Материалы Международной студенческой научной конференции
Студенческий научный форум 2024

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СОЛОДОРАЩЕНИЯ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ БАРАБАНЕ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Костина Д.К. 1 Шахов С.В. 1 Глотова И.А. 2 Харин С.О. 1
1 Воронежский государственный университет инженерных технологий
2 Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I
1. Иванова М.И., Кашлева А.И., Разин А.Ф. Проростки – функциональная органическая продукция (обзор) // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2016. № 3 (7). С. 19-29.
2. Кретова Ю.И., Потороко И.Ю. Реализация современных подходов к формированию качества пивоваренной продукции – новый вектор в работе пищевых предприятий // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. 2015. Т. 3. № 4. С. 72-79.
3. Основные технологические требования к оборудованию для проращивания зерна пшеницы / В.Н. Невзоров, Ж.А. Кох, А.А. Мальцев, В.Р. Степанов // Эпоха науки. 2019. № 20. С. 631-635.
4. Патент РФ № 2447636. Установка для получения зерновых проростков / Макаровская З.В. (RU), Кочетов В.С. (RU), Синельникова О.В. (RU); заявитель и патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный аграрный университет МСХА имени К.А. Тимирязева (ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева) (RU); МПК А01С 1/00; Дата опубликования: 20.04.2012.
5. Патент РФ № 2437264 Установка для проращивания зерна / Булавин С. А. (RU), Саенко Ю. В. (RU), Рыжков А.В. (RU), Макаренко А.Н. (RU), Саенко С.В. (RU), Головин В. (RU), Саенко Т.В. (RU); заявитель и патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Белгородская государ; МПК А01С 1/02; Дата опубликования: 27.12.2011.6. Патент РФ № 2362290. Устройство для проращивания семян / Савельев В.А.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева (RU); МПК А01С 1/00; Дата опубликования: 27.07.2009.
6. Патент РФ № 2389169 Устройство для проращивания зерна / Данильчук Т.Н. (RU); заявитель и патентообладатель Данильчук Т.Н.; Дата опубликования: 20.05.2010.
7. Патент РФ № 2142500 Устройство для проращивания зерна / Зарубина Е.П., Егоров А.Д. (RU); заявитель и патентообладатель ООО «Рютар»; МПК С12 С 13/00; Дата опубликования: 10.12.1999.

Разработан способ автоматического управления процессом солодоращения во вращающемся барабане непрерывного действия и функциональная схема его автоматизации. Отличительная особенность и преимущество разработанного способа по сравнению с известными состоит в стабильном обеспечении термовлажностных характеристик среды внутри барабана, что необходимо для получения пивоваренного солода высокого качества. Стабильность термовлажностных характеристик среды внутри барабана обеспечивается за счет дополнительного измерения влажности солода и автоматической коррекции целевых показателей путем изменения расхода воды в оросительной системе, установленной внутри барабана.

В настоящее время проростки зерновых культур позиционируются как универсальная биотехнологическая продукция, востребованная не только в пивоварении, но и как самостоятельный продукт на рынке продукции специализированного и здорового питания, в соответствии с современными требованиями к обеспечению качества производственных процессов и получаемых биопродуктов [1, 2]. В связи с этим актуальной задачей является разработка нового и совершенствование имеющегося технического обеспечения процессов проращивания зерновых культур и получения биологически активной массы проростков [3].

Цель работы – разработка способа автоматизации процесса слодоращения в барабане непрерывного действия для повышения качества получаемой продукции, на основе обзора имеющихся технических решений в данной предметной области [4-8]. Анализ решений, имеющихся в данной предметной области, показывает, что они относятся к периоду с 1999 по 2012 год, преимущественно с 2009 по 2012 год, и не затрагивают вопросы автоматического регулирования процессов солодоращения (рис. 1).

На рис. 2 представлена схема автоматизации процесса солодоращения во вращающемся барабане непрерывного действия. Устройство для регулирования содержит солодорастильный барабан 1, камеру 2 для кондиционирования воздуха, поступающего в барабан 1, вентилятор 3, линию 4 для подачи воздуха, линию 5 для отвода отработанного воз-духа, линию 6 подачи воды для охлаждения воздуха, линию 7 для отвода воды, линию 8 для подачи замоченного зерна, линию 9 для отвода сырого солода, линию 10 подачи воды для увлажнения зерна в процессе его проращивания, датчик расхода воздуха 11, датчик 12 и 13 температуры и влажности солода подключенные к микропроцессору 14 с помощью вторичных приборов 15 и 16. Выходы из микропроцессора через преобразователи 17, 18 и 19 и локальный регулятор 20 к исполнительным механизмам 20, 22, 23.

Способ автоматического регулирования процесса солодоращения во вращающемся барабане непрерывного действия осуществляется следующим образом. С помощью датчиков 12 и 13 и вторичных приборов 15 и 16 соответственно информация о ходе процесса солодоращения передается в микропроцессор 14, в который предварительно вводят минимальное и максимальное ограничения на температуру и влажность солода на выходе из барабана (а также ограничения на расход воздуха, измеряемый датчиком 11).

kostina1.tif

Рис. 1. Результаты патентного исследования авторов [3] в области современных технических решений оборудования для проращивания зерна

kostina2.tif

Рис. 2. Функциональная схема автоматизации процесса солодоращения во вращающемся барабане непрерывного действия

При отклонении за границы установленного интервала текущей температуры солода, изменяемой датчиком 12 и вторичным прибором 15, микропроцессор 14 выдает корректирующий сигнал через преобразователь 18 и локальный регулятор 20 исполнительному механизму 22, изменяющему величину подачи воздуха в барабан 1.

В том случае, если возможности данного канала регулирования исчерпаны, а температура солода находится за установленными пределами, в действие вступает второй канал. Микропроцессор выдает корректирующий сигнал через преобразователь 19 исполнительному механизму 23. При этом изменяется количество воды, поступающей в ка-меру для охлаждения воздуха, что приводит к изменению температуры воздуха.

Регулировка по второму каналу прекращается когда температура солода оказывается в установленных пределах.

При отклонении от установленных пределов текущей влажности солода, измеряемой датчиком 13 и вторичным прибором 16, микропроцессор 14, выдает корректирующий сигнал через преобразователь 17 исполнительному механизму 21, установленной на лини 10 ороси-тельной системы. Поступающая при этом вода изменяет влажность проращиваемого зерна.

Преимущество разработанного способа по сравнению с известными состоит в стабильном обеспечении термовлажностных характеристик среды внутри барабана, что необходимо для получения пивоваренного солода высокого качества. Стабильность термовлажностных характеристик среды внутри барабана обеспечивается за счет дополнительного измерения влажности солода и его автоматической коррекции путем изменения расхода воды в оросительной системе.


Библиографическая ссылка

Костина Д.К., Шахов С.В., Глотова И.А., Харин С.О. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СОЛОДОРАЩЕНИЯ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ БАРАБАНЕ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ // Материалы МСНК "Студенческий научный форум 2024". – 2020. – № 5. – С. 86-88;
URL: https://publish2020.scienceforum.ru/ru/article/view?id=305 (дата обращения: 28.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674