WWW.UA.Z-PDF.RU

БЕЗКОШТОВНА ЕЛЕКТРОННА БІБЛІОТЕКА - Методички, дисертації, книги, підручники, конференції

 
<< HOME
CONTACTS




Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы



Работа в Чехии по безвизу и официально с визой. Номер вайбера +420704758365

Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы
Pages:   || 2 |

«Мета. Мета роботи – розробити і продемонструвати типовий алгоритм експериментально-статистичного дослідження і знаходження оптимальних параметрів технологічних процесів ...»

-- [ Страница 1 ] --

МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ

ПРОЦЕСІВ РОЗРОБКИ ХАРЧОВИХ

ПРОДУКТІВ ТА ОБЛАДНАННЯ

ХАРЧОВОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

УДК 664:519.237

Донецький національний технічний університет,

Бескровний О.І., канд. техн. наук

м. Донецьк, Україна, znd@ipo.donntu.edu.ua

МЕТОДОЛОГІЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ОБ’ЄКТІВ

ХАРЧОВОЇ ТЕХНОЛОГІЇ МЕТОДАМИ ОПТИМІЗАЦІЇ Beskrovnyy O.I., Cand. Sc. (Tech) Donetsk National Technical University, Donetsk, Ukraine, znd@ipo.donntu.edu.ua

METHODOLOGY OF INVESTIGATION ON PROPERTIES OF FOOD

TECHNOLOGY OBJECTS BY OPTIMIZATION TECHNIQUES

Мета. Мета роботи – розробити і продемонструвати типовий алгоритм експериментально-статистичного дослідження і знаходження оптимальних параметрів технологічних процесів харчової технології.

Методика. У проведених дослідженнях використовуються методи багатофакторного статистичного моделювання і багатокритеріальної компромісної оптимізації та активні експерименти за системою центрального композиційного уніформ-ротатабельного плану. Застосовано методи послідовного планування експерименту в зонах факторного простору; формалізованого отримання структур багатофакторних статистичних моделей, невідомих досліднику, стійкого оцінювання коефіцієнтів моделей в умовах вихідної мультиколінеарності факторів та застосування методів класичного аналізу для знаходження оптимальних значень параметрів побудованих моделей.

Результати. На підставі проведених досліджень підтверджено, що створення оптимальних модельних систем, крім використання формальних математичних та обчислювальних методів, передбачає застосування різноманітних евристичних міркувань, що ґрунтуються на досвіді і глибокому розумінні змісту предмета інженерами-технологами. Такий підхід надав можливість розробити типовий алгоритм та представити послідовні етапи математичного моделювання і планування експерименту та компромісної багатокритеріальної оптимізації процесу обробки напівфабрикатів. На прикладі знаходження оптимальних параметрів обробки високим тиском вершкового масла продемонстровано його ефективність.

Наукова новизна. Удосконалено науково-методичний підхід у використанні регресійного аналізу і математичного планування експерименту для вивчення технологічних процесів харчової технології.

© Бескровний О.І., 2014 Практична значущість. Запропоновану методологію дослідження і умови застосування експериментально-статистичного підходу для моделювання і оптимізації може бути поширено для знаходження оптимальних параметрів інших технологічних процесів харчової технології. Удосконалення наведеної методології можливе з використанням теорії нечітких множин, концепції недовизначених моделей та інтервального аналізу.

Ключові слова: експериментально-статистичний підхід, оптимізація, харчові технології, високий тиск, вершкове масло.

Інтенсивний розвиток прикладної біотехнології, інформаційних технологій, системного аналізу і математичних методів створили об’єктивні передумови для нового рівня розуміння фізичної природи, аналітичного опису та чисельної реалізації технологічних процесів під час переробки сировини тваринного і рослинного походження. Це дозволяє науково обґрунтувати можливість одержання нових продуктів із заданим складом за використання нетрадиційних технологій, а також можливість управління процесами на всіх стадіях виробництва харчових продуктів.

Для формалізованого опису складних систем необхідна подальша розробка та вдосконалення методології отримання багатофакторних статистичних моделей, лінійних за параметрами і, в загальному випадку, нелінійних за факторами. Рішення реальних прикладних задач вимагає розробки методів послідовного планування експерименту в довільних за формою, нестандартних зонах факторного простору; формалізованого отримання структур багатофакторних статистичних моделей, невідомих досліднику; стійкого оцінювання коефіцієнтів моделей в умовах вихідної мультиколінеарності факторів [1].

Математичний апарат, що використовується, повинен відповідати основним системним статистичними властивостями складних систем і процесів [1].

Перерахуємо головні з них.

1. Результати експерименту є наслідком сумарного впливу груп керованих, некерованих і неконтрольованих факторів. Фізичні властивості досліджуваної системи, процесу не можуть бути визначені повністю і містять невизначеності.

2. Результати експериментів є наближеними чисельними величинами без зазначення будь-яких їхніх теоретичних властивостей, а також виду (структури) зв’язку між умовами експерименту і його результатами.

3. Під час проведення експериментів реалізовується індуктивний метод пізнання – від окремого отриманого результату до його узагальнення на всі гіпотетичні аналогічні результати.

4. Передбачається, що комплекс умов проведення експерименту є типовим для класу досліджуваних складних систем і процесів і тому отриманий результат може бути поширено на інших представників досліджуваного класу систем.

Найчастіше в прикладних дослідженнях використовуються методи багатофакторного статистичного моделювання та багатокритеріальної компромісної оптимізації. Усі фахівці вважають, регресійний аналіз є одним з основних методів математичної статистики. Він широко використовується в наукових і прикладних дослідженнях в різноманітних сферах людської діяльності. Однак розв’язання прикладних задач «регресійного аналізу та інтерпретація його результатів вимагають глибоких знань і уміння правильно оцінювати одержувану інформацію» [1].

Статистична методологія регресійного аналізу повинна забезпечувати стійкість, тобто визначеність одержуваних багатофакторних статистичних моделей. Необхідно використовувати стійкі багатофакторні плани експериментів, вибір «істинних» структур моделей, стійке оцінювання коефіцієнтів моделей в умовах вихідної мультиколінеарності факторів [1].

Фахівці у сфері статистичних методів дослідження звертають увагу на складність вирішення проблем статистичної методології. Методологія моделювання складних систем і процесів неминуче включає евристичні рекомендації, і приймаються рішення, які важко формалізувати. Такі рішення використовуються в аналізі даних, теорії планування експерименту, прикладній статистиці і технологічних процесах [1].

Автор брав участь у дослідженнях, які проводяться інженерами-технологами ДонНУЕТ за різними напрямками [2]. Виявилося, що можна запропонувати ефективну узагальнену методологію дослідження та оптимізації властивостей об’єктів і процесів харчової технології.

Мета цієї роботи – продемонструвати характерний алгоритм такого дослідження для вивчення впливу параметрів обробки високим тиском вершкового масла.

Автор висловлює щиру вдячність директору Інституту харчових виробництв ДонНУЕТ імені Михайла Туган-Барановського д.т.н, проф. В.О. Сукманову за надання матеріалів експериментальних даних з досліджень властивостей харчових мас під дією високого тиску, що виконуються під його керівництвом, та участь в обговоренні планування та проведення експериментів і постановку завдання розроблення методології оптимізації таких технологічних процесів.

Знаходження оптимальних значень параметрів процесу обробки вершкового масла високим тиском проводили в декілька етапів.

Перший етап – побудова математичних моделей, які адекватно описують залежність вихідних параметрів від факторів, що вивчаються. Для цього було реалізовано активний експеримент за системою центрального композиційного уніформ-ротатабельного плану (ЦКРП).

Спочатку було реалізовано активний експеримент – повний факторний експеримент типу 32 (ПФЕ). Як основні фактори було обрано: Pmax – високий тиск (МПа), n – кількість циклів підняття і скидання тиску. Як вихідні параметри (відгуки) обрано основні показники: y1 – кислотне число; y 2 – йодне число;

y 3 – число омилювання; y 4 – число Поленське; y5 – число Рейхеля-Мейссля;

y 6 – зусилля різання. Крім того, було реалізовано три режими зміни швидкостей навантаження: І – v -1, v -5 (МПа/с); ІІ – v -5, v -10 (МПа/с); ІІІ – v -10, v -25 (МПа/с) Рівні та інтервали варіювання факторів ( x1, x2 – кодовані значення) було обрано, спираючись на результати попередніх досліджень. Кодування факторів проводили за стандартними співвідношеннями.

Експерименти проводили відповідно до таблиці 1 та при цьому застосовували рандомізацію експерименту із використанням таблиць випадкових чисел, щоб виключити вплив систематичних похибок, зумовлених зовнішніми умовами.

–  –  –

Кожен експеримент виконували в подвійній повторюваності, а однорідність результатів оцінювали за критерієм Кохрена.

Обробку результатів проводили за типовою методикою.

Паралельні експерименти у центрі плану дозволили визначити, що рівняння регресії першого порядку, отримане за результатами ПФЕ, не може надати задовільного математичного опису модельних систем і необхідно перейти до планування другого порядку, щоб урахувати оцінки квадратичних ефектів факторів і побудувати адекватну математичну модель (ЦКРП з урахуванням даних у «зіркових» точках).

Статистична обробка експериментальних даних містила обчислення оцінок регресійних коефіцієнтів, перевірку їхньої значущості, оцінку відтворюваності експериментів та встановлення адекватності отриманого регресійного рівняння. При цьому використовували статистичні критерії Кохрена, Стьюдента і Фішера (за довірчої ймовірності 95%).

Рівняння регресії, які адекватно описують залежність відгуків yi від факторів, якими управляють, мають вигляд:

–  –  –

де y – середнє арифметичне значення досліджених параметрів;

yopt – оптимальне значення параметра;

y nopt – неоптимальне значення параметра в зоні дослідження зміни факторів.

–  –  –

Виходячи з наведених вище даних, для параметра оптимізації вибрано параметр y1 за фіксованих значень y2 і y3.

Відповідно складено функцію цілі і систему рівнянь Лагранжа:

–  –  –

У зв’язку із цим було прийнято рішення звузити діапазони зміни факторів планування експерименту та значень швидкості підняття та зниження тиску за умови знаходження значення параметрів оптимізації в отриманих діапазонах.

У результаті аналізу значень факторів та параметрів в проведених додаткових експериментах приходимо до таких оптимальних режимів обробки вершкового масла високим циклічним тиском (таблиця 4 наведено натуральні величини факторів):

–  –  –

Висновки. Експериментальні значення параметрів оптимізації не виходять за межі відповідних довірчих інтервалів, отриманих разрахунковим шляхом, що вказує на достовірність і надійність отриманих результатів.


Купить саженцы и черенки винограда

Более 140 сортов столового винограда.


Отже, можемо зробити висновок, що за створення оптимальних модельних систем крім формальних математичних та обчислювальних методів, велику роль відіграють різноманітні евристичні міркування, що ґрунтуються на досвіді і глибокому розумінні змісту предмета інженерами-технологами.

Таким чином, нами розроблено структурно-параметричну модель прогнозування якості готового продукту за оптимальних параметрів з урахуванням параметрів біосировини та особливостей технологічного процесу обробки високим тиском напівфабрикатів.

Розроблено алгоритм математичного моделювання та компромісної багатокритеріальної оптимізації процесу обробки напівфабрикатів.

Запропоновану методологію дослідження може бути поширено для знаходження оптимальних параметрів інших технологічних процесів харчової технології.

У подальшому планується удосконалення наведеної методології з використанням теорії нечітких множин, концепції недовизначених моделей та інтервального аналізу.

Список літератури / References:

1. Радченко С.Г. Особенности использования статистической методологии в моделировании сложных систем и процессов / С.Г. Радченко // Вісник Харк.

нац. техн. ун-ту сільського госп-ва ім. Петра Василенка. – 2008. – Вип. 68. – С. 249-252.

Radchenko, S.G. (2008), “Features of the use of statistical methodology for modeling complex systems and processes”, Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva imeni Petra Vasylenka Vol. 687, pp. 249-252.

2. Сукманов В.О. Оптимізація параметрів процесу обробки високим тиском пасти з пряних трав / В.О. Сукманов, О.І. Бескровний, С.І. Охременко // Прогресивні техніка і технології харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі. – 2012. – Вип. 1 (15). – С. 405-414.

Sukmanov,V.О., Beskrovnyy O.I. and Okhremenko S.I. (2012), “Optimization of processing parameters of high pressure feed with herbs”, Progresyvni tekhnika i tekhnolohii kharchovykh vyrobnytstv, restorannoho hospodarstva i torgivli, Vol. 1(15), pp. 405-414.

Цель. Цель работы – разработать и продемонстрировать типичный алгоритм експериментально-статистического исследования и нахождения оптимальных параметров технологических процессов пищевой технологии.

Методика. В проведенных исследованиях используются методы многофакторного статистического моделирования и многокритериальной компромиссной оптимизации и активные эксперименты с системой центрального композиционного униформ-ротатабельного плана.

Использованы методы последовательного планирования эксперимента в областях факторного пространства, формализованного получения структур многофакторных статистических моделей, неизвестных исследователю, устойчивого оценивания коэффициентов моделей в условиях исходной мультиколлинеарности факторов и применения методов классического анализа для нахождения оптимальных значений параметров построенных моделей.

Результаты. На основании проведенных исследований подтверждено, что создание оптимальных модельных систем помимо использования формальных математических и вычислительных методов предполагает применение различных эвристических соображений, основанных на опыте и глубоком понимании содержания предмета инженерами-технологами. Такой подход дал возможность разработать типовой алгоритм и представить последовательные этапы математического моделирования и планирования эксперимента и компромиссной многокритериальной оптимизации процесса обработки полуфабрикатов. На примере нахождения оптимальных параметров обработки высоким давлением сливочного масла продемонстрировано его эффективность.

Научная новизна. Усовершенствован научно-методический подход в использовании регрессионного анализа и математического планирования эксперимента для изучения технологических процессов пищевой технологии.

Практическая значимость. Предложенная методология исследования и условия применения экспериментально-статистического подхода для моделирования и оптимизации может быть распространена для нахождения оптимальных параметров других технологических процессов пищевой технологии. Совершенствование приведенной методологии возможно с использованием теории нечетких множеств, концепции недоопределенных моделей и интервального анализа.

Ключевые слова: экспериментально-статистический подход, оптимизация, пищевые технологии, высокое давление, сливочное масло.

Objective. Purpose – to develop and demonstrate a typical algorithm of experimental and statistical study of the optimum parameters of technological processes of food technology.



Pages:   || 2 |
Похожие работы:

«Міжнародна науково-практична конференція Економіка: реалії часу і перспективи 20 21 лютого 2014 року, м. Одеса Шановні колеги! Запрошуємо Вас взяти участь у роботі Міжнародної науково-практичної конференції Економіка: реалії часу і перспективи, яка відбудеться 20-21 лютого 2014 року на базі наукового порталу «Економіка: реалії часу» Інституту бізнесу, економіки та інформаційних технологій Одеського національного політехнічного університету. Мета конференції: Обмін інформацією, досвідом та...»

«Одеський національний університет імені I.I. Мечникова Одеський національний університет імені I.I. Мечникова Черговий випуск видання «Одеський національний університет імені І.І. Мечникова – 2009» представляє основні досягнення і результати освітянської, наукової та науково-технічної діяльності університету у 2009 році. В ньому також надані звітні матеріали керівників освітянських, наукових та адміністративних підрозділів університету за 2009 рік. Головний редактор – В.А. Сминтина Заступник...»

«УДК 7.071.5:78:371.315.7(438) Інформаційно-комунікаційні технології навчання музичного мистецтва: досвід Польщі Наталія Філіппенко У статті висвітлено проблему використання інформаційнокомунікаційних технології (ІКТ) навчання музичного мистецтва в Польщі. Розглянуто особливості використання ІКТ – комп’ютерних презентацій, авторських мультимедійних навчальних програм, гри на синтезаторі у підготовці вчителів початкових класів у Польщі. Ключові слова: інформаційно-комунікаційні технології,...»

«УДК 621.39+674.047 І. Крошний Національний лісотехнічних університет України МОДЕЛЮВАННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ СУШІННЯ КАПІЛЯРНО-ПОРИСТИХ МАТЕРІАЛІВ © Крошний І., 2013 Здійснено чисельну реалізацію математичної моделі напружено-деформівного стану та температурно-вологісних полів у процесі сушіння капілярно-пористих матеріалів та сформульовано задачу оптимізації. Проаналізовано вибір функції мети для побудови технологічних режимів процесу сушіння капілярно-пористих матеріалів. Наведено методику...»

«ISSN 1728-4260 ВІСНИК ЖДТУ. 2013. № 4 (67) УДК 504.05 О.В. Харламова, к.т.н., доц. Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського МОНІТОРИНГОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ СТАНІВ ЕКОЛОГІЧНОЇЇ НЕБЕЗПЕКИ РЕГІОНАЛЬНОГО РІВНЯ Здійснено моніторинг стану екологічної небезпеки в індустріально навантаженому регіоні – Кременчуцькій соціально-економічній зоні. Виявлено регіонально значущі чинники небезпеки та основні типи її джерел. Проаналізовано особливості формування екологічної небезпеки...»

«Національна академія наук України Інститут електродинаміки ЦИВІНСЬКИЙ СЕРГІЙ СТАНІСЛАВОВИЧ УДК 621.313.322 УДОСКОНАЛЕННЯ КОНСТРУКЦІЙ ДЕМПФЕРНИХ СИСТЕМ РОТОРІВ ПОТУЖНИХ СИНХРОННИХ ГЕНЕРАТОРІВ Спеціальність 05.09.01 Електричні машини і апарати Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Київ – 2015 Дисертацією є рукопис. Робота виконана на кафедрі електромеханіки Національного технічного університету України Київський політехнічний інститут Міністерства освіти і...»

«УДК 37.017:101 ТЕЗАУРУСНА МЕТОДОЛОГІЯ СОЦІАЛЬНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ЯК ЗАСІБ САМОРЕАЛІЗАЦІЇ СТУДЕНТСЬКОЇ МОЛОДІ О.А.Шаповалова магістрантка факультету соціології і права Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут ” У статті проаналізовано перспективи впровадження тезаурусної методології соціального проектування в навчально-виховну роботу ВНЗ як ефективного інструменту самореалізації студентської молоді. Ключові слова. тезаурус, соціальне проектування, студентська...»

«Національний лісотехнічний університет України 3. ТЕХНОЛОГІЯ ТА УСТАТКУВАННЯ ЛІСОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ УДК 674.05.055 Проф. В.В. Шостак, д-р техн. наук; магістр Р.Р. Климаш НЛТУ України, м. Львів ПЕРСПЕКТИВНА КОНСТРУКЦІЯ АСПІРАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ ПОВІТРООЧИЩЕННЯ НА ДЕРЕВООБРОБНИХ ПІДПРИЄМСТВАХ Зроблено спробу розглянути відомі типи конструкцій аспіраційних систем та показано основні їх недоліки. Обґрунтовано перспективність застосування децентралізованої аспіраційної системи з автономними...»

«ЕКОНОМІКО-МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ УДК 65.012 ГРИНЬОВ А. В. д. е. н., професор Національний технічний університет Харківський політехнічний інститут КАБАНЕЦЬ І. А. аспірант Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут ЕКОНОМІКО-ОРГАНІЗАЦІЙНА МОДЕЛЬ УПРАВЛІННЯ ІННОВАЦІЙНОЮ ДІЯЛЬНІСТЮ НА МАШИНОБУДІВНОМУ ПІДПРИЄМСТВІ НА ОСНОВІ ЛОГІСТИЧНОГО ПІДХОДУ В статті представлено етапи розробки економіко-організаційної моделі управління інноваційною діяльністю на машинобудівному...»

«ДЕРЖАВНИЙ КОМІТЕТ АРХІВІВ УКРАЇНИ НАКАЗ м. Київ № З оголошенням рішення колегії Держкомархіву України від 15 березня 2011 року «Про дотримання Держкомархівом законодавства у сфері зовнішніх зносин»1. Оголосити до відома і виконання рішення колегії Держкомархіву від 15 березня 2011 року «Про дотримання Держкомархівом законодавства у сфері зовнішніх зносин» (додається).2. Контроль за виконанням цього рішення лишаю за собою. Голова Державного комітету О. П. Гінзбург начальник управління інформації...»

«Технічні науки  УДК 685.31.03 Ю.І. ФОРДЗЮН Мукачівський державний університет ГРАФІЧНО-ЧИСЛОВИЙ СПОСІБ КОМПЛЕКСНОЇ ОЦІНКИ ГІГІЄНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВЗУТТЄВИХ МАТЕРІАЛІВ На  основі  механізму  вологообмінних  процесів  у  взутті,  форм  зв’язку  вологи  з  матеріалом,  обумовлених  процесом  потовиділення,  запропоновано  комплексний  графічно­числовий  спосіб  оцінки  гігієнічних  властивостей  матеріалів.  Даний  спосіб  передбачає  використання  показників  (гігроскопічність,  вологовідача, ...»

«Серія: Збірник наукових праць №11 т. 1 (65) Технічні науки Вінницького національного аграрного університету 2012 р. VII РОЗВИТОК ПЕДАГОГІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ПРИ ПІДГОТОВЦІ ІНЖЕНЕРІВ МЕХАНІКІВ ТА КОНСТРУКТОРІВ УДК 159.92 ДОСЛІДЖЕННЯ КОНСТРУКТИВНОГО МИСЛЕННЯ СТУДЕНТІВ В УСКЛАДНЕНИХ УМОВАХ Березова Л.В НУБіП України Статья посвящена анализу проблемы развития творческого конструктивного мышления и особенности процесса решения конструктивно-технических задач студентами в усложненных условиях. The paper...»

««Економічні науки». – Серія «Облік і фінанси». – Випуск 8 (29). Ч. 1. – 2011. УДК 631.164.23(477.82) Божидарнік Т.В., Гасуха Л.О. Луцький національний технічний університет ІНВЕСТУВАННЯ, ЯК НЕОБХІДНА УМОВА РОЗВИТКУ АПК ВОЛИНІ У статті розглянуто стан та перспективи інвестування агропромислового комплексу Волинської області на підставі основних показників та прогнозу напрямків розвитку галузі. Ключові слова: пріоритетні напрямки розвитку АПК, капітальні інвестиції, інвестицій в основний капітал,...»




Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы


 
2017 www.ua.z-pdf.ru - «Безкоштовна електронна бібліотека»