Анотація до роботи:

Єщенко О.А. Імітаційне моделювання та оптимізація процесу багатоступеневої кристалізації цукрози. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.08.12 – процеси й обладнання харчових, мікробіологічних і фармацевтичних виробництв. Національний університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Київ, 2007.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню проблеми інтенсифікації та оптимізації роботи систем багатоступеневої кристалізації цукрози на основі сучасних теоретичних уявлень та практичних підходів до процесів, що відбуваються за умов промислової кристалізації.

На основі аналізу існуючих апаратурно-технологічних схем продуктового відділення та теорії графів розроблено графічну модель технологічної схеми продуктового відділення цукробурякового заводу. Розроблена узагальнена імітаційна модель процесу багатоступеневої кристалізації цукру та відповідна їй комп’ютерна програма, яка зареєстрована в Департаменті інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України, про що отримано Свідоцтво про права автора на твір ПА № 4790 від 02.10.2001 р.

Побудована багатокритеріальна задача оптимізації схем промислової кристалізації цукрози, доведена неможливість її однозначного вирішення, визначена множина ефективних альтернатив і шляхи пошуку компромісу. На основі багатокритеріальної задачі оптимізації побудована однокритеріальна задача з ваговими коефіцієнтами для визначення оптимального рішення.

Схеми багатоступеневої кристалізації цукрози з рециркуляцією збільшують вихід товарного цукру в середньому на 0,234…0,920 кг на 100 кг буряку і зменшують витрати нагрівальної пари на вакуум-апарати (кількість питомої випареної води зменшується на 7,4…7,9 %).

Виконаний комплекс досліджень дозволяє зазначити наступне:

1. Розроблено узагальнену імітаційну модель продуктового відділення цукрового заводу, яка враховує всі можливі комбінації апаратурно-технологічних схем, потоків продуктів, визначає характеристики продуктів у динаміці процесу багатоступеневої кристалізації, реально відображає хід промислового процесу у продуктовому відділенні цукрового заводу, оцінює вплив окремих вхідних факторів на показники роботи кристалізаційних схем, моделює роботу систем багатоступеневої кристалізації цукрози у залежності від реальних умов промислового виробництва, що дозволяє гнучко та оперативно реагувати на можливі нестандартні виробничі ситуації у продуктових відділеннях цукрових заводів.

2. Показано, що процес багатоступеневої кристалізації цукрози розглядається як об’єкт технології, до якого можна застосувати математичний рівень абстрагування. На основі аналізу існуючих апаратурно-технолічних схем продуктового відділення та теорії графів розроблено узагальнену графічну модель технологічної схеми продуктового відділення цукробурякового заводу.

3. Розроблена комп’ютерна програма “Crystall” для реалізації створеної узагальненої імітаційної моделі багатоступеневої промислової кристалізації цукрози (Свідоцтво реєстрації прав автора на твір в Департаменті інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України ПА № 4790 від 2.10.01). Встановлено, що розрахунки за даною моделлю збіжні і при точності, коли відносна похибка характеристик продуктів не перевищує 1 %, процес стабілізується на 8–14 оберті в залежності від особливостей технологічної схеми.

4. На основі теорії управління встановлено позитивні зворотні зв’язки у системі промислової кристалізації цукру. Доведено, що зворотний зв’язок у системі багатоступеневої промислової кристалізації цукрози має позитивний вплив, коли величина відносної чистоти клеровки була .

5. Сформульована задача та сформовані алгоритми оптимізації роботи продуктового відділення бурякоцукрового заводу.

6. Доведено, що пошук оптимальної схеми зводиться до встановлення найкращого співвідношення рециркулюючих потоків, що направлені на проміжну та першу кристалізацію. Результати проведених досліджень показали перевагу схем кристалізації цукрози з рециркуляцією, оптимальне використання якої збільшує вихід товарного цукру на 0,234…0,920 % і зменшує кількість пари на вакуум-апарати на 7,4…7,9 %.

7. За умов чистоти продуктів більше 89 % з метою зменшення вмісту цукрози у мелясі, на цукрових заводах, оснащених двопродуктовою схемою кристалізації, доцільно ценрифугувати частину утфелю останнього продукту безпосередньо після уварювання у вакуум-апараті. Отримана залежність визначення оптимальної частини утфелю, що направляється на центрифугування від чистоти сиропу з випарної станції.

8. Знайдено, що направлення афінаційного утфелю у рецикл як кристалічної основи для утфелю проміжного продукту необхідно здійснювати за умов чистоти сиропу-нето менше за 93 %, при цьому вихід товарного цукру збільшується до 0,02 % у порівнянні з типовою схемою.

9. Часткова рециркуляція других відтоків першому і проміжному продуктах у схемах, де використовують афінаційний утфель як кристалічну основу проміжного продукту, збільшують ефективність роботи кристалізаційних відділень, при цьому вихід товарного цукру збільшується до 0,02 % в порівнянні з типовою схемою.

10. При уварюванні цукрових утфелів із сиропу-нето низької чистоти для покращання якісних показників товарного цукру доцільно застосовувати роздільне клерування цукрів проміжної і останньої кристалізацій, що підвищує чистоту товарного цукру на 0,026 %.

11. Розрахункова економічна ефективність використання розробленої імітаційної моделі процесу багатоступеневої кристалізації цукрози для аналізу і прогнозування показників роботи продуктового відділення для Городище-Пустоварівського заводу складає 233 514,73 грн., а для оптимізації процесу центрифугування частини утфелю останнього продукту безпосередньо з вакуум-апарату на Півненківському цукровому заводі – 78 208,8 грн.

Публікації автора:

1. Мирончук В.Г., Єщенко О.А., Гулий І.С. Універсальна модель багатоступеневої кристалізації цукру // Наукові праці УДУХТ. – К., 1998. – № 4. – С.64-65.

Особистий внесок здобувача: розробка моделі, програмна реалізація моделі, проведення розрахунків, узагальнення результатів.

2. Єщенко О.А., Маляренко О.А., Мирончук В.Г. Аналіз схем кристалізації цукру та прогнозування показників їхньої роботи // Тези доповідей 64-ї студентської наукової конференції – К.: УДУХТ, 1998 – с. 45.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду, виконання експериментів, систематизація результатів.

3. Forecasting of performance parameters of sugar house in the sugar factory / V.G. Mironchuk, I.S. Guliy, N.I. Shtangeeva, O.A. Eschenko // Proceadings of the 21^th General Assembly CITS. – Berlin. – “Bartens”. – Zuckerindustrie – 1999. – P. 427-432.

Особистий внесок здобувача: проведення обчислювального експерименту, аналіз результатів.

4. Мирончук В.Г., Єщенко О.А. Прогнозування показників роботи продуктового відділення цукрового заводу // Харч. пром-сть – К., 2000. – Вип. 45. – С. 26-30.

Особистий внесок здобувача: проведення очислювального експерименту, узагальнення результатів.

5. Єщенко О.А., Мирончук В.Г. Вплив рециркуляції других відтоків І та ІІ продуктів на підвищення ефективності роботи продуктових відділень цукрових заводів // Матеріали 67-ї наукової конференції студентів, аспірантів і молодих вчених. К.: УДУХТ – 2001 – с. 21.

Особистий внесок здобувача: розробка методики обчислювального експерименту, проведення обчислювального експерименту, проведення розрахунків, обробка результатів.

6. Єщенко О.А., Мирончук В.Г. Підвищення ефективності роботи продуктових відділень цукрових заводів // Харчова промисловість. – К.:2001. – № 1 (46). – С.72-74.

Особистий внесок здобувача: виконання експериментів, обробка результатів.

7. Єщенко О.А., Мирончук В.Г. Побудова структурної схеми та аналіз зворотних зв’язків математичної моделі продуктового відділення цукрового заводу // Наукові праці. – К.: УДУХТ. – 2001. – № 10 – С.118-119.

Особистий внесок здобувача: розробка моделі, програмна реалізація моделі, проведення розрахунків, систематизація результатів.

8. Єщенко О.А., Мирончук В.Г. Моделювання продуктових відділень цукрових заводів // Матеріали міжнародної наукової конференції молодих вчених, аспірантів і студентів “Сучасні методи створення нових технологій і обладнання в харчовій промисловості”. – К.: НУХТ, 2002. – с. 12.

Особистий внесок здобувача: розробка моделі, програмна реалізація моделі, Проведення обчислювального експерименту, аналіз результатів.

9. Мирончук В.Г., Єщенко О.А., Силко О.А. Збільшення виходу цукру шляхом удосконалення технології обробки утфелів // Матеріали науково-технічної конференції цукровиків України “Шляхи підвищення ефективності бурякоцукрового виробництва”. – К.: 2003. – С. 220-221.

Особистий внесок здобувача: виконання експериментів, обробка результатів.

10. Єщенко О.А., Мирончук В.Г. Визначення оптимальної схеми роботи продуктового відділення за допомогою імітаційної моделі // Матеріали науково-технічної конференції цукровиків України “Шляхи підвищення ефективності бурякоцукрового виробництва”. – К.: 2003. – С. 222-225.

Особистий внесок здобувача: розробка моделі, програмна реалізація моделі, розробка методики обчислювального експерименту, проведення очислювального експерименту.

11. Єщенко О.А., Мирончук В.Г. Оптимізація роботи продуктового відділення за допомогою імітаційного моделювання // Цукор України, № 3, 2003, с.13-15.

Особистий внесок здобувача: визначення параметрів оптимізації, проведення обчислювального експерименту, систематизація результатів.

12. Єщенко О.А., Мирончук В.Г. Використання другого відтоку першого продукту для афінації цукру останнього продукту // Матеріали 69-ї наукової конференції молодих вчених аспірантів і студентів “Розроблення, дослідження і створення продуктів функціонального харчування, обладнання та нових технологій для харчової і переробної промисловості. – К.: НУХТ, 2003. – С. 43-44.

Особистий внесок здобувача: розробка моделі, програмна реалізація моделі, проведення очислювального експерименту, аналіз результатів.

13. Єщенко О.А., Мирончук В.Г. Имитационное моделирование: экспертная оценка и оптимизация работы продуктового отделения сахарного завода // Сахар. – 2004, № 1. – С. 44-46.

Особистий внесок здобувача: проведення аналітичного огляду, розробка моделі, програмна реалізація моделі, виконання експериментів

14. Єщенко О.А., Мирончук В.Г. Моделювання комбінованого способу промивання утфелю у центрифугах // Тези доповідей на 70-й науковій конференції молодих вчених, аспірантів, студентів. Ч. ІІ. – К.: НУХТ, 2004. – С. 54.

Особистий внесок здобувача: розробка моделі, програмна реалізація моделі, проведення розрахунків, підготовка матеріалів до публікації.

15. Єщенко О.А., Мирончук В.Г. Особливості роботи продуктових відділень цукрових заводів за умов низької якості сировини // ІХ Міжнародна науково-технічна конференція “Нові технології та технічні рішення в харчовій і переробній промисловості: сьогодення і перспективи”. – К.: НУХТ, 2005. – С. 38.

Особистий внесок здобувача: підготовка матеріалів до публікації, виконання експериментів, обробка результатів.

16. Єщенко О.А., Мирончук В.Г. Оптимізація процесу багатоступеневої кристалізації цукрози // Матеріали 73-ї наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів “Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті”. – К.: НУХТ, 2007. – с. 47.

Особистий внесок здобувача: визначення параметрів оптимізації, проведення обчислювального експерименту, систематизація результатів.

17. Мирончук В.Г., Єщенко О.А., Коцюбанський А.М. Оптимізація роботи вакуум-апаратів та продуктових відділень цукрових заводів на основі імітаційного моделювання // Науково-технічна конференція цукровиків України. – К.: НУХТ, 2007. – С. 194–195.

Особистий внесок здобувача: розробка моделі, програмна реалізація моделі, проведення розрахунків.