Моделирование технологического потока

Цель технологического управления – получение продуктов питания высокого качества на всех участках технологического потока с помощью заданных режимов.

Методы управления:

1) простое регулирование;

2) автоматическое управление с использованием ЭВМ.

Первичным в структуре технологической системы является технологический поток.

Технологический поток представляют технологической схемой, которая

дает понятие о следующих показателях:

а) о видах и последовательности потоков сырья, полуфабрикатов и готовых пищевых продуктов;

б) о типах и способах соединения машин и аппаратов.

Виды схем моделей технологического потока:

1) технологическая,

2) функциональная,

3) структурная,

4) параметрическая.

Модель – это тоже система со своей структурой и функцией, отражающая

структуру и функцию системы – оригинала.

1) Технологическая схема

Показывает основные функциональные участки, предназначенные для выполнения важнейших технологических операций (стадийных процессов)

(Приложение Г).

I стадия – идут механические процессы разделения (просеивание муки, приготовление и фильтрование растворов, суспензий), изменения агрегатного состояния (плавление жиров), растворение сахара, соли и др.

II стадия – приготовление теста объединяет процессы, происходящие при его замешивании и брожении: перемешивание, набухание и растворение коллоидов муки, деформация теста под действием рабочих органов месительно-взбивательной машины. При брожении продолжается набухание и растворение, идет накопление спирта, органических кислот, углекислого газа.

Разделка теста состоит из операций: деление на куски, округление, предварительная расстойка, формование, окончательная расстойка.

III стадия – включает процессы массо- и теплообмена.

IV стадия – механические процессы: укладка, упаковка.

2) Функциональная схема

Отражает виды технологических мероприятий данного производства и

технологические связи между ними. Она дает представление о функционировании технологического потока в целом, т. е. о составе и порядке технологических операций и их взаимодействиях, и не содержит подробной информации о характеристиках потоков и отдельных элементов (Приложение Д).

3) Структурная схема

Представляет машины и аппараты технологических процессов блоками

или элементами в виде прямоугольников, имеющих входы и выходы. Стрелка-

ми указывается направление движения материальных и энергетических технологических потоков (приложение Д).

Эта схема дает полную информацию о типах и способах соединения машин и аппаратов.

4) Параметрическая схема

Дает представление о всех факторах, которые характеризуют его функционирование, об их численных значениях и пределах изменения. Ее используют для установления взаимосвязи параметров (Приложение Е).

К входным параметрам (Х) относят:

1) вид и количество (соотношение) сырья – определяется стандартами и рецептурами;

2) вид, число и последовательность технологических операций – определяется технологической схемой производства;

3) паспортная техническая характеристика оборудования – определяется технической характеристикой используемого оборудования.

К управляющим параметрам (U) относят воздействия на процесс, который можно изменять целенаправленно с целью регулирования протекания основных процессов в технологическом потоке (например, характеристики отдельных единиц оборудования, частота подачи продукта, величина подачи, характеристика продукта, выходные параметры предыдущего технологического участка).

Выходные параметры предыдущего участка – это необходимые связи, которые являются входными для последующих участков.

К возмущающим параметрам (Z) относят:

1) состав и качество основного и дополнительного сырья;

2) фактическое техническое состояние технологического оборудования,

которое изменяется в процессе эксплуатации;

3) характеристика окружающей среды (температуры воздуха в производственных цехах).

К выходным (управляемым) параметрам (Y) относят:

1) количество и качество вырабатываемых пищевых продуктов;

2) другие факторы, характеризующие эффективность функционирования технологического процесса.

К количественным показателям относят выход пищевых продуктов, показывающий эффективность использования сырья.

На основании отдельных участков составляется общая схема технологического потока.

После этого эффективное управление технологическим потоком будет

происходить при правильном выборе управляющих и управляемых параметров,

а также при их простой и быстрой оценке (измерении) в материальных, энергетических и технологических потоках.

Аналитическую зависимость выходных параметров от входных записывают уравнением связи.

Для оценки оптимума выбирается критерий оптимизации.

К критериям оптимизации относят:

1. Технологический критерий (например: максимальный выход пищевых продуктов с единицы объема аппарата; производительность и др.).

2. Экономический критерий (например: минимальная стоимость продуктов питания при заданной производительности и др.).

На основе выбранного критерия оптимизации составляется функция выгоды, представляющая прямую зависимость критерия оптимизации от входных параметров.

Задача оптимизации – определение таких входных параметров, которые обеспечивают экстремизацию (минимальное и максимальное) критерия оптимизации при условии выполнения всех существующих ограничений.

Таким образом, изучение системного подхода при производстве продуктов питания будет способствовать упрощению задач для оборудования и ЭВМ

при их производстве.