ЭлБиб

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

6/2012

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

Ключевые слова:

кристаллизация;

гибкая технология; материальные по'

токи сырья и продуктов.

Key words:

cristallisation; flexible

technology; material flows of products.

УДК 664.1:681.3:664.126.1.038

Процесс функционирования са'

харного завода следует рассматри'

вать как сложную кибернетическую

систему, складывающуюся из двух

частей: собственно технологического

процесса и организационного управ'

ления предприятием [1]. Одновре'

менно современный сахарный завод

можно подразделить на взаимосвя'

занные подсистемы (диффузия, очи'

стка, выпаривание, кристаллизация

и т. п.), соподчинение между кото'

рыми увязывается иерархической

структурой, состоящей из некоторого

числа ступеней или уровней иерар'

хии.

Если абстрагироваться от структуры

всего сахарного завода и рассмот'

реть только его одну подсистему –

продуктовое отделение, то в рамках

этого выделения его можно рассмат'

ривать как целостную химико'техно'

логическую систему, имеющую слож'

ную структуру технологических свя'

зей между составляющими ее эле'

ментами, которая может изменяться

в зависимости от производственной

ситуации и к изучению которой при'

меним логико'математический уро'

вень абстрагирования [2].

Нестабильность материальных по'

токов сырья и продуктов, а также его

качества, прежде всего, качествен'

ного и количественного состава не'

сахаров, являются главными возму'

щениями, влияющими на произво'

дительность продуктового отделе'

ния, выход готовой продукции. По'

этому выбор структуры технологи'

ческих связей продуктового отделе'

ния (принципиальной схемы крис'

таллизации сахара) – задача синте'

Структура и принципы создания

гибкой технологии

кристаллизации сахара

В.И. Тужилкин

, д'р техн. наук, профессор,

В.А. Ковалёнок

, д'р техн. наук, профессор,

С.П. Гольденберг

, канд. техн. наук, доцент

Московский государственный университет пищевых производств

за. При этом выбранная структура

технологических связей должна

обеспечивать выпуск сахара'песка,

отвечающего требованиям стандар'

та, получение мелассы с минималь'

ным содержанием в ней сахара, ми'

нимальные потери сахара от термо'

химического разложения в процессе

уваривания утфелей и при кристал'

лизации сахара охлаждением, низ'

кий расход пара.

Но поскольку производство саха'

ра, как указывалось выше, характе'

ризуется нестабильностью матери'

альных потоков и изменяющимся ка'

чеством сырья, то это требует изме'

нения структуры технологических

связей кристаллизационной систе'

мы. По этой причине данная структу'

ра должна обладать гибкостью. Оп'

ределение математических связей

между характеристиками состояния

системы (выходными параметрами)

и параметрами состояния элементов

при заданной структуре технологи'

ческих связей между элементами

(входными параметрами) – это за'

дача анализа кристаллизационной

системы. Он должен быть осуществ'

лен таким образом, чтобы из множе'

ства вариантов технологических свя'

зей выбрать тот, который при дан'

ном количестве сырья, поступающе'

го в переработку, и с учетом его ка'

чества отвечает условиям оптималь'

ного функционирования продукто'

вого отделения в целом. Следова'

тельно, создание гибкой технологии

кристаллизации сахара и определе'

ние оптимальных условий ее функ'

ционирования – актуальная задача

сахарного производства.

При выборе практически необхо'

димого варианта кристаллизацион'

ной схемы необходимо обращать

внимание не только на то, чтобы по'

казатели, характеризующие ее свой'

ства, имели оптимальные значения,

но также и на их стабильность при

изменении в определенных преде'

лах самих параметров кристаллизу'

ющейся системы. Учет этого фактора

часто оказывается решающим при

окончательной оценке рассматрива'

емого варианта кристаллизационной

схемы [3].

Основу современного проектиро'

вания новых, реконструкции и ана'

лиза функционирования действую'

щих сахарных заводов составляет

расчет материальных и теплоэнерге'

тических балансов системы в усло'

виях установившегося (стационар'

ного) технологического режима. Оп'

ределяемые при этом материальные

и тепловые нагрузки элементов сис'

темы в виде массовых расходов и

составов сырья, конечных и проме'

жуточных продуктов, расходов грею'

щего пара и охлаждающей воды и

другие служат исходной информа'

цией для расчета технологических

моделей объектов, выбора опти'

мальных режимов ведения процес'

сов, в том числе и процессов крис'

таллизации сахара.

Поэтому задача определения

структуры технологических связей

продуктового отделения, отвечаю'

щих требованиям оптимальности,

должна решаться на основе пред'

ставлений о гибкости структуры это'

го отделения.

Гибкая технологическая схема

продуктового отделения, предлагае'

мая нами [4], строится с учетом раз'

личных вариантов распределения

материальных потоков (рис. 1). Эта

схема включает множество вариан'

тов известных способов уваривания

утфелей и кристаллизации сахара,

предложенных в разное время раз'

личными авторами, а также предла'

гаемые нами способы, составляю'

щие основу так называемой техно'

логии полунепрерывной кристалли'

зации сахара. Определяющим зве'

ном гибкой технологии кристаллиза'

ции сахара остаются двух' и трех'

кристаллизационные схемы.

Для оценки и выбора того или

иного варианта схемы кристаллиза'

ции создана статическая модель рас'

чета продуктового отделения. При

создании статической модели рас'

пределения материальных потоков

использован метод П.М. Силина, в

котором предполагается установив'

шийся режим работы отделения.

При этом в отделение поступает по'

стоянное количество сахара и сухих

Гибкая технологическая схема

продуктового отделения строится

с учетом различных вариантов

распределения материальных

потоков.

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека