Проаналізовано сучасний стан математичного моделювання процесу екстрагування цукру (ПЕЦ) у похилому дифузійному апараті (ПДА). Запропоновано відомі математичні моделі технологічного ПЕЦ у ПДА. Виконано взаємний кореляційний аналіз ПЕЦ з бурякової стружки, обгрунтовано вибір структури його узагальненої моделі. Висвітлено особливості комп'ютерної реалізації математичних моделей і методів ПЕЦ у ПДА. Наведено напрямки використання імітаційної нечіткої моделі ПЕЦ.

Проанализировано современное состояние математического моделирования процесса экстракции сахара (ПЭС) в наклонных диффузионных аппаратах (НДА). Предложены известные математические модели технологического ПЭС в НДА. Выполнен взаимный корреляционный анализ ПЭС из сахарной стружки, обоснован выбор структуры его обобщенной модели. Освещены особенности компьютерной реализации математических моделей и методов ПЭС в НДА. Приведены направления использования иммитационной нечеткой модели ПЭС.

Проведено дослідження нового вітчизняного атисептика "Нобак" на мікрофлору дифузійного соку. Дію нового антисептика порівнювали з дією традиційного для цукрової промисловості антисептика формалін. Проведені за лабораторних умов дослідження показали високу бактерицидну дію низьких концентрацій антисептика "Нобак" на мікроорганізми дифузійного соку. "Нобак" рекомендовано як антибактеріальний засіб для цукрової промисловості.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л840.31-1

Рубрики:

Дифузійний процес

Шифр НБУВ: Ж29432 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены многомерные оптимальные регуляторы для технологических объектов на примере подсистемы регулирования температур сокостружечной смеси в наклонной диффузионной установке сахарного производства. На основании компьютерного моделирования определены условия, преимущества и недостатки каждой из систем с различными регуляторами для данного объекта. Приведены варианты реализации некоторых алгоритмов на современных технических средствах автоматизации.

Розглянуто рекуперацію тепла у дифузійних установках (ДУ) різних типів та ефективний спосіб підвищення їх теплової економічності. Проаналізовано сучасні конструкції, які забезпечують ефективне теплопередавання від дифузійного соку, який відбирається на подальшу переробку, до свіжої стружки, що надходить до ДУ. Наведено розрахунок прямотечійного теплообміну на окремому ступені зрошення та змінення пружності бурякової стружки під час нагрівання. Описано гідродинамічні умови, які забезпечують ефективний теплообмін між соком і стружкою. Визначено споживання пари дифузійною установкою в разі застосування ошпарювача й обгрунтовано доцільність застосування його для оснащення існуючих ДУ.

Розглянуто методику збору експертної інформації для побудови бази знань. Вказано на перевагу використання SADT діаграм, що забезпечують ясність представлення і адекватного розуміння логічних тверджень експерта та інженера знань. Наведено приклад функіональних моделей дифузійної станції цукрового заводу, розроблених з використанням структурного аналізу.

Розглянуто кількісні зміни парку дифузійних установок на цукрових заводах України. Проаналізовано фактори, які впливали на вибір типу дифузійних установок на різних етапах і визначено ці етапи. Розглянуто позитивні та негативні властивості 3-х основних типів дифузійних установок: двошнекових, колонних, ротаційних і сформульовано висновки щодо їх застосування.

Досліджено питання розробки підсистеми підтримки прийняття рішень у складі автоматизованої системи управління дифузійною станцією, яка на підставі інформації, одержаної від системи автоматичного контролю, оператора (про результати візуального огляду обладнання) та даних сировинної та заводської лабораторій, формує рекомендації щодо управлінських рішень оператора з метою покращання показників роботи дифузійної станції. Для формування бази знань за методом структурного аналізу розроблено фукціональну модель дифузійної станції. На її базі розроблено продукційну модель процесу дифузії та алгоритми логічного виведення. Для визначення кількісних параметрів рекомендацій використано алгоритм нечіткого виведення Мамдані. Процедуру нечіткого логічного виведенння здійснено з використанням програмного пакету MATLAB. Для звуження множини рекомендацій з використанням методів регресійного аналізу розроблено алгоритм прогнозування впливу зміни параметрів на показники якості процесу дифузії. З метою зменшення загальних втрат цукру за методом вирішення транспортної задачі запропонвано методику визначення плану переробки сировини. Вибір алгоритмів управління продуктивністю дифузійної станції проведено з використанням теорії гри. Розроблено функіональну структуру й інтерфейс оператора системи управління дифузійною станцією цукрового заводу з підсистемою підтримки прийняття рішень.

Виявлено характер впливу довжини 100 г стружки, кількості вапна під час хімічної обробки та температури термічної обробки на динаміку вилучення соку за постійних значень тиску за умов пресування беззсувних навантажень у цукровому виробництві. Установлено закономірності набрякання пресованої стружки в рідині, залежність ступеня відновлення нею початкової маси під час набрякання від кількості вилучення соку, одержаного шляхом пресування, що дозволяє точніше враховувати зміну матеріальних потоків після переходу стружки на стадію екстрагування. Визначено характер впливу кількості вапна під час хімічної обробки, температури термічної обробки та ступеня вилучення соку на зміну кількості браку в стружці після пресування. Запропоновано формулу для врахування впливу погіршання якісних характеристик стружки після пресування на процес екстрагування в дифузійних апаратах ротаційного типу. З застосуванням існуючої теорії пресування рослинної сировини запропоновано числовий метод опрацювання експериментальних даних, що дозволяє за зміною об'єму матеріалу під час пресування протягом певного періоду визначати модулі стисливості різних видів деформації шару матеріалу, проаналізувати вплив різних чинників попередньої обробки стружки на окремі складові деформації шару сировини. Установлено стохастичну залежність відносного збільшення коефіцієнта ефективної дифузії в пресованій і набряклій стружці у порівнянні з непресованою від ступеня вилучення соку з цієї стружки.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

На підставі результатів теоретичних та експериментальних досліджень визначено напрямки інтенсифікації масообміну у буряковій стружці завдяки застосуванню комбінованого впливу імпульсного тиску та градієнта силового поля на узагальнений коефіцієнт внутрішньої та зовнішньої дифузії. Описано напружений та деформований стани сокостружкової суміші (СС) у комірці транспортної системи екстракта за допомогою методу скінченних елементів. Розглянуто можливість використання силового поля, утвореного елементами транспортної системи, для інтенсифікації масообміну в екстракторі, проаналізовано головні фактори, що визначають його вплив на шар СС, а також встановлено ортогональність ліній ковзання після прикладання навантаження. Визначено закономірності поведінки СС у комірці транспортної системи, а також науково обгрунтовано та експериментально підтверджено ефективність масообміну за рахунок зміни напруженого стану у шарі СС, регульованого конструктивними параметрами елементів транспортних систем екстракторів. На підставі використання ефекту мінісвітіння клітин запропоновано новий спосіб визначення ступеня плазмолізу стружки. Розроблено методи та засоби ранньої діагностики головних елементів транспортних систем дифузійних установок, призначених для зменшення імовірності їх відмов у роботі.

Наведено методи контролю кінетики процесів седиментації та дифузії магнітооброблених суспензій та побудовано автоматизовані системи, що повинні працювати в реальному масштабі часу. Встановлено, що магнітна обробка прискорює міграцію іонів, стимулює гравітаційне розділення частинок і залежить від параметрів намагнічування, складу та температурних режимів середовища, що досліджується. Запропоновано систему контролю кінетики процесу седиментації шляхом виміру зміни оптичної прозорості через опосередкований параметр - напруги на виході фотометричного перетворювача. Для побудови системи контролю запропоновано методику визначення відстані між датчиками з використанням заданого значення середньоквадратичного відхилення, прийнятого виду інтерполяції та статичної характеристики магнітного поля. Математично доведено, що з використанням методу виміру діелектричної проникності можна проводити контроль закінчення процесу седиментації. Розроблено автоматизовану систему контролю кінетики дифузійного екстрагування цукру на підставі методу виміру зміни концентрації цукру в обробленому магнітним полем екстрагенті.

Розроблено два засоби очищення транспортерно-мийної води: сумісно осадом I сатурації та коагулянтом "Полвак" і дигідроксосульфатом алюмінію, на які одержано патенти України. Встановлено, що дані засоби забезпечують підвищення ефекту очищення та знезараження транспортерно-мийної води, зниження її пінотвірної здатності. Визначено оптимальні параметри процесу очищення води для живлення дифузійної установки гідроксохлоридом алюмінію (коагулянт "Полвак"). Доведено ефективність застосування нового вітчизняного антисептика "Фітосайд" для інактивації мікроорганізмів у дифузійному апараті. Досліджено його вплив на якісні показники дифузійного та очищеного соків та активність щодо різних фізіологічних груп мікроорганізмів.

Розроблено нейромережевий підхід для розв'язання задач автоматизованого керування технологічними процесами дифузійного відділення виробництва цукру. Проаналізовано існуючі системи керування дифузійною установкою, зроблено висновок щодо доцільності розробки адаптивного керування з використанням методів теорії штучних нейронних мереж (ШНМ). Вивчено властивості статичних і динамічних штучних нейронних мереж, що обумовило використання для розв'язання даної задачі радіально-базисних мереж (РБМ) нульового та першого порядків. Запропоновано кусково-лінійну апроксимоцію базисних функцій, що дозволило суттєво скоротити процедуру навчання та тривалість процесу навчання ШНМ. Одержано співвідношення, які дозволяють реалізувати нейромережеві та нейромережеві предикторні ПІД-регулятори. Запропоновано процедури непрямого нейромережного керування на основі РБМ нульового та першого порядків з апроксимацією базисних функцій.

Розглянуто аналіз технологічного процесу екстрагування цукру за допомогою методу карт Кохонена на часових рядах змінювання параметрів дифузійного відділення цукрового заводу. Визначено інтенсивність впливу технологічних змінних на протікання процесу для вирішення задач технологічного моніторингу.

Розглянуто механізм обробки інформації технологічного процесу та видачі рекомендацій оператору дифузійної станції цукрового заводу.

Розглянуто причини порушення протитечійності процесу екстрагування в апаратах збільшеної продуктивності. Досліджено характер зношення елементів транспортних систем. Виявлено фактори, що впливають на руйнування лопатей.

Досліджено неперервно діючу дифузійну станцію цукрового заводу, що оснащена колонним дифузійним апаратом. Для управління температурним режимом роботи виділеного нестаціонарного об'єкту запропоновано використовувати адаптивну систему автоматизованого управління, що функціонує на основі алгоритмів ідентифікації. Одержано структуру автоматизованої системи управління з ідентифікатором з використанням алгоритмів адаптації.

Наведено реалізацію системи прогнозування параметрів роботи дифузійної станції цукрового заводу, що включає в себе моделі розрахунку показників роботи дифузійної станції.