Монография рекомендовано к изданию Ученым советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет

• Название: Монография рекомендовано к изданию Ученым советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет
• Дата: 21.11.2019
• Размер: 7.64 Mb.
• Имя файла: 1112227.doc
• Тип: Монография; #96310
• страница: 16 из 36

Методология оптимизации параметров процесса сушки и сушильного оборудования


5.1 Структурная схема управления процессом сушки макаронных изделий
Запатентованный способ сушки макаронных изделий содержит 4 этапа. Согласно данному способу для оптимизации и дальнейшей автоматизации технологического процесса сушки была составлена схема управления процессом с поэтапной зависимостью выходных параметров (целевых функций) от управляющих воздействий (рисунок 5.1).
На всех этапах в качестве контролируемых параметров целесообразно использовать экспертную оценку органолептических свойств (ЭОц) макаронных изделий, комплексный показатель качества (Кпк) и удельные затраты энергии (УЗЭ) на проведение этапа. Причем для каждого этапа необходимо получить низкие удельные затраты и высокую экспертную оценку органолептических свойств. Комплексный показатель качества должен увеличиваться от этапа к этапу таким образом, чтобы после завершения последнего достигнуть максимального значения. С целью создания оптимальных условий для проведения последующих этапов контролируется также исходное относительное удлинение изделий при растяжении.
На первом этапе – этапе пропаривания и разогрева наблюдается некоторое увеличение влажности изделий, идет их разогрев, при этом возникает градиент влажности, вызванный разницей влагосодержания наружных и внутренних слоев. Цель этапа – как можно более быстрое разогревание изделий с параллельным упрочнением их клейковинного и
крахмального каркаса за счет пропаривания всех слоев. В качестве

управляемого параметра целесообразно использовать изменение относительного удлинения при растяжении (ε ) в процессе, об окончании этапа можно судить по достижению относительного удлинения при растяжении максимального значения. Отношение количества энергии, вносимой с

инфракрасным излучением к количеству энергии, вносимой с паром ( ^{QИ .К .} ) и
Q_П
интенсивность подвода энергии ( Р_Q ) следует принять за управляющие воздействия.
На втором этапе – этапе конвективной сушки, происходит высушивание изделий до влажности, соответствующей их переходу из упруго-вязко-пластичного состояния в упруго-вязкое. Цель этапа – максимально быстрое снижение влажности с одновременным упрочнением их структуры.

74

^QИ.К.

Q_П
Р_Q

	Mo
M0	W	ε
t

Пропаривание

УЗЭ1

ИК- разогрев

Кпк1

ЭОЦ1

U

П

≤ U

ПМАХ

UП

→ UПМАХ

M1

M1

ε

W

t

φВ

Конвективная сушка

tВ

U

П

≥ U

ПMIN

U П

→ U ПMIN

ε

M2

M2

t

W

УЗЭ₂
ЭО_Ц2

Кпк₂

РСВЧ			СВЧ-сушка
tВ	U		≥ U
φВ		П		ПMIN
	U П		→ U ПMIN

					M3	M3ε
					t	W
	φВ				Охлаждение
	tB		U		П	≥ U	ПMIN
			U П			→ U ПMIN

Рисунок 5.1 – Схема управления процессом сушки
УЗЭ_3
Кпк3 ЭОЦ3

УЗЭ₄
ЭО_Ц4

Кпк4
tM4
WM4

75

• 
  качестве управляющих воздействий целесообразно использовать температуру (t_B ) и относительную влажность сушильного воздуха (ϕ ), а в
  

качестве управляемого параметра целесообразно использовать изменение относительного удлинения при растяжении. Об окончании этапа можно судить по началу отклонения уменьшения относительного удлинения при растяжении. Интенсивность сушки определяется разницей между средневзвешенной влажностью изделий и влажностью поверхностных слоев: W_СР.ВЗВ. −U _П и
определяется также, как и в первом этапе, из условия возникновения внутренних напряжений (U_П - является функцией от температуры и влажности
сушильного воздуха).
На третьем этапе – этапе сверхвысокочастотной сушки наблюдается высушивание макаронных изделий до превращения их в упругий материал. Цель этапа - быстрое удаление влаги из изделий с одновременным предупреждением возникновения больших касательных напряжений, вызванных смещением слоев. В качестве управляемого параметра также можно использовать относительное удлинение при растяжении. В качестве управляющих воздействий – интенсивность сверхвысокочастотного воздействия ( Р_СВЧ ) и изменение влажности поверхности изделий (U _П ),
определяющейся параметрами теплоносителя. Об окончании этапа можно судить по прекращению изменения относительного удлинения. Интенсивность сушки определяется мощностью СВЧ - воздействия, а также, как при конвективной сушке, относительной влажностью и температурой сушильного воздуха.
На четвертом этапе – этапе охлаждения происходит доведение макаронных изделий до стандартной влажности. Цель этапа – как можно более быстрое доведение продукта до кондиционной влажности с одновременным охлаждением. Об окончании этапа следует судить по достижению изделиями требуемой влажности и температуры. В качестве управляемых параметров целесообразно использовать изменение температуры и влажности макаронных изделий. Температура изделий на этапе охлаждения практически равна температуре сушильного воздуха, влажность изделий определяется изменением средневзвешенной влажности. В качестве управляющих воздействий целесообразно использовать температуру (t_B ) и относительную влажность
охлаждающего воздуха (ϕ ).