130 / 146
О ДОПУСТИМЫХ ИЗМЕНЕНИЯХ СТРУКТУРЫ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ
ПРОИЗВОДСТВЕ МЯСНЫХ И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
В.В. Митин
Московский государственный университет прикладной биотехнологии
(Россия)
В результате интенсификации процессов, аппараты, где они протекают, могут утратить своё
назначение - производство мясных и молочных продуктов высокого качества.
Для оценки уровня
допустимых изменений структуры технической системы (ТС) были использованы энтропийные
показатели, в которых общее состояние системы представлено уравнением
о )
где
S!3
- относительная величина негоэнтропии
( S
!3
—S
>3
/ S
max) ;
S3
- относительная величина энтропии
(S3 =3Э/ S
^ ) ;
SH
э- негоэтропия;
S3
- энтропия
В
устойчиво
функционирующей системе соблюдается
отношение
Sf3>S3
или
F{s
3), =
F(S3)3
при
F(S3), = 1 -S 3
и
F(S3)2
=
S3
/ ( / -
S
3 ). Для Sniet=100% построены
графики зависимостей функций
F(S3)2
и
F{S3)2 откуда
видно, что, в результате преобразования
структуры оборудования и ускорения процессов, происходит приращение
S3\
при этом её общее
значение не должно превышать допустимого(предельного) уровня 38,21%. Отсюда условие сохранения
качества продуктов при перестройке ТС имеет вид отношения
S3
+
AS3 < 0,382
.
(
2
)
где AS3 - приращение этропии
Преобразования ТС сопровождаются разрывом имеющихся связей,
что
ведет к изменению
скорости обмена энергией и веществом между её-элементами, иерархическими уровнями и внешней
средой. Такие изменения являются необратимыми. Зависимость приращения энтропии для
необратимого процесса представлено уравнением Пригожина
И.Р.,
записанным в виде
о»
1
где
Q
- количество тепла, поступающего из внешней среды,
Т
- абсолютная температура;
Fj
- обобщенные силы (сродства химических и биохимических реакций, градиенты температур,
давлений концентраций, химические и электрические потенциалы и т.д.)
Vj
- скорости необратимых процессов (химических и биохимических реакций, потоков тепла,
веществ, ионов, элеюронов и т.д.).
Анализ (3) показывает, что увеличение энтропии за счёт внутренних источников
m
У .
F j
*
V j
вызывающих интенсификацию, можно компенсировать уменьшением потока энтропии
j~ I
A
Q
извне
j , .
Применительно к поставленной задаче это означает, что для сохранения полезных
составляющих мяса и молока ускорение процессов их обработки должно сопровождаться понижением
темпер уры.
В идеальном случае должно соблюдаться условие
AS3
=
0
, откуда можно найти температуру,
при которой интенсификация преобразования продукта не повлечет за собой снижения его
потребительских свойств. Данное условие подтверждается практикой стабилизации структуры и
свойств продуктов при их хранении в условиях низких температур и сублимационной сушки и
свидетельствует о необходимости широкого применения холодильной технологии при интенсификации
производства мясных и молочных продуктов.
128
Научная электронная библиотека ЦНСХБ