Вопросы системного анализа био-тепло-массообменных процессов при переработке масличных культур

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ВОПРОСЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА БИО-ТЕПЛО-МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР
1 2 © Саидмуратов У. А., Курбанова Ш. Х.
Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан
В статье рассмотрены смысловой анализ и качественный анализ математических описаний элементарных процессов, входящих в математические модели био-тепло-массообменных процессов позволяют рациональную степень их детализации и рассмотрения их в виде подсистем в пределах иерархической структуры в целом.
Использование методов системного анализа [1] при решении задачи изучения процесса переработке масличных культур дает возможность учитывать все факторы, влияющие на смежные технологические процессы мас-ложирового производства.
Стратегия системного подхода к построению математических моделей био-тепло-массообменных процессов (БТМОП) включает следующие этапы: качественный анализ структуры БТМОП, синтез математических моделей БТМОП, проверку адекватности и идентификации параметров математических моделей.
Качественный анализ структуры БТМОП включает смысловой, то есть предварительный анализ априорной информации о физико-химических, биохимических, биофизических и других особенностях БТМОП и математический, то есть качественный анализ структуры математических зависимостей, входящих в описание БТМОП.
Для построения иерархической структуры и проведения первого этапа смыслового анализа процессов, необходимо расчленять процессы тепло- и массообмена протекающих одновременно с биопроцессами и влаг термической обработки. Построение иерархической структуры позволяет вскрыть взаимосвязь явлений, происходящих в биофизикохимических процессах, выводить их математические описания на уровнях от атомарно-молекулярного до обрабатываемого слоя продукта, перерабатываемого в рассматриваемых аппаратах.
В связи с вышесказанной и согласно общим принципам системного анализа определяем иерархическую структуру наиболее часто используемых
1 Доцент кафедры «Информационно-коммуникационные системы управления технологическими процессами», кандидат технических наук.
2 Старший преподаватель кафедры «Иностранные языки».
следующих ниже основных БТМОП, рассматривая при этом каждую как самостоятельную систему.
Рассмотрение совокупности химических, физико-химических, биохимических, биофизических, теплообменных, тепломассообменных явланий и процессов, имеющих место в БТМОП целесообразно осуществить в 11 ступенях иерархии тепломассообменных процессов.
При этом число уровней иерархии каждой системы определяется сложностью ее структуры.
В каждой иерархической ступени соответствующего БТМОП определяется своя подсистема с соответствующими основными входными и выходными параметрами, характеризующими поведение данной подсистемы, рассматриваются способы управления и улучшения организации процессов в подсистемах БТМОП.
Первый уровень иерархии характеризуются явлениям приема и стадий электронов атомами разных элементов и способностям стать их ионами.
Структурными элементами атомов являются протоны, электроны и элементарные частицы.
Управление явлениями на данном уровне осуществляется повышением кинетической энергии атомов и возбуждением их электронов за счет внешних тепловых, световых, электромагнитных или других воздействий.
Второй уровень иерархии характеризуется физико-химическими взаимодействиями между атомами, свободными радикалами, молекулами, ионами, ионами-радикалами.
Структурными элементами данного уровня являются микроэлементы, атомы элементов и их ионы.
Эффекты данного уровня определяют физико-химические свойства среды (кислоты, щелочи, основания) и ее фазовых состояний.
Ктретьему уровню иерархии относятся эффекты на уровне макромолекул — аминокислот, простых липидов и витаминов.
Структурными элементами данного уровня являются кислая и основная группы молекул.
В данной ступени иерархии при инфракрасное обработки мятки происходят конформационные изменения и окисление аминокислот, липидов.
К четвертому уровня относятся биохимические реакции и эффекты на уровне белков, систем мембран и сложных липидов.
Структурными элементами являются аминокислоты, глюкоза, липиды и витамины.
Согласно закону Вант-Гоффа скорость ферментативных реакций увеличивается примерно в два раза при повышении температуры на 10 °C в ограниченной области ее значений (40−50 °С), т.к. при повышении температуры происходит инактивация ферментов из-за тепловой денатурации.
Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур
25
Пятый уровень иерархии характеризуется биохимическими эффектами и процессами на органоидах цитоплазмы: митохондрии, ядра, ядрышка, хлоропласты, рибосомы, вакуолы.
Структурными элементами органоидов клетки являются белки, системы мембран, сложные липиды.
Митохондрии фигурируют во всех аэробных клетках растений.
Шестой уровень иерархии характеризуется совокупностями БТМО процессов на уровне клетки.
Элементами данного уровня является структурные составляющие элементов клетки. К ним относятся стенки (оболочка) и цитоплазма. А также содержащиеся в нем основные органоиды: митохондрий, хлоропласты, пластиды, рибосомы, ядро, ядрышко, вакуолы и их системы мембран.
Седьмой уровень иерархии характеризуется совокупностями внутреннего БТМОП на уровне частиц материала.
Структурными элементами является клетки и межклеточные вещества.
Межклеточные вещества состоят из пектиновых веществ и гемицеллю-лозы, которые скрепляют соединения клетки.
Улучшение организации БТМОП в данной ступени иерархии достигается за счет изменений геометрических размеров частицы.
Перенос массы и энергии внутри частицы описывается дифференциальными уравнениями в частных производных.
Восьмой уровень иерархии характеризуется совокупностями элементарных БТМОП на уровне локального объема тока.
Структурными элементами данного уровня иерархии являются элементарные частицы.
Математические модели подсистем включают математические описания БТМОП в частицах, тепловые и материальные балансы и уравнения равновесия систем.
В девятом уровне иерархии рассматривается БТМО процессы, протекающие в масштабе отдельных токов потока. Совокупность последовательно соединенных локальных объемов по расположению в слое материала образуются отдельные токи потока.
Математическая модель процесса включает описания процессов локальных объемов и выражается в виде систем дифференциальных уравнений в частных производных.
В десятом уровне иерархии рассматриваются БТМОП, протекающие в масштабе отдельных структур потоков, Совокупность отдельных токов с однотипными технологическими воздействиями образуют отдельные структуры потоков.
Математические модели представляют собой систему дифференциальных уравнений в частных производных.
Одиннадцатый уровень иерархической структуры составляет совокупность БТМОП в масштабе структуры потоков аппарате в целом и протекающие в функциональных конструктивных элементах аппарата.
Полная математическая модель процесса, протекающая в масштабе аппарата включает, в себе математические модели процессов, протекающих в функциональных конструктивных элементах аппарата.
Анализ биотехнологических процессов, протекающих в единичной биологической клетке мятки семян хлопчатника важен еще и потому, что позволяет наметить пути выбора и синтеза оптимальных параметров процесса, разработать высокоэффективные промышленные установки.
Список литературы:
1. Кафаров В. В., Дорохов И. Н. Системный анализ процессов химической технологии. — М.: Наука. 1976. — 500 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой