Сборник материалов подготовлен под редакцией доктора химических наук, академика Кулажанова К. С. Редакционная коллегия
УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСТРАКТОРА
жүктеу/скачать 7,74 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ПЛИТАЛЫ ШОКОЛАД МАССАСЫН ҚАЛЫПТАРҒА ҚҰЮ АГРЕГАТЫНЫҢ ЖҰМЫСЫН ТАЛДАУ
- Содержание пектина , % Время экспозиции, ч
- МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСИЛИЙ НА КОНДИТЕРСКОЕ ИЗДЕЛИЕ, ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗАВЕРТОЧНЫХ ОПЕРАЦИЙ НА АВТОМАТАХ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ РОТОРОМ.
- К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ДИАЛОГОВЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ
УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСТРАКТОРА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕКТИНСОДЕРЖАЩЕГО ЭКСТРАКТА СТОЛОВОЙ СВЕКЛЫ Джингилбаев С.С., нау рук, д.т.н., профессор, Велямов Ш.М., докторант 1 курса, Алматинский технологический университет, Алматы қ. Қазақстан Республикасы Е-mail: v_shukhrat@mail.ru
В состав пищевых волокон входят пектины, представляющие собой полимеры галактуроновой кислоты. Пектины обладают свойством набухать в водной среде и сорбировать желчные кислоты, токсичные вещества из организма человека, что указывает на его ценность как продукта 191 функционального назначения [1]. Пектины содержатся в растениях в растворимой и нерастворимой формах. В разных частях растений содержится их неодинаковое количество. Причем в плодах при созревании происходит увеличение растворимого пектина, а в корнеплодах – протопектина. Протопектин входит в состав первичных клеточных стенок и серединных пластинок клеточной оболочки, растворимая форма (пектин) содержится в соке вакуоли и межклеточных слоях тканей. В клетках, молекулы пектина ассоциированы с целлюлозой, гемицеллюлозой и лигнином, что препятствуют его полному гидролизу [2]. Поэтому методы, применяемые для выделения пектинов длительны и трудоемки и требуют совершенствования оборудования и способов экстракции. Ультразвук используется в пищевой промышленности, в частности для ускорения процессов экстракции. Под влиянием ультразвуковых колебаний происходит возрастание проницаемости клеточных стенок, приводящие к разрушению клеточных структур пектиновых веществ [1]. Активное перемешивание нагретого экстрагента при экстракции растворимых веществ, также позитивно скажется на скорости выхода пектина за счет ускорения массообменных процессов и вымывания растворимых веществ из растительного сырья. Опираясь на вышеизложенное, создание экстрактора оснащенного ультразвуковым генератором и вихревой мешалкой значительно сократит время экстракции пектина, что позволит увеличить выход конечного продукта. Нами была создана экспериментальная модель растительного экстрактора открытого типа, оснащенного ультразвуковым генератором, нагревательным элементом, и активной вихревой мешалкой. Собранная экспериментальная модель позволяет осуществить активное воздействие УЗ на растительное сырье, и вымывать растворимые компоненты путем активного перемешивания экстрагента нагретого до необходимой температуры. Экстракцию пектина проводили согласно способу запатентованного сотрудниками КазНИИ « Перерабатывающей пищевой промышленности» (получен патент РК №29264). Из литературных источников известно, что наиболее оптимальная интенсивность обработки растительного сырья ультразвуком колеблется пределах 18-30 Гц. Поэтому для оптимизации процесса экстракции пектина на экстракторе использовалась ультразвуковая обработка растительного сырья, в частности столовой свеклы, интенсивностью 20 Гц – как нижний предел, 25 Гц- средний и 30 Гц – верхний предел. На рисунке 1 приведены результаты исследования влияния ультразвука (с различной интенсивностью обработки) на выход пектина из выжимок столовой свеклы.
Рисунок-1. Влияние ультразвуковых волн на выход пектина
Как видно из рисунка 1, наиболее оптимальной интенсивностью обработки ультразвуком при ферментативной экстракции пектина из выжимок столовой свеклы является - 25 Гц. Наиболее высокий выход пектина составил 0,74% (14,8 г), что на 40% выше контрольного образца, - после 3 часов обработки с интенсивностью 25 Гц и 30 Гц, исходя из этого, наиболее оптимальной интенсивностью воздействия УЗ при ферментативной экстракции является - 25 Гц. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Контроль 1 2 3 4 5 6 0,28 0,41 0,7 0,72 0,62 0,62 0,56 0,31 0,45 0,74 0,73 0,65 0,65 0,35 0,47 0,74 0,73 0,65 0,65 Содержание пектина , % Время экспозиции, ч 20 Гц 25 Гц 30 Гц 192 Из проведенного исследования также можно сделать вывод о том, что ультразвуковое воздействие на растительное сырье (свеклу) увеличило выход пектина относительно контрольного образца (без воздействия УЗ) в котором выход составил - 0,56 (11,2 г), полученных с использованием УЗ - 0,74%, что, безусловно, подтверждает эффективность разрабатываемого экстрактора с ультразвуковым генератором. Увеличение выхода пектина при воздействии ультразвука относительно контрольного образца ( без УЗ воздействия), по всей видимости, связано с интенсивным разрушением клеточной структуры растительного сырья, а в последствии эффективной экстракции протопектина.
Рисунок-2. Влияние скорости перемешивания экстрагента на выход пектина
Как видно из результатов исследований приведенных на рисунке 2, при перемешивании экстрагента со скоростью лопастей мешалки в 1000 об/мин время при ферментативной экстракции пектина на экстракторе его выход дошел до уровня контрольного образца (0,56%) за 3 часа, когда как лабораторным способом данный показатель достигался с течением 5 часов ферментации. Исходя из вышесказанного, интенсивное перемешивание экстрагента при ферментативной экстракции пектина значительно увеличивает скорость его выхода. Проделанные эксперименты, наглядно указывают на то, что использование в конструкции экстрактора растительного сырья ультразвукового генератора, а также вихревой мешалки значительно повысят его эффективность и производительность на 40-60%.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Акопян В.Б. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами: учебное пособие для вузов/й Акопян В.Б.; Под ред. С.И.Щукина. М.- Изд- во - МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. – 223 с. 2.
Иванова Л.А., Войно Л.И. Пищевая биотехнология. Кн.2. Переработка растительного сырья/ Под ред. И.М. Грачевой. -М.: КолосС, 2008.- 472 с.
ӘОЖ 663.915.3
ТАЛДАУ Аскаров А.Д., аға оқытушы, Батырханов А.Е., студент, Байділдаев О.М., студент Алматинский технологический университет, г. Алматы, Республика Казахстан Е-mail: adai_kz_007@mail.ru, onta__7@mail.ru, ardak_198282@mail.ru
Плиталы шоколад массасын қалыптарға құю күрделі процестер қатарына жатады. Шоколад массасын құю барысында технология бойынша белгіленген температурасын қатаң сақтау талап 0 0,2 0,4 0,6 Контроль 1 2 3 4 5 6 0,27
0,37 0,47
0,56 0,53
0,52 0,56
0,33 0,41
0,53 0,56
0,53 0,53
0,37 0,43
0,56 0,55
0,54 0,54
Содержание пектина , % Время экспозиции, ч 600 об/мин 800 об/мин 1000 об/мин 193 етіледі. Себебі белгіленген температура сақталмаған жағдайда шоколад массасының қалыптарға жабысып өнім жарамсыз болып қалуы мүмкін. Мақалада құю машинасының жұмысына талдау жүргізілген. Қалыптарға құйылған шоколад массаларының жабысып қалуын болдырмау мақсатында қалып бетін фторопласт Ф2 маркалы материалымен қаптаймыз. Фторопласт өзінің сапалы құрамының арқасында тамақ өндірісінің машиналарының өніммен тікелей жанасатын бөлшектерінде көп қолданылады. Тамақ өнеркәсібінде қолданылатын фторопластты Ф2 маркасынан жасайды. Одан кремге арналған инелер, қамырды жаю механизмдері және тез бұзылатын өнімдерге арналған ыдыстар жасалады. [2] Құю агрегаттары алғашқы өнімді оларды қосқаннан кейін ұзақ уақыттан кейін Т т
уақыт бір сағатқа жуық болады. Сондықтан өнімді нақты беру уақыты жұмыс уақыты р
дан Т т
алып тастағанды құрайды. Орташа өнімділік (кг/сағ) алынған өнімнің П =
р − Т Т
жұмыс атқару уақытына тең етіп аламыз. П ′ П р − Т т /
П 1 − Т т /
, (1)
мұндағы П – қалыптасқан режимдегі құю машинасының өнімділігі; ол агрегатқа кіретін әрбір машинаның өнімділігіне тең болады. Плиталы агрегаттың оның 7 сағат жұмысы кезінде орташа сағаттық өнімділігін анықтау қажет, агрегаттың құю машинасының өнімділігі 1000 кг/сағ, ал агрегаттың технологиялық циклы 40 минутты құраса. [1] П = , (2) мұндағы b жағындағы қалыптардың саны, егер рамканың қозғалысы х осінің бағытына қарай болса (1 сурет); Т – қалыптың бір қатарының шоколад массасымен толтырылу периоды, с; н – 1 кг– дағы бұйым саны. Кейде құю машинасының өнімділігін шығарылған рамалардың саны бойынша анықтау ыңғайлы (түйір/сағат).
Сонда П = 3600/ (3)
Мұнда машина арқылы бір раманың шығуының уақыт интервалы, с. П = , (5) мұнда
және – b және L бағытындағы рамкадағы қалып саны; – бір бұйымның массасы. Құю машинасының механизмдері бірнеше жұмыс периодынан тұрады: 1.
Т периоды, осы уақыт ішінде машина механизмдері алғашқы жағдайына қайтады. 2. –
периоды, яғни машинадан бір рамка шығатын уақыт интервалы.
мәні Т мәнінен үлкен болуы немесе Т ға тең болуы мүмкін. Бір рамкадағы қалыптарының бір уақытта толтырылатын машиналар үшін = . 3. Т Т –
уақыты қалыбы бар рамканың агрегат ішінде болу уақыты. Бұл периодтар құю машинасының кинематикалық есептеуде берілген мәндер болып табылады. – периоды бір шоколад порциясын мөлшерлеуге қажетті уақытпен анықталады. Бұл мөлшер поршеннің өлшеу қалталарына жылжуымен іске асырылады. Оның орташа қозғалу жылдамдығы шоколадтың тұтқырлығына байланысты болады. Қолданыстағы агрегаттарда ол 0,5 м/мин аспайды. Мұндай аз жылдамдық шоколад массасының өте жоғарғы тұтқырлығына байланысты. Түбіне фторопласт жабыстырылған қалыптары бар рамкалар 1 суретте көрсетілген.
Сурет-1. Қалыптары бар рамкалар 194
Барлық қалыптардың бір уақытта толтырылуы «Кавемиль–крем» автоматында және 850 және 870 типтегі «Хайденау» фирмасының автоматтарында іске асырылады. Бұл автоматтардың жетекші білігімен құю машинасының механизмі периоды Т р , олар әдетте жылдамдықтар вариаторының көмегімен біртіндеп өзгереді. [3]
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 1. Драгилев А.И., Сезанаев Я.М. Оборудования для пройзводства сахарных кондитерских изделий: Учеб. для нач. проф. образования. – М.: ИРПО; Изд. центр «Академия» 2000.-272 с. 2. wikipedia.org 3. Медведева А.А. Производство конфета и шоколода: технологии, оборудование, рецептуры. – СПб.: Изд-во ДНК, 2007.
УДК 664.143
Алматинский технологический университет, г. Алматы, Республика Казахстан Е-mail: ba246_94@mail.ru, janerke_94_94@mail.ru, Butabaev51@mail.ru. Современные заверточные автоматы кондитерского производства отличаются большой производительностью, что достигается путем увеличения скоростей движения отдельных механизмов. Однако, это приводит к увеличению инерционных нагрузок как на отдельные узлы и механизмы так и на само обрабатываемое кондитерское изделие. В данной работе нами рассматривается работа наиболее высокопроизводительного заверточного автомата с вертикальным ротором. При этом ротор приводится в прерывистое движение восьмипазовым мальтийским механизмов, что на сегодняшний день является максимальным числом. Шарнирные лапки, установленные на роторе, соединены пружиной растяжения 1 (рис 1) что позволяет снизить усилия от инерционных нагрузок.[1]
правляющая, 3 – прижимные щечки, 4 – обрабатываемое изделие.
Анализ литературных источников, технических инструкций по эксплуатации заверточных автоматов различных конструкций и других источников информации выявил отсутствие методики аналитического расчета технологических усилий на кондитерское изделие. В нашем случае рассматривается заверточная операция для шоколадных конфет с мягкой начинкой. Поэтому в данной работе расчет производится по вновь разработанной методике расчета технологических усилий именно для шарнирных лапок соединенных пружиной растяжения.[3]
Р 1 = k (z − z )* (1) 195 где - длина пружины в свободном состоянии, мм; z - длина пружины, когда изделие зажато в лапках заверточного ротора, мм; - жесткость пружины, Н/мм; - расстояние между осью вращении лапки и точки приложенной силы Р 1 ,
В мгновение ускоренного вращения заверточного ротора появятся силы инерции Р и
и Р и , момент М от перенесения силы инерции Р и
в центр О изделия, а также силы инерции Р и ′
и Р и ′
подвижной щечки и силы трения Р Т
изделия о направляющую 2. Направление этой силы противоположно относительной скорости изделия. В результате давление на упор 5 без учета веса самого изделия P = P + P и + М + (P
и l − P
и l )/l + P Т (2) Сила P не должна раздавливать изделие, т.е. P < qbe, где q – допустимое давление на изделие. P + P
и + М + (P и l − P и l )/l + P Т ≤ qbe. Подставив значения сил и момента, получим (z − z ) + + щ
щ + qabf ≤ qbe, (3) где G щ
масса подвижной щечки; O k - расстояние от центра тяжести до центра качания физического маятника; O k = I(G R), где I – момент инерции изделия относительно центра тяжести; G - масса изделия. Отсюда ε (в рад/с)
ε= (
) щ / ( / )
щ / . (4) Максимальное значение угловой скорости найдем из равенства
P и
где – коэффициент трения изделия о щечку 3 и упор 5; P - давление упора на изделие при ε = 0, т.е. P = P + P Т − G
щ ω R l /l . Подставляя значение P , P Т
и P и
в равенство (1.5), получим G ω
доп R = (2P + qabf − щ доп
)f. Решая равенство относительно ω доп
ω доп
= [ ( ) / щ / ]f. (6) Нами были произведены расчеты применительно к заверточным автоматам с максимальной количеством пазов мальтийского механизма равным 8. При этом при расчете по предлагаемой методике выявлено, что при увеличении углового ускорения до 2 рад/сек 2
снижается в три раза, что может повлечь скакивание изделие из зажима. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1.
М.: Легкая и пещевая пром – сть, 1984. – 448с.[1] 2.
Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств /А.А. Курочкин, Г.В. Шабурова, А.С. Гордеев, А.И. Завражнов. – М.: Колос С, 2007. – 591с.: ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).[2]. ISBN 978 – 5 – 9532 – 0420 – 0
УДК 681.3
Крученецкий В.З., нау рук, к.т.н, проф., Бижигитова Д.А., старший преподаватель, Айдауова А.А., магистрант Алматинский технологический университет, г. Алматы, Республика Казахстан Е-mail: aigolyek@mail.ru
Необходимость разработки, внедрения и использования компьютерных, как одних из наиболее эффективных интеллектуальных технических средств обучения, не вызывает сомнения. И в этом вопросе имеется достаточно большой опыт [1,2], в том числе на кафедре «Информационные 196 технологии» АТУ, например, при ведении таких дисциплин, как: Микроэлектроника, Схемотехника, Надежность информационных систем и др. Направления использования компьютерных средств обучения отличаются разнообразием – это и уникальные диалоговые обучающие системы, универсальные и специальные пакеты прикладных программ, программные средства символьной математики, мультимедиа, деловые игры, тестовый контроль знаний. Такие средства позволяют значительно повысить эффективность и качество процесса обучения, привить и развить навыки самостоятельного мышления студентов и их согласованного действия в решении различных задач по выбранной специальности. В этом плане большой интерес представляет использование диалоговых обучающих систем. Такие системы, как правило, строятся в форме вопросов и вариантов ответов, один из которых единственно правильный или наиболее полный. Но переход к очередному вопросу, в отличие от тестового контроля знаний, возможен только при правильном ответе на предыдущий вопрос. Одна из таких реализованных систем является в значительной степени универсальной, позволяющей: -
-
оформлять экран с широкими возможностями расположения на нем окон для вопросов и ответов, иллюстраций, комментариев, ссылок и т.д.; -
вводить, редактировать тексты (вопросы, ответы, в т.ч. с указанием правильных, комментарии, ссылки, например, на источники, различные атрибуты, допустим, учитывающие разделы, темы дисциплины, сложность вопроса); -
выбирать режим работы обучения или контроля знаний, интерпретацию оценки – правильно, не правильно, по бальной или иной системе; -
-
начинать, прерывать или возобновлять проведение обучения с любого вопроса; -
отображать результат ответов на экране дисплея или печати: -
исключать несанкционированный доступ к базе знаний. Система имеет механизм логического ввода/вывода и язык представления знаний. Последний может быть использован в различных предметных областях, позволяя довольно просто и быстро формировать или изменять базу знаний на желаемом языке, используя буквы, цифры, формулы. На основе изложенного подхода реализованы обучающие системы по многим дисциплинам. Опыт их использования со студентами как дневной, так и дистанционной формы обучения, показал, что предметные области достаточно полно охватывают весь основной материал по указанным дисциплинам, а поскольку вопросы и варианты ответов изложены не в односложном, а развернутом виде, то вызывают необходимость думать, анализировать, сопоставлять, проявляют интерес и разумный азарт к поиску ответов и переходам на следующий вопрос. Изучение и закрепление материала с помощью обучающих систем по указанным и ряду других дисциплин, как показывает практика, оказывается хорошим способом и важным еще и потому, что при дневной форме обучения учебные программы по многим дисциплинам, особенно специальным, охватывают настолько обширный материал, что преподавателям зачастую не удается охватить его в полном объеме. Это особенно касается дисциплин, связанных с вычислительной техникой, информационными технологиями, где база знаний изменяется, обновляется очень быстро. При дистанционной форме обучения объем часов, выделяемых на сессию по тем же дисциплинам, много меньше и эта проблема стоит еще острее. А поскольку в последнее время основной упор сделан на самостоятельное изучение дисциплин, но при естественном недостатке учебных пособий, литературы, известных ограниченных возможностях снабдить всех студентов раздаточным материалом, обучающая система выступает как реальное учебное пособие. Ее значимость повышается, если обучение проводится после курса лекционных и практических занятий при участии преподавателя, давая возможность разъяснять встречающиеся трудные или непонятные вопросы. При использовании перед сессией обучающая система выступает как тренажер. С большим успехом диалоговые обучающие системы могут быть использованы и в режиме тестового контроля или самооценки знаний. В этом случае алгоритм предусматривает переход на режим, при котором из общего числа вопросов программно методом случайных величин выбирается для каждого из тестируемых необходимое число, например, 25 вопросов. На их ответы может быть регламентировано время и соответственно автоматически выдается результат. Весьма эффективно проведение тестирования в сетевом режиме. Компьютеры при этом могут быть объединены в простейшую сеть прямым соединением, организованы в одноранговую сеть или использоваться в локальной сети, где легко получить обобщающие сведения по контролю знаний всей группы.
197 Алгоритм системы можно усложнить в плане накопления сведений по контролю знаний и автоматизации такого учета по различным разрезам, например, по дисциплинам, кафедре, факультету и т.д. Возможным является режим внесения апелляций. Организация обучающей системы, позволяющая динамически расширять базу знаний, ее универсальность в сочетании со скоростью и простотой разработки, удобство работы конечного пользователя, делают компьютерные системы обучения весьма эффективными. Приведенные примеры, являющиеся лишь малой частью практического использования компьютерных средств обучения, оказались весьма эффективными и вызывают необходимость дальнейшего расширения в учебном процессе, подготовке и повышении квалификации ППС, руководителей и специалистов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Крученецкий В.З. К использованию компьютерных средств обучения. Материалы ХХХVIII научно- методической конференции «Казахский национальный университет им. Аль-Фараби и образовательная стратегия нового Казахстана», Книга II, -Алматы, «Қазақ университетi». 2008. 13-15с. 2. Крученецкий В.З., Кузина А.А. К использованию электронного обучающего комплекса при повышении квалификации руководителей, специалистов, работников пищевой, перерабатывающей промышленности. Журнал «Индустрия и технологии». № 02,–Алматы. 2010. с.81-83.
УДК 621
жүктеу/скачать 7,74 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|