Моделирование процесса производства кефира (стр. 2 из 2)

Рис. 2.1 - Структурная схема заквасочника

Определим статические и динамические характеристики для соотношений «объем закваски на входе - уровень продукта на выходе» и «температура воды на входе - температура продукта на выходе».

Рис. 2.2 - Структурная схема заквасочника для соотношений «объем закваски на входе - уровень продукта на выходе» и «температура воды на входе - температура продукта на выходе»

2.2 Статическая модель технологического объекта

2.2.1 Материальный баланс

Введем следующие обозначения:

- объем продукта, м³;

- площадь бака, м² ;

Пользуясь этими обозначениями, можно написать уравнение материального баланса продукта, подвергшегося закваске:

(2.1)

Зная площадь бака и уровень продукта получим:

(2.2)

(2.3)

В результате получим основное уравнение материального баланса:

(2.4)

2.2.2 Тепловой баланс

Уравнение теплового баланса для заквасочника будет иметь вид:

(2.5)

где

- тепло поступающее в заквасочник с молоком и закваской;

- тепло, отданное воде;

- потери тепла в окружающую среду.

После раскрытия содержания составляющих уравнение (2.5) примет следующий вид:

(2.12)

где

, , - удельные теплоемкости молока, закваски и воды;

, , - массы молока, закваски и воды;

, , , - температуры молока, закваски, воды и продукта;

- потери тепла в окружающую среду

Примем допущение, что тепловые потери пренебрежительно малы

(

)

Найдем зависимости выходного параметра Т от входного параметра Т₁

Таблица 2.1 – Значения параметров

Параметры	Значение
, кг	100
, кг	6
, кг	10
, Дж/(кг*К)	3930
, Дж/(кг*К)	3820
, Дж/(кг*К)	4220
, ос	20
, ос	15

Рис. 2.3 - Статическая характеристика по контуру «объем закваски на входе - уровень продукта на выходе»

Рис. 2.4 - Статическая характеристика по контуру «температура воды на входе - температура продукта на выходе».

2.3 Динамическая модель технологического объекта

Запишем уравнение материального баланса в динамике:

или

Введем безразмерные обозначения для переменных:

;

и получим

,

Для теплового баланса

Введем безразмерные обозначения для переменных

;

и получим

,

где

,

.

Из уравнений следует, что камера нагрева является объектом с переменными параметрами, так как величины r₂, к₂ зависят от

H, V₂, T₁, Tкоторые в общем случае являются переменными.

Дальнейшие расчеты переходных процессов выполнены с помощью программы MathCad и приводятся в приложении А.

Заключение

Развитие пищевой промышленности нашей страны и области имеет важное политическое, экономическое и социальное значение. Только при верном подходе к организации перерабатывающих предприятий, их модернизации и соблюдении всех технологических нормативов можно добиться создания наиболее конкурентоспособной продукции. Необходимо помнить, что производство и реализация пищевых продуктов несут в себе не только экономическую целесообразность, но и коренным образом влияют на состояние здоровья населения.

Кисломолочная продукция оказывает положительное воздействие на пищеварительную систему человека, в связи с тем, что в результате ряда биохимических процессов, протекающих при сквашивании молока, образуется особая, молочнокислая микрофлора, имеющая в своем составе различные вещества - молочную кислоту, углекислый газ, спирт, антибиотики и др. Усвояемость кисломолочных продуктов выше, чем усвояемость свежего молока, так как в кисломолочных продуктах белки частично пептонизированы. Кроме того, в ряде кисломолочных продуктов сгусток пронизывается мельчайшими пузырьками углекислого газа, в результате чего становится более доступным воздействие ферментов пищеварительного тракта.

Кефир имеет приятный, слегка освежающий и кислый вкус, нежный сгусток, возбуждает аппетит, усиливает секреторную и моторную деятельность желудка и кишечника, укрепляет нервную систему. Благодаря своим питательным свойствам он широко применяется для лечения и профилактики малокровия, атеросклероза, болезней легких и плевры, при нарушении функции желудочно-кишечного тракта и обмена веществ.

При соблюдении технологического процесса, а именно тщательному подбору исходного сырья, соблюдению норм температур и давления при пастеризации и гомогенизации, заквашиванию молока хорошо смоделированными, качественными заквасками, постоянном контроле качества полуфабриката в химической лаборатории, своевременном разливе и маркировке, можно добиться получения продукции, отвечающей требованиям современной индустрии питания. Выбор технологической линии, подбор машин по производительности и совместимости их друг с другом, обеспечение санитарно-гигиенических норм удобством мытья оборудования, а также максимальная автоматизация процесса и улучшение условий труда рабочих наряду с реализацией технологического процесса играет важнейшую роль в формировании свойств готового продукта, рентабельности всего производства в целом.

Приложение А