнетателем

ар^)=АР.

ЛР - дрт"

min ш ех ш вх

■г,

(35)

ДPnn(t)=AP™ +

АР™*-АР"

Те т +{~Т

(36)

где АР™, АР™* - минимальное и максимальное давление в момент времени I = О и f -Тп соответственно; Т — постоянная времени предматричной камеры, равная отношению ее объема V к расходу проходящего материала

Сопоставляя амплитуды пульсаций давления на входе и выходе предматричной камеры, получено выражение для определения коэффициента сглаживания пульсаций давления К^

Ка.,=А^/А'1Г = 2Т1ТпУ (37)

которое позволяет рассчитать объем V предматричной камеры для уменьшения пульсаций давления в раз.

В пятой главе рассмотрены предлагаемые устройства для смешивания и формования помадных масс и методики их инженерного расчета.

Предложены конструкции вибродозатора для пищевых порошков и дозировочно-смесительного комплекса для приготовления порошкообразных композиций с последующим их дозированием.

Разработана конструкция смесительно-формующей машины, защищенная патентом РФ (рис. 10), позволяющая последовательно осуществить смешивание конфетной массы и формование, исключив транспортирование массы со стадии ее приготовления на формование. Конфигурация внутренней поверхности месильной камеры исключает образование застойных зон, что позволяет повысить качество получаемой массы.

М

Рис. 10. Схема смесительно-формующей машины: 1 - камера смешивания; 2 - С-образная шнековая камера; 3 - месильный орган; 4 - реверсивный однозаходный шнек; 5 - разгрузочный патрубок; 6 - формующая матрица

Предложена система автоматического управления дозировочно-смесительным комплексом, реализующая управление процессами смешивания и дозирования в непрерывном или периодическом режиме. Разработан алгоритм управления, предусматривающий поиск оптимальных управляющих воздействий по математической модели.

Предложены методика инженерного расчета смесительно-формующей машины и методика проектного расчета формующей машины с одношнековым нагнетателем.

Для автоматического контроля и управления процессами смешивания и формования конфетных масс разработана двухуровневая микропроцессорная система контроля и управления (МПСКУ), на нижнем уровне которой используются технологические датчики, преобразователи и программируемые контроллеры, на верхнем уровне - ПЭВМ. Связь между уровнями обеспечивается интерфейсом Я8-232. МПСКУ предусматривает опрос датчиков, преобразование аналоговых сигналов в цифровой код, передачу информации в ПЭВМ, фильтра-

цию сигналов по разработанному алгоритму экспоненциального сглаживания, отработку управляющих воздействий по цифровому П-закону управления, их выдачу на электроприводы мешалок и шнека. Программное обеспечение реализовано на языках программирования С++ и АССЕМБЛЕР, имеет развитый интерфейс связи с оператором, программные средства диагностики неисправности линий связи и возможность вывода информации на монитор, печатающее устройство и сохранение информации на жестком и гибком магнитных дисках.

основные выводы ii результаты

1. Изучены вязкостные, компрессионные и релаксационные свойства помадных масс порошковой технологии. Получены уравнения, учитывающие влияние температуры, массовой доли влаги и сжимающего давления на предельное напряжение сдвига, пластическую вязкость, плотность и продолжительность релаксации помадных масс.

2. Исследовано структурообразование помадных масс при смешивании, формовании и конвективном охлаждении. Установлены рациональные режимы смешивания и формования массы выпрессовыванием: температура 25...30 °С, массовая доля влага 8...9 %, частота вращения месильных органов 85...95 мин"1, продолжительность смешивания 5...6 мин, удельная работа смешивания 155... 165 кДж/кг, скорость выпрессовывания 0,0085...0,001 м/с.

3. Исследованы гильотинная и струнная резка отформованных конфетных жгутов. Получены уравнения, учитывающие влияние пластической прочности помадной массы, толщины ножа и диаметра струны на удельную работу и максимальное удельное усилие. Рекомендована струнная резка конфетных жгутов с пластической прочностью 12...25 кПа; диаметр струны 0,5...0,6 мм.

4. Рассмотрено деформационное поведение вязко-пластичной помадной массы при смешивании. Аналитически установлена связь между показателем качества смешивания (индекс смешивания) и параметрами деформационного воздействия (средняя деформация сдвига) на помадную массу. Получены зависимости, позволяющие рассчитать геометрические параметры камеры смешивания, месильных органов и режимов их работы с целью повышения качества смешивания (исключение застойных зон и создание зоны циркуляционного течения) и достижения заданного показателя качества смешивания.

5. Получены математические зависимости для приближенного расчета перепада давления при течении вязко-пластичных сред по формующим каналам с переменной площадью поперечного сечения и выражения для оценки учета пластичных свойств конфетной массы.

6. Изучено влияние диаметра, длины одношнекового нагнетателя и его частоты вращения на амплитуду пульсаций давления. Получены законы изменения давления на входе и выходе предматричной камеры, выражение для расчета коэффициента сглаживания пульсаций давления.

7. Разработаны устройства для приготовления и переработки помадных масс по порошковой технологии - вибродозатор, дозировочно-смесительный

комплекс, смесительно-формующая машина, а также система автоматического управления дозировочно-смесительным комплексом и микропроцессорная система контроля и управления процессами смешивания и формования (МПСКУ). Разработаны методики инженерного расчета оборудования для замеса и формования помадных масс выпрессовыванием.

8. Проведены производственные испытания опытного образца МПСКУ и смесительно-формующей машины в условиях ОАО "Воронежская кондитерская фабрика", которые показали работоспособность и их высокие технические возможности. Корпуса конфет, полученные из помадной массы по порошковой технологии на основе порошкообразного сахаро-паточного полуфабриката методом вы-прессовывания с последующей струнной резкой, по физико-химическим и органо-лептическим показателям соответствуют требованиям ГОСТ 4570-93.

Условные обозначения:

? - температура помадной массы, °С; Ж- массовая доля влаги в помадной массе, %; Г}уф, ц^ -соответственно эффективная и пластическая вязкость помадной массы, Па-с; у - градиент скорости, с'1;Го - предельное напряжение сдвига, Па; Р - сжимающее давление, МПа; • -коэффициент сжимаемости; Еу - кажущийся объемный модуль; р — плотность помадной "массы, кг/м3, р„р - предельное значение плотности помадной массы, кг/м3; тр - продолжительности релаксации, с; ст». Со - соответственно конечное и начальное напряжение, М П - удельная мощность привода, Вт/кг, А- удельная работа смешивания, Дж/кг; - удельная работа

смешивания до готовности, Дж/кг; л - частота вращения мешалок, МИН*';/Л - число циклов деформации; - удельное усилие резания ножом (струной), Н/м; М— крутящий момент, Им; г - текущий радиус, м; Дг, - соответственно радиус наружного и внутреннего цилиндра, м; со -угловая скорость вращения внутреннего цилиндра, рад/с; Ь - длина внутреннего цилиндра, м. где ТГф - компонента напряжения, Па; Ло- радиус жесткой зоны, м; 9г — компонента окружной

скорости, м/с; Д В - безразмерные коэффициенты; ёР/(1х — градиент давления, Па/м, эффективная вязкость помадной массы, Па с; к — расстояние от оси симметрии до поверхности валка в произвольном сечении, м; - граничное значение области циркуляционного те-

чения, м; - координата сечения входа, м; - координата сечения выхода, м; - межвалковый зазор, м; & - безразмерные координаты сечения входа и выхода; , уг - соответственно средняя деформация сдвига в коаксиальном и валковом зазоре; - продолжительность смешивания, с; - суммарная удельная деформация сдвига; - минимальная деформация сдвига; / - индекс смешивания; # - относительное содержание ключевого компонента в отобранной пробе; АР„, Дсоответственно давление на входе и выходе предматричной камеры. Па; - минимальное и максимальное давление на входе предматричной камеры, Па; Т- постоянная времени предматричной камеры, с; V- объем предматричной камеры, м3;

- соответственно амплитуда пульсаций давления на входе и выходе предматричной камеры, Па; - коэффициент сглаживания пульсаций давления; - период пилообразной функции.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Магомедов Г.О. Оценка интенсивности замешивания помадных масс/ Г.О. Магомедов, А.А. Журавлев// Консервирование пищевых продуктов с применением искусственного холода и других физико-химических средств: Межвуз. сб. науч. тр. - С.-Пб.: СПбГАХПТ, 1997. - С. 125.

2. Магомедов Г.О. Система автоматического управления универсальной смесительно-формующей установкой/ Г.О. Магомедов, А.А Журавлев// Сб. науч. тр. '7 ВГТА - Воронеж, 1998. -Вып.8.,- С. 71-72.

3. Магомедов Г.О. Эксцентриковый вибропитатель сыпучих материалов: ин-форм. листок №61-99/ Г.О. Магомедов, АА Журавлев// Воронеж.- ЦНТИ.-1999.- 2 с.

4. Магомедов Г.О. Течение.вязко-пластичной конфетной массы в коаксиальном зазоре/ Г.О. Магомедов, А.А. Журавлев// Материалы XXXVII отчетной науч. конф./ ВГТА. - Воронеж, 1999. - Ч. 1. - С. 83 - 85.

5. Магомедов Г.О. Влияние скорости выпрессовывания на качество поверхности конфетных жгутов/ Г.О. Магомедов, АА. Журавлев// Сб. науч. тр. '/ ВГТА. - Воронеж, 1999. - Вып. 9. - С. 61.

6. Мальцев Г.П. Применение микропроцессорных средств и ЭВМ для контроля за структурообразованием конфетных масс/ Г.П. Мальцев, АА Журавлев// Материалы Ш Всерос. науч.-технич. конф. «Информационные технологии и системы».- Воронеж, 1999. - С. 228.

7. Журавлев А. А. Цифровой фильтр первого порядка// Интеграция науки, производства и образования: состояние и перспективы: Материалы Всерос. на-уч.-практ. конф. - Юрга, 1999.-С. 183 -184.

8. Магомедов Г.О. Система автоматического управления процессами дозирования и смешивания сыпучих компонентов/ Г.О. Магомедов, А.А. Журавлев, А.Л. Семенов// Энергия: Науч.-практ. вестн. - 2000. - Вып. 2(40). - С. 123 - 128.

9. Магомедов Г.О. Приближенная оценка учета пластичных свойств конфетных масс при течении по формующим каналам/ Г.О. Магомедов, АА Журавлев// Материалы XXXVIII отчета, науч. конф./ ВГТА. -Воронеж, 2000. -Ч. 1. - С. 62.

10. Магомедов Г.О. Исследование вибродозирования пищевых порошков/ Г.О. Магомедов, А.А. Журавлев// Хранение и переработка сельхозсырья. - 2000. -№10. -С. 47 -48.

11. Магомедов Г.О. Исследование резания струной отформованных конфетных жгутов/ Г.О. Магомедов, АЛ. Олейникова, А.А. Журавлев// Сб. науч. тр./ ВГТА. - Воронеж, 2000. - Вып. 10. - С. 78 - 79.

12. Магомедов Г.О. Расчет параметров резания струной отформованных конфетных жгутов/ Г.О. Магомедов, АА. Журавлев, А.В. Калач// Сб. науч. тр. /ВГТА. - Воронеж, 2000. - Вып. 10. - С. 79 - 80.

13. Журавлев А.А. Дозировочно--смесительный комплекс для приготовления композиций из сыпучих материалов/ А.А. Журавлев, А.Л. Семенов// Материалы Междунар. науч.-техн. конф. - Калининград, 2000. - С. 162 - 163.

14. Магомедов Г.О. Оценка влияния пластичности конфетных масс на перепад давления в цилиндрическом канале, имеющем входной криволинейный

#-2492

конический профиль/Г.О. Магомедов, А.А. Журавлев, В.Н. Колодежнов// Изв. вузов. Пищ. технол. - 2000. - №5 - б. - С. 72 - 75.

15. Магомедов Г.О. Приближенный расчет потерь давления при течении вязко-пластичной среды по каналам переменной площади поперечного сечения/ Г.О. Магомедов, А.А. Журавлев, В.Н. Колодежнов// Проблемы процессов и оборудования пищевой технологии: Межвуз. сб. науч. тр.: СПбГУНиПТ, 2000.- С. 57-63.

16. Пат. 2159046 РФ; МКИ4 А 23 в 3/12. Устройство для периодического смешивания кондитерских масс/ Г.О. Магомедов, Г.П. Мальцев, В.Н. Колодежнов, А.А. Журавлев; Воронеж, гос. технол. акад. - №99117022/13; Заявлено 02.08.1999; Опубл. 20.11.2000, Бюл. №32.

17. Журавлев А.А. Проектный расчет формующей машины с одношнековым нагнетателем// Хранение и переработка сельхозсырья. - 2001. - №4. - С. 34 - 36.

18. Журавлев А.А. Сравнительный анализ гильотинной и струнной резки конфетных жгутов// Материалы XXXIX отчета, науч. конф./ ВГТА. - Воронеж, 2001.-Ч. 1.-С. 53-54.

19. Магомедов Г.О. Универсальная смесительно-формующая установка/ Г.О. Магомедов, Г.П. Мальцев, АА. Журавлев// Материалы III Междунар. конф. "Машиностроители - предприятиям отрасли хлебопродуктов"/ МПА, 6-9 октября 2002 г. - Пищепромиздат, 2002. С. 133 - 134.

20. Журавлев А.А. Оптимизация настроек экспоненциального фильтра // Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы: Материалы III Междунар. науч.-практ. конф. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ) - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. - С. 32.

21. Журавлев А.А. Итерактивный алгоритм расчета средних значений измеряемых параметров // Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения: Материалы III Междунар. науч.-практ. конф. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ) - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003.-С. 51-52.

- "Модернизация существующего и разработка новых видов оборудования для пи-щеюй промьшшенности".

ЛР № 020449 от 31.10.97. Подписано в печать 03.02.2004. Формат 60 х 90 1/16. Бумага для множительной техники. Офсетная печать. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 40

Автор выражает искреннюю благодарное ции и помощь при выполнении диссертац, тическоймеханики, д.т.н., проф. Колодеж

394017, г. Воронеж, пр-т Революции, 19 УОП ВГТА

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Помада и современные способы ее получения

1.2. Современное оборудование для приготовления и формования конфетных масс

1.3. Особенности деформационного поведения конфетных масс при смешивании и формовании

1.4. Реологические модели и свойства конфетных масс 41 Заключение

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты и методы исследований

2.2. Методики исследования реологических свойств помадных масс

2.3. Универсальная смесительно-формующая установка (УСФУ) для исследования процессов получения и формования помадных масс порошковой технологии

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Исследование вибродозирования пищевых порошков

3.2. Исследование процесса получения помадных масс на УСФУ

3.2.1. Исследование замеса помадных масс

3.2.2. Изучение вязкостных свойств помадных масс

3.3. Исследование процесса формования помадных масс

3.3.1. Исследование формования конфетных жгутов

3.3.2. Изучение компрессионных свойств помадных масс

3.3.3. Изучение релаксационных свойств помадных масс

3.4. Исследование структурообразования отформованных конфетных жгутов при охлаждении

3.5. Исследование гильотинной и струнной резки отформованных конфетных жгутов Выводы

ГЛАВА 4. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ДЕФОРМАЦИОННОГО

ПОВЕДЕНИЯ ВЯЗКО-ПЛАСТИЧНЫХ ПОМАДНЫХ

МАСС ПРИ ИХ ПЕРЕРАБОТКЕ

4.1. Деформационное поведение вязко-пластичных помадных масс при смешивании

4.1.1. Постановка задачи

4.1.2. Течение вязко-пластичной среды в коаксиальном зазоре

4.1.3. Течение вязко-пластичной среды в валковом зазоре

4.1.4. Расчет смесительного воздействия

4.2. Течение помадных масс по формующим каналам матриц

4.2.1. Приближенный расчет перепада давления при течении ньютоновских и вязко-пластичных сред по каналам с переменной по длине площадью поперечного сечения

4.2.2. Приближенная оценки учета пластичности при течении вязко-пластичных сред по каналам с переменной по длине площадью поперечного сечения

4.2.3. Аналитическое исследование пульсаций давления е предматричной камере

4.3. Аналитическое изучение струнной резки отформованных конфетных жгутов

Выводы

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ФОРМОВАНИЯ ПОМАДНЫХ МАСС И МЕТОДИКИ ИХ РАСЧЕТА

5.1. Разработка оборудования для дозирования сыпучих компонентов

5.1.1. Вибродозатор для дозирования пищевых порошков

5.1.2. Дозировочно-смесительный комплекс для приготовления композиций из сыпучих материалов

5.1.3. Система автоматического управления дозировочно-смесительным комплексом

5.2. Разработка конструкции смесительно-формующей машины для приготовления конфетных масс с их последующим формованием

5.3. Методика инженерного расчета смесительно-формующей машины

5.4. Методика проектного расчета формующей машины с одношнековым нагнетателем

5.5. Микропроцессорная система контроля и управления процессами структурообразования помадных масс при смешивании и формовании

Выводы

Актуальность темы

В кондитерской промышленности новым и перспективным направлением является порошковая технология помадных конфет на основе порошкообразных сахарных полуфабрикатов (ПСП), которая позволяет значительно упростить существующую технологию, сократить производственный цикл, широко использовать местные виды сырья (многокомпонентные пищевые порошки, сгущенную и сухую молочную сыворотку и др.), снизить сахароемкость помадных конфет и повысить их биологическую ценность [1 - 5].

Широкое внедрение в кондитерской отрасли порошковой технологии помадных конфет на основе ПСП сдерживается из-за недостаточного исследования основных технологических процессов (смешивание, формование, резка) и отсутствия технологического оборудования для их реализации.

В связи с этим необходимо установление основных закономерностей образования и переработки конфетных масс и выбора оптимальных режимов их проведения. При этом процессы структурообразования в помадных массах должны рассматриваться с позиций физико-химической механики и учитывать напряженное, деформационное состояние материала в процессе его приготовления и переработки, что, естественно, требует знание гидродинамической картины при смешивании и формовании, что в настоящее время не исследовано.

Разработка устройств для получения и формования помадных масс порошковой технологии, управления процессами структурообразования во *мно-гом сдерживается из-за отсутствия инженерных методик их расчета, поэтому работа в данном направлении своевременна и актуальна.

Работа выполнена в рамках госбюджетной НИР Воронежской государственной технологической академии по теме "Создание и совершенствование ресурсосберегающих технологий при переработке растительного сельскохозяйственного сырья" (№ ГР 01.9.70008815).

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы явилось аналитическое и экспериментальное изучение процессов структурообразования помадной массы порошковой технологии при смешивании, формовании и резке конфетных жгутов, направленное на разработку технологического оборудования и методик его инженерного расчета.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: изучение влияния температуры и массовой доли влаги помадной массы, сжимающего давления на вязкостные, компрессионные и релаксационные свойства помадной массы порошковой технологии; изучение закономерностей структурообразования помадных масс порошковой технологии с целью выбора оптимальных параметров процессов смешивания и формования помадной массы и резки конфетных жгутов; аналитическое изучение деформационного поведения вязко-пластичной помадной массы при смешивании и формовании; разработка устройств для получения и формования помадных масс, а также методик их инженерного расчета; разработка микропроцессорной системы управления структурообра-зованием помадных масс при смешивании и формовании; апробация результатов исследований в производственных условиях.

Научная новизна

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: экспериментально изучено влияние температуры и массовой доли влаги помадной массы, сжимающего давления на вязкостные, компрессионные и релаксационные свойства помадной массы порошковой технологии; экспериментально изучены закономерности структурообразования помадных масс при смешивании, формовании и резке конфетных жгутов, позволяющие установить оптимальные технологические режимы их проведения; разработана математическая модель поведения вязко-пластичной конфетной массы в условиях деформации при смешивании, позволяющая определить профили скоростей, градиента скорости и напряжения сдвига с учетом реологических характеристик помадной массы, геометрических характеристик рабочих органов и месильной камеры; на основе теории ламинарного смешивания Спенсера-Мора, аналитически получена система уравнений, позволяющая определить геометрические и технологические параметры смесителя с целью получения заданного качества смешивания помадной массы; получены аналитические выражения для определения перепада давления при течении вязко-пластичных конфетных масс по формующим каналам с переменной по длине площадью поперечного сечения; аналитически получен закон изменения пульсаций давления в пред-матричной камере формующей машины, позволяющий рассчитать оптимальную длину предматричной камеры с целью уменьшения пульсаций давления в заданное число раз.

Практическая значимость

Предложены конструкции вибродозатора для пищевых порошков, дозировочно-смесительного комплекса, смесительно-формующей машины (Пат. РФ №2159046). Разработана система автоматического управления дозировочно-смесительным комплексом и микропроцессорная система контроля и управления (МПСКУ) универсальной смесительно-формующей установкой, использование которой целесообразно при проведении НИР, УИРС и ДНИР.

Предложены методика инженерного расчета смесительно-формующей машины и проектного расчета формующей машины с одношнековым нагнетателем.

Разработано программное обеспечение для микропроцессорной системы контроля и управления на языках программирования АССЕМБЛЕР и С++ в среде Borland С.

Проведены промышленные испытания МПСКУ и смесительно-формующей машины в условиях ОАО "Воронежская кондитерская фабрика", подтвердившие работоспособность и их высокие технические возможности. Корпуса конфет, полученные из помадной массы по порошковой технологии на основе порошкообразного сахаро-паточного полуфабриката методом выпрессо-^ вывания с последующей струнной резкой, по физико-химическим и органолептическим показателям соответствуют требованиям ГОСТ 4570-93.

Отдельные результаты работы используются в учебных курсах "Технологическое оборудование отрасли", "Моделирование и оптимизация процессов отрасли", "Реология сырья, полуфабрикатов и заготовок изделий хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств" на кафедре технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств Воронеж-if ской государственной технологической академии.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены в период 1997-2003 гг. на отчетных научных конференциях ВГТА; научно-практической конференции аспирантов и соискателей ВГТА на иностранных языках (1998); Всероссийской научно-практической конференции "Интеграция науки, производства и образования: состояние и перспективы" (г. Юрга, 1999 г.); III Всероссийской научно-технической конференции "Информационные технологии и системы" (г. Воронеж, 1999 г.); Международной научно-технической конференции (г. Калининград, 2000 г.); III Международной конференции "Машиностроители - предприятиям отрасли хлебопродуктов" (г. Москва, 2002 г.); III Международной научно-практической конференции "Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы" (г. Новочеркасск, 2002 г.); III Международной научно-практической конференции "Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы: проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения" (г. Новочеркасск, 2003 г.).

Публикации

Основные положения и результаты работы изложены в 33 печатных работах, в том числе 1 патенте РФ, 3 статьях, сборниках научных трудов и материалах конференций.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Изучено влияние изменения температуры (25 - 40 °С) и массовой доли влаги (7 - 12 %) помадной массы, а также сжимающего давления (0 - 0,6 МПа) на основные реологические характеристики помадных масс - предел текучести, пластическая вязкость, кажущийся объемный модуль, коэффициент сжимаемости, продолжительность и период релаксации, плотность при атмосферном и избыточном давлении. Экспериментально-статистическими методами получены эмпирические зависимости, учитывающие влияние указанных технологических факторов на реологические характеристики.

2. Экспериментально изучены процессы структурообразования при смешивании и формовании помадных масс с массовой долей влаги 6 - 12 % и температуре 25 - 35 °С. Установлены оптимальные режимы смешивания и формования методом выпрессовывания: температура массы 25 - 30 °С, массовая доля влаги 8 - 9 %, частота вращения месильных органов 85 -95 мин"1, продолжительность смешивания 5-6 мин, удельная работа смешивания 155- 165 кДж/кг, скорость выпрессовывания 0,008 - 0,01 м/с.

3. Экспериментально изучено структурообразование отформованных конфетных жгутов при охлаждении. Экспериментально-статистическими методами получены эмпирические уравнения, описывающие процесс структурообразования при охлаждении.

4. Экспериментально изучены гильотинная и струнная резка отформованных конфетных жгутов. Получены математические зависимости энергетических характеристик резания ножом и струной от пластической прочности помадной массы, скорости, диаметра струны и толщины ножа. С целью снижения затрат на разрезание и повышения качества резки рекомендована струнная резка отформованных конфетных жгутов как более прогрессивный способ, диаметр металлической струны до 0,6 мм.

5. Аналитически рассмотрено деформационное поведение вязко-пластичной конфетной массы при смешивании. При рассмотрении принято модельное представление рабочего объема смесителя в виде валкового и коаксиальных зазоров, для которых получены уравнения профиля скоростей, градиента скорости и напряжения сдвига. Получены математические зависимости, позволяющие определить рациональные геометрические параметры зазоров с целью повышения качества смешивания (исключение застойных зон и создание зон циркуляционного течения).

6. Рассмотрен подход, позволяющий аналитически установить связь между показателем качества смешивания (индекс смешивания), геометрией рабочего объема смесителя и параметрами деформационного воздействия (средняя деформация сдвига). Предложены математические зависимости, позволяющие выбрать рациональные геометрические параметры смесителя и условия его работы для достижения заданного показателя качества смешивания.

7. Аналитически рассмотрено течение вязко-пластичной конфетной массы в формующих каналах с переменной по длине площадью поперечного сечения. Получены математические зависимости для приближенного расчета перепада давления при течении вязко-пластичных сред по формующим каналам и выражения для оценки учета пластичных свойств конфетной массы.

8. Аналитически изучено влияние некоторых параметров на пульсации давления в предматричной камере. Получены законы изменения давления на входе и выходе предматричной камеры. Предложено выражение для приближенного определения коэффициента сглаживания пульсаций давления, позволяющее рассчитать оптимальную длину предматричной камеры с целью уменьшения пульсаций давления в заданное число раз.

9. Предложены и разработаны ряд устройств для приготовления и переработки помадных масс порошковой технологии - вибродозатор, дозировочносмесительный комплекс, смесительно формующая машина, система автоматического управления дозировочно-смесительным комплексом, микропроцессорная система контроля и управления процессами смешивания и формования помадных масс.

10. Предложены методика инженерного расчета смесительно-формующей машины и проектного расчета формующей машины с одношнековым нагнетателем.

11. Проведены производственные испытания опытного образца МПСКУ и смесительно-формующей машины в условиях ОАО "Воронежская кондитерская фабрика", которые показали работоспособность и их высокие технические возможности. Корпуса конфет, полученные из помадной массы по порошковой технологии на основе порошкообразного сахаро-паточного полуфабриката методом выпрессовывания с последующей струнной резкой, по физико-химическим и органолептическим показателям соответствуют требованиям ГОСТ 4570-93.

Заключение

Производство конфет, являясь наиболее перспективной отраслью отечественной кондитерской промышленности, непрерывно возрастает. Ассортимент конфет, вырабатываемых в настоящее время в России, насчитывает около 1000 наименований, среди них —40 % помадных конфет.

Доминирующим способом получения помады в отечественной кондитерской промышленности является так называемый "горячий" способ, заключающийся в одновременном охлаждении и сбивании помадного сиропа. Данный способ имеет ряд известных существенных недостатков и требует коренного усовершенствования.

Новым и перспективным направлением является порошковая технология помадных конфет на основе высокодисперсных порошкообразных сахарных полуфабрикатов (ПСП), которая позволяет значительно сократить производственный цикл, широко использовать местные виды сырья (многокомпонентные пищевые порошки, сгущенную и сухую молочную сыворотку и др.), снизить саха-роемкость помадных конфет и повысить их пищевую биологическую ценность.

Развитие основ порошковой технологии и ее широкое внедрение в кондитерскую отрасль требует изучения процессов структурообразования помадных масс, установления основных закономерностей образования и переработки помадных масс и выбора оптимальных режимов их проведения.

С позиций физико-химической механики структурообразовательные процессы в дисперсных системах должны рассматриваться в комплексе с реологическими свойствами помадных масс, а также должны учитывать напряженное, деформационное состояние материала в процессе его приготовления и переработки, что, естественно, требует знание гидродинамической картины при смешивании и формовании.

Успешное внедрение и реализация порошковой технологии помадных конфет невозможны также без соответствующего технологического оборудования и средств автоматического контроля и управления процессами структурообразования помадных масс.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. Объекты исследований

4 Объектами исследований явились сырье и полуфабрикаты производства помадных конфет порошковой технологии, а также основные технологические операции получения помадных конфет порошковой технологии: дозирование сыпучих компонентов; смешивание рецептурных компонентов; формование методом выпрессовывания конфетных жгутов; их вертикальная струнная резка и последующее охлаждение отформованных корпусов конфет.

В работе использовали следующее сырье и полуфабрикаты: сахар-песок (ГОСТ 21-94); сахарная пудра (ГОСТ 22-94); порошкообразный сахаро-паточный полуфабрикат (ТУ 10-04-08-6-88); порошкообразный тыквенно-паточный полуфабрикат (ТУ 9164-001-2068102-94); какао порошок; эссенция ванильная (ОСТ 18-103-84); вода питьевая.

Процессы структурообразования помадных масс при смешивании и формовании исследовались на универсальной смесительно-формующей установке (УСФУ), оснащенной средствами автоматического контроля и управления.

В работе были использованы физические, химические и органолептиче-Ш ские методы исследования.

Массовую долю влаги в порошкообразных полуфабрикатах определяли высушиванием по ГОСТ 5400-95. Органолептические и физико-химические показатели для помадной массы на соответствие ГОСТ 4570-93 "Конфеты" [95] определяли по действующим нормативно-техническим документам: отбор и подготовку проб по ГОСТ 5904-82 [96], массовую долю сухих веществ по ГОСТ 5900-73 [97], массовую доли редуцирующих веществ в сырье и полуфабрикатах проводили феррицианидным методом [98, 99]. Дисперсность порошко-Ш образного сырья определяли методом микроскопии [100].

При обработке результатов исследований применяли методы математической статистики, наименьших квадратов, планирования эксперимента, множественного регрессионного анализа и методы оптимизации [101 - 105]; обработку экспериментальных данных проводили с использованием статистических критериев [103, 106]: критерий Кохрена - для оценки однородности дисперсий, критерий Стьюдента - для оценки значимости рассчитанных коэффициентов регрессионных уравнений, критерий Фишера — для оценки адекватности полученных эмпирических зависимостей, критерий Пирсона - для проверки соответствия эмпирических распределений закону нормального распределения.

С целью исключения влияния неконтролированных параметров на результаты экспериментов, использовали рандомизацию посредством таблиц случайных чисел [101].

Математическую обработку экспериментальных данных проводили с использованием как типовых прикладных программ (APPROX, REGRESS, PLAN, STATGRAPH, MOMENT), так и специально разработанных программных продуктов на языке программирования С++ в среде Borland С.

2.2 Методики исследования реологических свойств помадных масс

Вязкостные свойства помадных масс изучали на вискозиметре Reotest- 2. В ходе эксперимента определяли эффективную вязкость массы, напряжение сдвига и градиент скорости, эксперименты проводились при температуре массы 25,30 ,35 и 40 °С.

Сжимаемость помадных масс в замкнутом объеме исследовали на электронном структурометре СТ-1, оснащенном цилиндром и поршнем. Образец помадной массы сжимали в цилиндре. Сжимающее давление определяли как отношение задаваемого усилия? к площади поперечного сечения, поршня. По показаниям прибора определяли изменение хода поршня, после чего рассчитывали текущий объем массы [86]

V = V0-£AV, (2.1) 1 где V - текущий объем массы, см3; AV - изменение объема за один интервал приращения усилия сжатия, см3; л — число интервалов приращения усилия сжатия (п = 6).

Пластическую прочность конфетной массы определяли на структуромет-ре СТ-1 с конусом, угол при вершине которого 45° при скорости движения столика V = 100 мм/мин и глубине погружения конуса 7 мм. Пластическую прочность вычисляли по формуле [86]

К F

D- а (2.2)

98,1 И2 где Р - пластическая прочность массы, Па; Ка - константа прибора, зависящая от угла при вершине конуса (Ка = 0,658); F - нагрузка, г; h - глубина погружения конуса за одну минуту, см.

Плотность помадной массы при различном давлении определяли на структурометре СТ-1. В ходе эксперимента массу взвешивали, термостатирова-ли, после чего сжимали до определенного давления. По показаниям структуро-метра определяли перемещение поршня с последующим вычислением объема массы (формула (2.1)) и плотности по известной формуле [107].

Процесс резания отформованных конфетных жгутов изучали на структурометре СТ-1. Разрезание жгута осуществляли при возвратно-поступательном движении гильотинного ножа или струны со скоростью резания от 25 до 200 мм/мин с одновременной индикацией и записью на ПЭВМ усилия резания и глубины погружения режущего инструмента.

Удельное усилие резания определяли как отношение усилия резания; к рабочей длине режущей кромки ножа или струны

Fyd=F/l, (2.3) где Fyd - удельное усилие резания, Н/м; F — усилие резания, Н; 7 - длина режущей кромки ножа или струны, м (в ходе эксперимента / = 0,002 м).

Удельную работу резания находили как отношение работы, затрачиваемой на резание к единице вновь образованной поверхности:

А и

Ауд=^= \F{h)lhjlh, (2.4) л где Ауд - удельная работа резания, Дж/м ; h — глубина внедрения режущего инструмента в жгут, м; //- высота конфетного жгута, w, F(h) - функция, отражающая изменение усилия резания по мере внедрения режущего инструмента в разрезаемый конфетный жгут, Н.

Процесс релаксации напряжений в конфетной массе при постоянной объемной деформации изучали на структурометре СТ-1, оснащенном цилиндром и поршнем. В ходе эксперимента массу термостатировали, затем сжимали поршнем до начального давления 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 и 0,6 МПа. По показаниям структурометра определяли динамику изменения напряжения в массе и продолжительность процесса релаксации.

Кинетику охлаждения отформованных конфетных жгутов изучали с помощью термометра сопротивления, установленного в конфетный жгут. Через каждую минуту охлаждения снимали показания вольтметра В7-40/4, которые затем по калибровочному графику переводили в градусы Цельсия.

При изучении структурно-механических и реологических свойств осуществляли термостатирование массы с помощью термостата UT — 10.

Взвешивание рецептурных компонентов проводили на весах SDK — 15 и электронных весах BJIKT - 500 — М.

2.3. Универсальная смесительно-формующая установка (УСФУ) для исследования процессов получения и формования помадных масс порошковой технологии

Изучение закономерностей образования и разрушения дисперсных систем, управление этими процессами должно осуществляться в ходе формирования дисперсных структур, то есть с момента возникновения поверхности раздела между различными фазами до завершения фазовых и химических превращений. При этом необходимо учитывать принципы создания дисперсных структур с позиций физико-химической механики на стадии получения кондитерских масс: увеличение активной поверхности раздела фаз; достижение максимальной однородности распределения компонентов в системе до начала процесса структурообразования; интенсификация процесса смешивания [51, 108 - 111].

Для исследования основных процессов получения кондитерских изделий порошковой технологии - дозирование сыпучих компонентов, смешивание рецептурных компонентов, формование конфетных масс, резка и последующее охлаждение отформованных корпусов - была использована универсальная сме-сительно-формующая установка (рис. 2.1).

Установка позволяет получать кондитерские изделия широкого ассортимента (карамель, конфеты, пастила и пр.). Она отличается высокой однородностью смешивания кондитерских масс (до 90 - 95 %), интенсивностью смешивания и формования с управлением процессом структурообразования масс, прогрессивным способом резки и охлаждения корпусов кондитерских изделий, поэтому может найти широкое применение в лабораториях предприятий пищевой промышленности, учебных и научно-исследовательских учреждениях.

Рис.2.1. Универсальная смесительно формующая установка

Установка (рис. 2.1) состоит из из смесительно-формующей камеры 1 с двумя Z-образными мешалками и шнеком, вакуум-варочного котла 2, вибродозатора сухих компонентов 3, устройства для перемещения котла и дозатора 4, механизма резки 5, камеры охлаждения 6, транспортера 7, поворотный стола 8 и пульта управления 9.

Универсальная смесительно-формующая установка работает следующим образом. В смесительно-формующую камеру 1 дозируют уваренную массу из варочного котла 2 и сыпучие компонентов с помощью вибродозатора 3. При необходимости, жидкие компоненты, не подлежащие увариванию, дозируют с помощью дозатора жидких компонентов (не показан). В смесительно-формующей камере 1 жидкие и сыпучие рецептурные компоненты интенсивно смешивают при заданной частоте вращения мешалок и шнека. В процессе смешивания рецептурную смесь темперируют путем подачи теплоносителя в водяную рубашку смесительно-формующей камеры. По окончании смешивания установку плавно переключают с режима интенсивного замеса на режим формование путем реверса шнека и снижения частоты вращения мешалок. Кондитерская масса, проходя по каналам формующей матрицы, выпрессовывается в виде жгутов заданного сечения, после чего жгуты разрезают на отдельные изделия. Резку осуществляют по фронту матрицы механизмом пневматической струнной резки 5. Затем корпуса изделий поступают в камеру охлаждения камеру 6. Корпуса изделий после охлаждения направляют транспортером 7 к поворотному столу 8. Управление работой УСФУ осуществляют с пульта управления 9.

Для проведения экспериментальных исследований готовили помадную массу на основе порошкообразного сахаро-паточного полуфабриката по действующей рецептуре № 305 (конфеты "Шоколадная помадка") [112].

Методика приготовления помадной массы (рецептура приведена в прил. 1) в универсальной смесительно-формующей установке, заключалась в следующем.

Предварительно готовили смесь сыпучих компонентов (ПСПП и какао порошок) заданной массы путем смешивания в микс-машине в течение 5-7 мин до образования однородной дисперсной системы.

Смешивание твердой и жидкой фазы осуществляли в универсальной сме-сительной-формующей машине в течение 10 мин при заданной частоте вращения месильных органов (40 - 120 мин'1) и частоте вращения формующего шнека 40 мин*1. Коэффициент заполнения месильной камеры был равен 0,85. В процессе смешивания сыпучих и жидких компонентов проводили термостати-рование массы.

Дозирование сыпучих компонентов заданной массы проводили вибродозатором непрерывно в течение 5-7 мин. Дозирование жидких компонентов осуществляли с помощью микробюретки, выполняющей функции дозатора, также непрерывно в течение 5-7 мин.

По истечении заданной продолжительности смешивания установку переводили на режим формования путем реверса формующего шнека и снижения частоты вращения месильных органов до 40 мин"1.

Предварительное приготовление смеси сыпучих компонентов позволяет исключить комкование и образование агрегатов при смешивании твердой и жидкой фазы. Непрерывное дозирование в течение 5-7 мин твердой и жидкой фазы создает благоприятные условия для контактирования компонентов и равномерного протекания диффузионных процессов во всем объеме смесителя, что в значительной степени интенсифицирует процесс приготовления помадной массы и снижает расход энергии на смешивание.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Исследование вибродозирования пищевых порошков

Одним из прогрессивных способов дозирования высокодисперсных пищевых порошков является вибродозирование. Для этих целей используются вибродозаторы, которые имеют ряд преимуществ, а именно: меньшую металлоемкость, простоту конструкции, небольшие габариты [79; 114]. Интерес к таким дозирующим устройствам не случаен. Вибрация, являясь одним из видов механического воздействия на дисперсные системы, позволяет наиболее эффективно управлять динамическим состоянием дисперсных систем. Отличительная особенность вибрации - возможность воздействия как на значительные объемы дисперсных систем, так и, наоборот, возможность оказать воздействие на тончайшие слои в несколько мкм перерабатываемой дисперсной среды путем регулирования параметров вибрации (частоты и амплитуды) [51].

В условиях вибрационного воздействия дисперсная система находится в одном из двух состояний объемного динамического равновесия - в состоянии псевдоожижения, при котором частицы совершают безотрывное перемещение друг относительно друга, и в состоянии виброкипения, сопровождающееся разрывом связей между частицами и их отрывом от вибрирующей поверхности.

Вибрационное поведение материала характеризуется коэффициентом режима Kv [115]. В зависимости от величины Kv могут иметь место следующие режимы движения материала: при Kv < 1 - движение без отрыва материала от вибрирующей поверхности; при Kv > 1 - движение с отрывом материала от вибрирующей поверхности (режим с подбрасыванием); при Kv = 1 - режим соответствует границе режимов движения с отрывом и без отрыва материала от вибрирующей поверхности. Коэффициент режима определяется как g cos а где А - амплитуда колебаний вибрирующей поверхности, м; ео - угловая частота колебаний, рад/с; р - угол между направлением колебаний и вибрирующей поверхностью; а - угол наклона вибрирующей поверхности к горизонту.

Угловая частота колебаний со связана с числом колебаний вибрирующей поверхности п соотношением [115] со = 2тт. (3.2)

Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что наиболее эффективным режимом вибротранспортирования является режим с подбрасыванием, при этом значение коэффициента режима Kv лежит в пределах от 1,2 до 3,3 [77, 115].

Критерием перехода от псевдоожижения к виброкипению служит интенсивность вибрации / Для высокодисперсных систем такой переход возможен при условии, что сообщаемое частицам массой т ускорение достаточно для разрыва контактов, прочностью F& между ними (тА2а? > Fq) [77].

Для изучения вибрационного дозирования пищевых порошков был проведен ряд экспериментов [116] на вибрационном дозаторе, состоящем из бункера, вибролотка с шиберной заслонкой и эксцентрикового вибратора. В ходе эксперимента изменяли высоту подъема шиберной заслонки от 2 до 10 мм и число колебаний вибролотка от 15 до 45 кол/с. В качестве объектов исследования использовали сахар-песок, порошкообразный сахаро-паточный полуфабрикат (ПСПП), сахарную пудру и какао порошок.

Для определения влияний размеров частиц дозируемого материала на характер процесса вибродозированияf определяли его дисперсность. Установлено, что она находится в пределах до 25 мкм для всех материалов кроме сахара-песка. Размер частиц сахара-песка составляет 0,5-2,5 мм.

Основной задачей исследований явилось определение погрешности дозирования и установление зависимости производительности вибродозатора от числа колебаний вибролотка и высоты подъема шиберной заслонки при постоянных параметрах вибрации ( А = 4 мм, а = 35°, = 23°).

Определение производительности и оценку погрешности дозирования проводили на основе многократных контрольных взвешиваний проб исследуемых порошков, проходящих через непрерывно работающий дозатор [113]. По результатам контрольных взвешиваний была рассчитана производительность вибродозатора (г/с) по каждому материалу по известной методике [113]. Коэффициент заполнения бункера вибродозатора в ходе экспериментов был равен 1. Число контрольных проб для каждого из исследуемых материалов составляло 10.

Статистический анализ процесса вибродозирования пищевых порошков проводился в несколько этапов по известной методике [101,117]. 1

На первом этапе были рассчитаны выборочное среднее л:, дисперсия s , выборочное среднеквадратичное отклонение s и коэффициент вариации к (прил. 2 - прил. 5). Выявление и отсеивание аномальных, сильно выделяющихся значений производительности вибродозатора, полученных расчетным путем по результатам контрольных взвешиваний проводилась с применением t-распределения Стьюдента. Установлено, что ни одно из эмпирических распределений грубых погрешностей не имеет. Сравнение эмпирических распределений с теоретическим с применением %2 - критерия показало, что эмпирические распределения по всем исследуемым материалам подчиняются нормальному закону распределения.

Анализ значений коэффициентов вариации (прил. 2 -5) показал закономерность, которая присуща всем изучаемым материалам. При фиксированном значении высоты подъема шиберной заслонки зависимость коэффициента вариации от числа колебаний вибролотка носит ярко выраженный экстремальный характер, причем минимальное значение коэффициента вариации достигается при значении числа колебаний около 25 кол/с. Зависимость коэффициента вариации от высоты подъема шиберной заслонки при фиксированном значении числа колебаний носит такой же характер, причем минимальное значение коэффициента вариации достигается при высоте подъема шиберной заслонки около 6 мм. Указанные обстоятельства позволяют разработать математическую модель, представляющую собой зависимость коэффициента вариации от числа колебаний вибролотка и высоты подъема шиберной заслонки. Полученная математическая модель может быть использована для определения оптимальные параметров, при которых достигается минимум коэффициента вариации.

Значительные отличия производительности вибродозатора для пищевых порошков при постоянных параметрах их дозирования являются следствием сил взаимодействия частиц порошков разной природы и величин, которые в основном определяются свойствами самих порошков.

Пищевые порошки представляют собой дисперсные системы, состоящие из множества отдельных частиц, между которыми возникает аутогезия. Аутоге-зия обусловлена тремя группами сил, которые зависят от свойств контактирующих частиц, окружающей среды и наличия большого числа частиц сыпучего материала [23, 118, 119]. К первой группе сил относятся ван-дер-ваальсовы, кулоновские и электрические силы. Вторую группу составляют силы когезион-иые и капиллярные. К третьей группе относятся силы механического зацепления и силы капиллярного давления. В определенных условиях каждая группа сил взаимодействия может превалировать над другими, вызывая слеживае-мость, слипаемость, схватываемость или цементируемость. Поэтому для стабильного процесса дозирования необходимо учитывать влияние названных выше сил взаимодействия, возникающих между частицами материала.

Если для преодоления сил ван-дер-ваальсового и электрического взаимодействия частиц порошков достаточно усилия вибродействия при малых частотах колебаний, то для когезионных и механического зацепления - необходимо повысить интенсивность вибродействия [9].

По мере увеличения интенсивности колебаний дисперсная система начинает приобретать подвижность, псевдотекучесть, т. е. переходит в псевдоожи-женное состояние. При таком состоянии сыпучих компонентов в вибродозаторе происходит разрушение двухфазных структур (Т-Г). При этом образуются агрегаты из частиц твердой фазы с силой сцепления в контактах, равной 10"9 - 10"11 Н.

В псевдоожиженном состоянии интенсивность колебаний не превышает ускорения свободного падения, а перемещение частиц пищевых порошков происходит в безотрывном режиме, который характеризуется коэффициентом режима Kv [115]. При дальнейшем увеличении интенсивности колебаний частицы пищевых порошков начинают терять контакт с вибрирующей поверхностью вибролотка и дисперсная система переходит в состояние виброкипения, которое характеризуется разрыхлением среды и возрастанием подвижности частиц, составляющих эту среду. При состоянии виброкипения порошков в дозаторе происходит эффективное и полное разрушение агрегатов и разрыв связей между частицами, при этом структура полностью разрушается. В состоянии виброкипения интенсивность колебаний в несколько раз превышает ускорение свободного падения, а перемещение частиц пищевых порошков происходит в режимах с подбрасыванием, для которых коэффициент режима 1,2 ^ Kv < 3,3;

Анализ результатов вибродозирования исследуемых пищевых порошков в изучаемых интервалах изменения числа колебаний вибролотка (рис. 3.1) при высоте подъема шиберной заслонки 10 мм, позволяет установить, что производительность дозатора по каждому из порошков с увеличением числа колебаний увеличивается. В области низкочастотных колебаний вибролотка (15 -г (25 - 28) кол/с) зависимость производительности от числа колебаний носит нелинейный характер; в области высокочастотных колебаний ((25 — 28) (37 - 39) кол/с) наблюдается линейная зависимость производительности от числа колебаний; при увеличении числа колебаний вибролотка свыше 37 — 39 кол/с наблюдается резкое уменьшение производительности, что обусловлено большим распыливани-ем дозируемых материалов и недостатками конструкции экспериментального вибродозатора (имеется ввиду то, что вибролоток имеет U — образную форму и сверху открыт, что приводит к уносу частиц материала с поверхности внбро-лотка). Увеличение размера частиц порошков приводит к снижению аутогези-онного взаимодействия их, следовательно, к повышению сыпучести порошка и производительности вибродозатора. Таким образом, с увеличением дисперсности, полидисперсности частиц порошка и сил их взаимодействия, понижается производительность вибродозатора.

Практический интерес представляет получение расчетной формулы для определения производительности вибродозатора в режиме виброкипения. Многочисленные исследования, проведенными различными авторами, показали, что производительность вибротранспортной установки главным образом зависит от скорости перемещения материала V, которая определяется величиной амплитуды и частоты колебаний, направлением колебаний грузонесущего органа и углом наклона последнего к горизонту [115].

Поскольку при вибротранспортировании отдельные слои материала имеют различные скорости, то вводится понятие средней скорости виброперемещения vcp, которую можно определить по известным формулам, предложенными И.И. Блехманом, F. Линдером и другими исследователями [115].

Рассматривая режим движения с подбрасыванием, С.А. Османов предложил формулу, дающую возможность с приемлемой погрешностью вычислить среднюю скорость движения материала [117]

30

15 20 25 30 35 40 45

15 п, кол/с

Рис. 3.1. Зависимость производительности вибродозатора от числа колебаний вибролотка для пищевых порошков: 1 - сахар-песок; 2 - ПСПП; 3 - сахарная пудра; 4 — какао порошок

CP 1С: ^ К f /

1+ v J

KV J

2\ cos P.

3.3)

При изучении вибродозирования пищевых порошков в режиме виброкипения (п =25-40 кол/с) по формулам (3.1) —(3.3) были рассчитаны коэффициент режима и средняя скорость перемещения материала (прил. 6 — прил. 9).

Анализ полученных результатов показал, что коэффициент режима и средняя скорость не зависят от вида пищевых порошков и высоты слоя материала на лотке и отражают лишь параметры вибрационного воздействия. Это дает основание полагать, что Vcp - скорость движения вибролотка в результате вибрационного воздействия. Из этого следует, что при расчете средней скорости виброперемещения материала необходимо учитывать вид пищевых порошков с помощью эмпирического коэффициента. Для этого определены поправочные коэффициенты Кт для изучаемых пищевых порошков (сахар-песок -0,252; ПСПП - 0,20; какао порошок - 0,14; сахарная пудра - 0,129) [120]. Таким образом, формула для уточнения средней скорости виброперемещения V™ пищевых порошков с учетом коэффициента материала примет вид т 4Л& vm = г ср п. 1 1

Я, v J

1 +

KV J cos р'Кт.

3.4)

Производительность лоткового вибродозатора с учетом выражения (3.3) может быть определена по формуле [115] n = bhpVcmpi (3;5) где Ъ - ширина вибролотка, м; /г — высота слоя материала на вибролотке (высота подъема шиберной заслонки), м; V™ — средняя скорость движения дозируемого материала, м/с; р - объемная масса дозируемого материала, кг/м3.

Сравнивая экспериментальные и расчетные данные производительности вибродозатора (прил. 6 — 9) видно, что результаты несколько отличаются друг от друга, что является следствием упрощенного вида зависимости (3.5).

Сопоставляя результаты исследования дисперсионного состава пищевых порошков, результаты определения производительности вибродозирования и рассчитанные значения Кт, прослеживается следующая закономерность.

При постоянной высоте слоя материала и параметрах вибрации с уменьшение размеров частиц пищевых порошков понижается производительность вибродозирования, уменьшается коэффициент материала Кт, а область состояния виброкипения сдвигается в сторону увеличения числа колебаний вибролотка (табл. 3.1). Указанные обстоятельства обусловлены ростом сил взаимодействия между частицами пищевых порошков

1. Зубченко А. В. Технология кондитерского производства. Воронеж, 1999. -432 с.

2. Маршалкин Г.А. Технология кондитерских изделий. М.: Пищ. пром-сть, 1978.-446 с.

3. Конфеты. Современная технология /М.Н. Истомина, Т.А. Соколовская. М.: Пищевая пром., 1979. -293 с.

4. Зубченко А. В. Влияние физико-химических процессов на качество кондитерских изделий.- М.: Агропромиздат, 1986.- 295 с.

5. Зубченко А.В. Физико-химические основы технологии кондитерских изделий. Воронеж: Воронеж, гос. технол. академия, 1997. - 416 с.

6. Драгилев А.И. Оборудование для производства конфет. М.: Агропромиздат, 1985. - 232 с.

7. Драгилев А.И. Технологическое оборудование предприятий кондитерского производства/ А.И. Драгилев, Я.М. Сезанаев. М.: Колос, 2000. - 496 с.

8. Лунин О.Г. Технологическое оборудование предприятий кондитерской промышленности/ О.Г. Лунин, А.И. Драгилев, А.Я. Черноиванник. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. -384 с.

9. Магомедов Г.О. Научные основы порошковой технологии пищевых продуктов. Дис. док. техн. наук. Воронеж, 1996. -235с.

10. Олейникова А.Я. Производство витаминизированных помадных конфет/ А.Я. Олейникова, И.В. Небренчина7/ Материалы XXX Отчет, научной конференции за 1996 г / Воронежская гос. технол. акад. Воронеж, 1997.-С.89.

11. Полуфабрикаты лекарственных трав в производстве кондитерских изделий / Б.А. Фалькович, Г.О. Магомедов, Т.Н. Мирошникова, А.Я. Олейникова, В.Г. Лобосов, Л.Е. Старчевая; Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 2001. -112 с.

12. Курочкин Е.И. Лекарственные растения. Самара: Парус, 1998.- 511с.

13. Андреев Н.Р. Переработка ржи на крахмал и крахмальный сахар . М.: АгроНИИТЭИПП, серия 19, вып.1, 1996-23 с.

14. Выгодин В.А. Экструзионная техника и технология: состояние, перспективы/ В.А. Выгодин, B.J1. Касперович, Г.Б. Зинюхин, В.П. Попов, В.А. Буцко // Пищ. пром-сть. 1995. - № 7. - С. 6-7.

15. Герасимова И.В. Сырье и материалы кондитерского производства. -М.: Агропромиздат, 1991. 208 с.

16. Жушман А.И. Актуальные вопросы развития производства экструзи-онных продуктов питания / А.И. Жушман, В.Г. Карпов, Н.Д. Лукин // Хранение и переработка сельхозсырья. 1997. - № 2. - С.6-8.

17. Технология производства кондитерских изделий с использованием экструзионной техники7 М.Б. Эйнгор, МЛ. Парцуф, С.Н. Павловецкая, А.С. Овчинникова. М.: АгроНИИТЭИПП, 1987. - С. 1-32. - (Сер. Кондитерская пром-сть. Озор. информ. Вып. 6).

18. Зубченко А. В. Полупромышленная распылительная сушилка для порошкообразных сахаро-паточных полуфабрикатов/ А. В. Зубченко, Г. О. Магомедов// Хлебопек, и кондит. пром-сть.- 1983.- № 12,- С. 33-34.

19. Зубченко А. В. Применение порошкообразных сахарных полуфабрикатов в кондитерской промышленности/ А. В. Зубченко, Г. О. Магомедов. -М.: ЦНИИТЭИПищепром.- 1984.- 16 с. (Сер. 17; Вып. 6).

20. Зубченко А. В. Физико-химические и структурно-механические свойства порошкообразных сахаро-паточных полу-фабрикатов/ А. В. Зубченко, Г. О. Магомедов// Хлебопек, и кондит. пром-сть.- 1983.- № 9.- С. 31-32.

21. Магомедов Г.О. Многокомпонентные порошкообразные полуфабрикаты: состав, свойства и перспективы использования / Г.О. Магомедов, Н.М. Дерканосова // Изв. Вузов. Пищевая технология. 1996. - № 3-4. - С.23-25.

22. Магомедов Г.О. Научные основы технологии пищевых порошков и кондитерских масс: Учеб. пособие / Г.О. Магомедов, А.Я. Олейникова, А.В. Зубченко // Воронеж, технол. ин-т. -Воронеж, 1994. -120 с.

23. Смесители кондитерского производства / Н.Е. Глонин, С.В. Юдин. -1991, выпуск 2, С. 1 -32.

24. Смесительные машины в хлебопекарной и кондитерской промышленности / Под ред. А.Т. Лисовенко. — К.: Урожай, 1990. 192 с.

25. Смесители и экструдеры в кондитерской промышленности / С.В. Чу-вахин. М.: ЦНИИТЭИПищепром, 1986. - С. 1-20. - (Сер. Кондитерская пром-сть. Обзор, инфор. Вып.З).

26. Иванец В.Н. Смесители порошкообразных материалов для витаминизации пищевых и кормовых продуктов (обзор). // Изв. вузов. Пищевая технология, 1988,№1,с. 138-141.

27. Технология и оборудование пищевых производств / Н.И. Назаров, А.П. Нечаев, В.Г. Щербаков и др. М.: Пищевая промышленность, 1977. - 352 с.

28. Формование пищевых масс/ Ю.А. Мачихин, Г.К. Берман и др. -М.: Колос, 1972.-272 с.

29. Зобова Р.Г. Исследование структурно-механических свойств помадных и фруктовых конфет с целью их отливки в резиновые формы. Автореф. дис. канд. техн. наук. М.:МТИПП, 1968. - 15 с.

30. Зобова Р.Г. Исследование структурно-механических свойств конфетных масс при отливке их в формы из пористой резины / Р.Г. Зобова, В.Н. Никифорова // Труды ВНИИКП, 1968, вып. XVII, с. 88 89.

31. Даурский А.Н. Отливка кондитерских изделий в металлические и эластичные формы за рубежом. Научно-технический реферативный сборник. Кондитерская промышленность (ЦНИИТЭИпищепром). - М.; 1979, №1, с. 1.

32. Папуш Е.Г. Формование конфетных помадных масс отливкой. Авто-реф. дис. канд. техн. наук. М.: МТИПП, 1988. - 23 с.

33. Мачихин Ю.А. Современные способы формования конфетных масс / Ю.А. Мачихин, Ю.В. Клаповский. М.: Пищ. пром-ть, 1974. - 184 с.

34. Марченок Б.П. Машина для отсадки корпусов конфет из кремовых масс // Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1983, №7, с. 26 27.

35. Устройство для отсадки корпусов конфет в коробки. Авторское свидетельство №810193. Бюллетень «Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки», 1981, №9. Авторы: Шпакова Е.В., Авдонин Ф.В., Кулешов В.Н., Арапов В.Г.

36. Моделирование и оптимизация экструзии полимеров / Скачков В.В., Торнер Р.В., Стунгур Ю.В., Реутов С.В. Л.: Химия, 1984. - 152 с.

37. Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров (механика процессов). М.: Химия, 1977. — 464 с.

38. Багринцев И.И. Смесительное оборудование для сыпучих и пастообразных материалов / И.И. Багринцев, Л.И. Лебедева, В.Я. Филин. М.: ЦИН-ТИхимнефтемаш, 1986. - 35 с.

39. Иванец В.Н. Методы моделирования процессов смешивания дисперсных материалов / В.Н. Иванец, Б.А. Федосенков // Изв. вузов. Пищевая технология, 1988, №8, С. 68-72.

40. Кафаров В.В. Полная стохастическая модель смешения / В.В. Кафа-ров, В.А. Клипиниер, А.А. Дудоров // Теор. основы хим. техн., № 5, т. 2, 1968. -С. 153-159.

41. Мачихин С.А. Теоретический анализ и метод расчета смесителя с вращательным потоком перемешиваемых компонентов / С.А. Мачихин, А.А. Кулмырзаев // Хранение и переработка сельхозсырья. 1998. - №5. - С. 20 - 21.

42. Слезкин Н.А. Динамика вязкой несжимаемой жидкости. М.: Гостех-издат. 1955. - 519 с.

43. Берман Г.К. Критерии перемешивания при замесе теста / Г.К. Берман, Н.И. Абрамов, С.А. Мачихин // Хлебопекарная и кондитерская пром., 1976 , №5.-с. 29-31.

44. Федоренко И.Я., Кулинич А.Н., Александров И.Ю. // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2000. № 10. — С. 16—18.

45. Урьев Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы. М.: Химия, 1980. -320 с.

46. Урьев Н.Б. Физико-химическая механика и интенсификация образования пищевых масс / Н.Б. Урьев, М.А. Талейсник. М.: Пищ. пром-сть, 1976. - 236 с.

47. Бернхардт Э. Переработка термопластических материалов. М;: Химия, 1965.-325 с.

48. Мак-Келви Д.М. Переработка полимеров. — М.: Химия, 1965. — 442 с.

49. Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. М.: Госхимиздат, 1962.-466 с.

50. Корнильцев И.Б. Гидродинамический анализ течения высоковязких пищевых масс в шнековом канале / И.Б. Корнильцев, И.Э. Груздев. // Изв. вузов. Пищевая технология, 1975, №4, с. 104 107.

51. Тадмор 3. Теоретические основы переработки полимеров / 3. Тадмор, К. Гогос. М.: Химия, 1984. - 628 с.

52. Иванова А. И. Винтообразное движение вязкой несжимаемой жидкости (К теории шнека). Изв. АН СССР. ОТН, 1957, № 12, с. 46 - 50.

53. Ким А.Х. Теоретическое исследование течения вязко-пластичной среды в шнеке с учетом пристенного скольжения вариационным методом Рица / А.Х. Ким, Н.Б. Лембович. В кн.: Тепло- и массоперенос. Т. 3. - Минск, 1972, с. 186-192.

54. Горбань М. В. Анализ течений аномально-вязких пищевых продуктов в двухшнековом нагнетателе.// Изв. вузов. Пищ. технология, 1980, №1, с. 61-63.

55. Груздев И.Э. Теория и расчет шнековых устройств / И.Э. Груздев, Р.Г. Мирзоев, В.И. Янков. Л.: Изд-во ЛГУ, 1978. - 144 с.

56. Термопластическая экструзия: научные основы, технология, оборудование / Под ред. А.Н. Богатырева, В.П. Юрьева. М.: Ступень, 1994. - 200 с.

57. Техника переработки пластмасс / Под ред. Н. И. Басова и В. Броя. — М.: Химия, 1968.-230 с.

58. Астарита Д. Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей: перевод с английского/ Д. Астарита, Д. Марруччи М.: Мир, 1978.-309 с.

59. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973. — 848 с.

60. Тарг С. М. Основные задачи теории ламинарных течений. М.: Госиздат техн. теор. лит-ры, 1951. - 420 с.

61. Яхно О.М. Основы реологии полимеров / О.М. Яхно, В.Ф. Дубовиц-кий. Киев: Вища школа, 1976. - 186 с.

62. Элементы механики сплошных сред в инженерной реологии: Учеб. пособие/ В.Н. Колодежнов, Б.И. Кущев; Воронеж, технол. ин-т. Воронеж, 1994. 116с.

63. Олдройд Д.Г. Неньютоновское течение жидкостей и твердых тел.- В кн.: Реология. Теория и приложения / под ред. Ф. Эйриха. М.: ИЛ, 1962, с. 757- 792.

64. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов / Л.В. Горбатов, A.M. Маслов, Ю.А. Мачихин и др.; под ред. А.В. Горбатова. М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1982. — 296 с.

65. Берман Г.К. Формование пищевых масс (теория процессов, методы расчета технологического оборудования). Автореф. дис. докт. техн. наук. М., 1983.-52 с.

66. Берман Г.К. Течение вязко-пластичных пищевых масс по коническому каналу / Г.К. Берман, Ю.А. Мачихин // Известия вузов. Пищевая технология, 1972, №5, с. 122-124.

67. Берман Г.К. Влияние кинематических и геометрических параметров шнека на пульсацию давления в предматричной камере макаронного пресса / Г.К. Берман, Ю.А. Калошин // ЦНИИТЭИпищепром. Хлебопек, и макаронная промышленность, 1977, №6, с. 28-32.

68. Берман Г.К. Выравнивание скоростей выпрессовывания макаронных изделий/ Г.К. Берман, Ю.А. Калошин // Хлебопек, и конд. пр-ть, 1967, №12, с. 30 32.

69. Фишер Э. Экструзия пластических масс / Пер. с англ. Под ред. С.И. Гдалина. М.: Химия, 1970. - 288 с.

70. Малкин А.Я. Успехи реологии полимеров / А.Я. Малкин, А.И. Леонов. -М.: Химия, 1970, с. 98-117.

71. Виноградов Г.В. Реология полимеров / Г.В. Виноградов, А.Я. Малкин. -М.: Химия, 1977.-440 с.

72. Д. С. № 506379 (СССР). Способ формования масс / М.М. Истомина, М.А. Талейсник, Н.Б. Урьев. Б. И., 1976, №10.

73. Басов Н.И. Виброформование полимеров / Н.И. Басов, А.С. Любарто-вич, В.А. Любартович. Л.: Химия, 1979. - 160 с.

74. А. С. № 805984 (СССР). Устройство для формования жгутов из конфетных масс / А.В. Высоцкий, М.А. Талейсник, А.С. Овчинникова и др. Б.1. И;,1981,№7.

75. А. С. №413937 (СССР). Устройство для выпрессовывания жгутов из пищевых масс / Б.М. Азаров, Г.В. Виноградов и др. Б. И., 1974, №5.

76. А. С. № 858707 (СССР). Устройство для прессования макаронных изделий / С.Н. Никоноров, Г.И. Старшов. Б. И., 1981, №32.

77. А. С. №865257 (СССР). Устройство для выпрессовывания жгутов из кондитерских масс / Ю.А. Мачихин, А.С. Максимов, А.Ю. Ермолов и др. Б.1. И., 1981, №35.

78. Гуль В.Е. Структура и механические свойства полимеров / В.Е. Гуль,

79. В.Н. Кулезнев В.Н. М.: Высш. школа, 1979.-352 с.0 У

80. Мачихин Ю.А. Инженерная реология пищевых материалов / Ю.А. Мачихин, С.А. Мачихин. М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981. - 212 с.

81. Азаров Б.М. Инженерная реология пищевых производств / Б.М. Азаров, В.А. Арет. М.: МТИПП, 1978. - 112 с.

82. Овчинников П.Ф. Реология тиксотропных систем / П.Ф. Овчинников,

83. Н.Н. Круглицкий, Н.В. Михайлов. Киев: Изд-во «Наукова думка», 1972. - 120 с.

84. Степанов Р.Д. Введение в механику полимеров / Р.Д. Степанов, О.Ф. Шленский. Саратов: изд. Саратовского ун-та, 1975. - 231 с.

85. Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов. М.: Пищ. пром-сть, 1979.-384 с.

86. Зобова Р.Г. Исследование структурно-механических свойств молоч-9Ь ных конфетных масс / Р.Г. Зобова, А.П. Ходак // Хлебопекарная и кондитерскаяпромышленность, 1973, №10, с. 18-20.

87. Карушева Н.В. Исследование взаимосвязи между структурно-механическими свойствами конфетных масс и методами формования: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1968. - 22 с.

88. Клаповский Ю.В. Исследование процесса отсадки конфетных масс с учетом их физико-химических свойств. Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МТИПП, 1970.- 15 с.

89. Клаповский Ю.В. Исследование вязкости сливочной помадки / Ю.В.

90. Клаповский, Ю.А. Мачихин // Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1969, №4, с. 17- 19.

91. ГОСТ 4570-93. Конфеты. М.: Издательство стандартов, 1994. - 14 с.

92. ГОСТ 5900-73. Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ. М.: Изд-во стандартов, 1982. - 9 с.

93. ГОСТ 5904-82. Изделия кондитерские. Методы приемки, методы от-^ бора и подготовки проб. М.: Изд-во стандартов, 1982. - 9 с.

94. Лурье И.С. Руководство по технологическому контролю кондитерской промышленности. М.: Пищевая пром., 1978. - 278 с.

95. Лурье И.С. Технология и технохимический контроль кондитерского производства. М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981. - 328 с.

96. Лурье И.С. Технология кондитерского производства. М.: Агро-промиздат, 1992. - 340 с.

97. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высш. Школа, 1982. - 240 с.

98. Федоров В.Г. Планирование и реализация экспериментов в пищевой промышленности/ В.Г. Федоров, А.К. Плесконос.-М.: Пищ. пром-сть, 1980. — 240 с.

99. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов.-М.: Пищ. пром-сть, 1979. 199 с.

100. Рузинов Л.П. Статистические методы оптимизации химических процессов М.: Химия, 1972, 199 с.

101. Саутин С.А. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. -Л.: Химия, 1975, 48с.

102. Хальд А. Математическая статистика с техническими приложениями. М.: Издатинлит, 1956. - 664 с.

103. Реология пищевых масс /К.П. Гуськов и др. М.:Пищевая пром., 1970.-207 с.

104. Ребиндер П.А. Физико-химические основы пищевых продуктов. М.: Пищевая пром., 1973. 528 с.

105. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика новая пограничная область науки. - М.: Знание, 1958.- 64 с.

106. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика в пищевой промышленности. В кн. Сборник тезисов докладов научно-технической конф. "Структурно-механические свойства пищевого сырья и продуктов, и значение этих свойств в промышленности". - М., 1959. - С.3-5.

107. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. -В кн.: Физико-химическая механика дисперсных структур. М.: Наука, 1966, с. 3 - 16.

108. Рецептуры на конфеты и ирис. Т.1.- М.: АгроНИИТЭИПП, 1986.- 368 с.

109. Каталымов А.В. Дозирование сыпучих и вязких материалов / А.В. Каталымов, В.А. Любартович. Л.: Химия, 1990. - 230 с.

110. Базиков В.И. Вибрационные аппараты и установки в пищевой промышленности / В.И. Базиков, Ю.А. Бродский, Г.В. Будрик // Пищевая промышленность, 1998, №6.

111. Блехман И.И. Вибрационное перемещение / И.И. Блехман, Г.Ю. Джанелидзе. М.: Наука, 1964.-425 с.

112. Магомедов Г.О. Исследование вибродозирования пищевых порошков / Г.О. Магомедов, А.А. Журавлев // Хранение и переработка сельхозсырья. -2000.-№10.-С. 47-48.

113. Журавлев А.А. Статистический анализ процесса вибродозирования пищевых порошков // Материалы III Всерос. науч.-технич. конф. «Информационные технологии и системы», Воронеж, 1999. С. 224 - 225.

114. Дисперсные системы кондитерского производства. Учебное пособие / Зубченко А.В., Воронеж, техн. ин-т. Воронеж, 1993. 160 с.

115. Зубченко А. В. Дисперсные системы кондитерского производства.-Воронеж, 1998.-163 с.

116. Черных В.Я. Применение микро-ЭВМ для контроля и управления технологическими процессами производства пшеничного хлеба: Учебное пособие / В.Я. Черных, М.В. Салапин, Ю.П. Лясковский // МТИПП. М.: 1988. - 140 с.

117. Рейнер М. Реология. М.: Наука, 1965. -224 с.123; Маслов A.M. Инженерная реология в пищевой промышленности. -М.: ЛТИХП, 1977.-88 с.

118. Игнатенко В.В. О сжимаемости теста / В.В. Игнатенко, С.А. Мачихин, В.Г. Михайленко//Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1972, №2, с. 8- 10.

119. Сорокин О.В. О выражении кривой релаксации напряжений в металлах экспоненциальными выражениями. М.: Изв. ЛН СССР. Отд. техн. Наук, 1953,№11,с. 1616- 1617.

120. Даурский А.Н. Резание пищевых материалов / А.Н. Даурский, Ю.А. Мачихин. М.: Пищевая пром-сть, 1980. - 240 с.

121. Брагинский Л.Н. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчета / Л.Н. Брагинский, В.И. Бегачев, В.М. Ба-рабаш. -Л.: Химия, 1984.-366 с.

122. Липатов Н. Н. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Экономика, 1987.-272 с.

123. Мачихин Ю.А. Расчет смесителей для конфетных масс высокой вязкости / Ю.А. Мачихин, Л.Н. Лунин. М.: ЦИНТИпищепром, 1968. - 25 с.

124. Штербачек 3. Перемешивание в химической промышленности / 3. Штербачек, И. Таусик. М.: Госхимиздат, 1963. - 416 с.

125. Магомедов Г.О. Течение вязко-пластичной конфетной массы в коаксиальном зазоре/ Г.О. Магомедов, А.А. Журавлев// Материалы XXXVII отчетной научной конференции / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 1999. Ч. I. С. 83 85.

126. Гортинский В.В. Исследование и расчет валковых нагнетателей бараночного теста / В.В. Гортинский, С.А. Мачихин, В.А. Панфилов. М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1971.-23 с.

127. Бекин Н.Г.,Шанин Н.П. Оборудование заводов резиновой промышленности. Д.: Химия, 1978. - 398 с.

128. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука, 1975. - 631 с.

129. Магомедов Г.О. Приближенная оценка учета пластичных свойств конфетных масс при течении по формующим каналам / Г.О. Магомедов, А.А. Журавлев // Материалы XXXVIII отчетной научной конференции / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 2000.4.1. С. 62.

130. Ордынцев В.М. Математическое описание объектов автоматизации. М.: Машиностроение. 1965. - 359 с.

131. Кэмпбелл Д. Динамика процессов химической технологии. — М:: Химиздат. 1962. 352 с.

132. Магомедов Г.О. Эксцентриковый вибропитатель сыпучих материалов: информ. листок №61-99 7 Г.О. Магомедов, А.А. Журавлев // Воронежский ЦНТИ.- 1999.-2 с.

133. Журавлев А.А. Дозировочно-смесительный комплекс для приготовления композиций из сыпучих материалов / А.А. Журавлев, A.JI. Семенов // Материалы международной научно-технической конференции, Калининград, 2000. С. 162- 163.

134. Магомедов Г.О. Система автоматического управления процессами дозирования и смешивания сыпучих компонентов / Г.О. Магомедов, А.А. Журавлев, АЛ. Семенов // Энергия: Науч.-практ. вестн. 2000. - Вып. 2(40). - С. 123-128.

135. Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов. М.: щь Машиностроение, 1973. - 216 с.

136. Гуськов К.П. Течение пищевых масс в каналах различной формы/ К.П. Гуськов, Г.К. Берман// Известия вузов. Пищевая технология, 1968, №6, с. 138 142.

137. Мальцев Г.П. Применение микропроцессорных средств и ЭВМ для контроля за структурообразованием конфетных масс / Г.П. Мальцев, А.А. Жуф равлев // Материалы III Всерос. науч.-технич. конф. «Информационные технологии и системы», Воронеж, 1999. С. 228.

138. Автоматизация технологических процессов пищевых производств /Под ред. Б.А. Карпина/ М.: Пищевая промышленность, 1985.-458 с.

139. Журавлев А.А. Цифровой фильтр первого порядка // Материалы всероссийской научно-практической конференции "Интеграция науки, производства и образования: состояние и перспективы", Юрга, 1999. С. 183 - 184.1. Ш>