Диссертация (1152187), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Объемная масса необходима для расчетов и проектирования силосов, а так же для определения сыпучести продукта. Плоиность сыпучего материала это плотность составляющих его частиц или отношение массы твердых частиц к их объему. Плотность муки различна в зависимости от сорта. Гранулолии~рический' состав — это количественное распределение частиц сыпучего материала по классам крупности. Под термином крупность частиц, имеющих обычно неправильную форму, подразумевают средний размер частиц. Морфологическая характеристика муки подразумевает наличие различного содержания частиц округлой и неправильной формы и исходя их этого, определяет степень 19 относительной подвижности муки того или иного сорта при выпуске ее згз силоса.
Фракционные свойства являются основными факторами, определяющими сдвиговые и деформационные процессы в муке т.е. первоначальное сопротивление сдвигу, внутреннее и внешнее трение, сцепление, угол естественного откоса. В совокупности рассмотренные факторы и определяют поведение муки при хранении. Биохимические свойства муки зависят от соотношения в ней частиц измельченного эндосперма, оболочек, алейронового слоя и зародыша. К биохимическим свойствам муки относятся: содержание крахмала, содержание белков, содержание клетчатки, содержание золы, кислотность, количество жира, кислотное число жира. 1.1.2. Анализ влияния параметров микроклимата на качество готовой продукции. Можно выделить следующие показатели качества муки, которые при несоблюдении условий хранения напрямую влияют на качество готовой продукции: ° Влажность ®.
° Кислотность ~рН) Во время хранения муки, особенно свежемолотой, в ней происходит ряд процессов, вызывающих изменение ее качества. В зависимости от исходных свойств муки, продолжительности и условий хранения ее качество может либо улучшаться ~созревание муки), либо ухудшаться ~порча муки) ~931. Свежемолотая мука образует обычно липковатое, мажущееся и быстро разжижающееся при брожении тесто. При расстойке тестовые 20 заготовки быстро расплываются, а хлеб из такой муки получается пониженного объема и при выпечке на поду расплывается. После хранения в нормальных условиях хлебопекарные свойства свежемолотой муки улучшаются. Тесто и хлеб из муки, прошедшей период созревания, обладают нормальными для этой муки свойствами.
На примере пшеничной муки рассмотрим происходящие с мукой изменения: ХХзменение влалсности. Как уже было сказано выше, влажность муки при хранении изменяется до величины влажности, соответствующей параметрам воздуха в складе. Изменение цвета. Во время хранения цвет муки становится светлее. Причиной является окисление содержащихся в муке пигментов. ХХзменение кислотности.
При хранении после помола кислотность муки интенсивно возрастает в течении первых 15-20 дней. При дальнейшем хранении ее кислотность возрастает незначительно. В результате созревания мука становится сильнее. Соответственна этому изменяются и показатели качества хлеба. Увеличивается объем хлеба„улучшается и улучшается пористость мякиша и снижается расплываемость подовых изделий. К порче муки приводят следующие процессы: Прогоркание.
Является следствием изменения жира муки в результате гидролигических и окислительных процессов. Прогорклая мука имеет меньшую пищевую ценность, а иногда и токсичность. Плесневение. Является следствием поражения муки плесневыми грибами. Обычно активные очаги возникают на стенках силоса.
Развитие грибка сопровождается повышение влажности муки и появление затхлого устойчивого запаха. Прокисание. Характеризуется появлением в муке специфического кислого вкуса и запаха и значительным повышение кислотности. Происходит в результате развития в муке кислотообразующих бактерий, сбраживающих сахар. Самосогревание. Происходит под воздействием микрорганизмов. Если не принять срочных мер борьбы против самосогревания, температура в массе муки может достигать 50-60' и мука будет совершенно испорчена, Она приобретает затхлый запах, теряет сыпучесть и хлебопекарные свойства.
Уилотненне и слеживаииг. Выражаются в изменении структуры массы муки. уплотнение является естественным физическим процессом в любой муке, заключающися в том, что мука с течением времени под влияние собственной массы уплотняется. Слеживанием называется уплотнение, происходящее при неблагоприятных условиях, в результате чего резко уменьшается сыпучесть муки, вплоть до образования глыбы муки 1монолита).
Хранение в силосах требует побудительного рыхления муки путем нагнетания воздуха или виброднища. Резюмируя вышеуказанное, а также проанализировав литературные источники и ГОСТЫ ~ГОСТ Р 52189-2003, ГОСТ 26791-89) о хранении муки, можно выделить основные параметры, оказывающие непосредственное влияние на качество готового продукта и процесс созревания. Первым и наиболее важным параметром является температура воздуха в силосе, рост которой приведет к процессу самосогревания муки и окончательной ее порче (затхлый запах, потеря хлебопекарных свойств), снижение же температуры приведет к замедлению процесса созревания, что также приведет к непригодности муки для использования ее при выпечке хлеб обулочных изделий. Следующим важным параметром является влажность воздуха в силосе„при повышении которой может появиться плесень, а занижение данного параметра также ведет к замедлению процесса созревания муки.
Также на процесс хранения влияет химический состав воздуха, изменяющийся посредством интенсивности вентиляции. На параметры микроклимата в технологическом помещении оказывают влияние также внешние возмущения. Основными 22 возмущениями такого типа являются климатические условия внешней среды, такие как температура атмосферного воздуха, влажность и химический состав воздуха атмосферы.
В различное время года характер влияния изменчив и носит сложную зависимость. В зимнее время проветривание свежим воздухом ведет к резкому увеличению энергозатрат на подготовку последнего. Аналогично в летнее время, когда температура и влажность атмосферного воздуха превышает установленную нормами, что так же требует процедур подготовки и соответственно энергозатрат. Наиболее энергозатратной процедурой в обеспечении микроклимата является поддержание концентрации углекислого газа в заданных пределах ~13, 75~. Повышение концентрации углекислого газа позволяет значительно снизить энергозатраты особенно в зимнее время, при низкой температуре наружного воздуха.
Основную трудность при этом представляет выоор оптимального сочетания параметров технологического процесса на основе противоречивых требований к объему и качестве ее получения. Все вышеизложенное показывает, что качественные параметры муки определяются в основном лабораторными методами и зависят от параметров микроклимата в силосе. Поэтому для поддержания стабильности технологического процесса хранения целесообразно управлять именно параметрами микроклимата в силосе. При этом необходимо учесть, что параметры муки и параметры микроклимата тесно связаны между собой и подвержены всевозможным внешним возмущающим факторам. Таким образом, технологический процесс хранения муки является нестационарным со множеством нелинейных связей.
Задача оптимизации и адаптации процесса в конкретных условиях функционирования, как правило решается технологом, ведущим процесс, путем изменения уставок параметров режима для локальных регуляторов, что весьма субъективно и трудоемко. Для управления подобных систем не подходят традиционные ПИД-регуляторы, т.к. они не смогут учесть 23 нелинейность и многосвязность параметров данного процесса ~381.
Поэтому для решения данной задачи целесообразно использовать интеллектуальные технологии нового поколения, которые являются стратегическим направлением для управления подобных технологических процессов. Наиболее перспективным в настоящее время является использование нейросетевых технологий для управления подобными технологическими процессами. Нами проведен обзор и анализ научнотехнической информации о развитии и применении этого важнейшего направления искусственного интеллекта.
1.2. Обзор и анализ современных способов применения нейронных сетей для управления сложными техническими системами. Технологические процессы пищевых производств являются достаточно сложными, многопараметрическими, с множеством нелинейных связей. Стандартные средства автоматизации уже не обеспечивают необходимого уровня надежности и быстродействия. В современных условиях жесткой конкуренции необходимо применять новые, прогрессивные способы контроля и управления качественными показателями готовой продукции. Наиболее перспективным здесь видится использование искусственных нейронных сетей.
В последнее десятилетие возросло количество научных публикаций, посвященных достаточно удачному внедрению нейросетевых технологий в различные технологические процессы, в том числе в пищевые производства ~5, 241. 1.2.1. Основные области прпменения нейронных сетей. В научной литературе большое количество примеров использования нейронных сетей для управления различными технологическими процессами. Наиболее известными из низ являются: поддержание температуры печи [271, химического реактора [82~, бассейна [611, наполнение бассейна [60~, активное подавление вибрации [49~, адаптивное управление электромотором [65~, компенсация возмущений нагрузки двигателя внутреннего сгорания на холостом ходу [36, 57~, управление процессом отжига [71, 721.
В технологических процессах пищевой промышленности нейросети использовались в пивоварении, кондитерской и мукомольной отрасли [12, 38, 40, 44, 95, 961. На рисунке 1.4. приведены основные области применения нейронных сетей в системах автоматизированного управления. Основные области применения нейронных сетей а САУ Робототехника Управление технологическими процессами Уровень в бассейне Манипуляторы ((ваять и перенести)> Режим двитателя Пищевые ТП температура в печи Прокат металла Ядерная и тепловая энергетика Управление мнотомерными нелинейными объектами Рис. 1.4. Основные области применения нейронных сетей в системах автоматизированного управления. На практике чаще всего в САУ используют традиционные ПИД- регуляторы, которые далеко не всегда могут качественно решить задачи управления технологическим процессом. Классические ПИД-регуляторы не могут учесть множественные взаимосвязи между контролируемыми параметрами и нелинейность этих связей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
