Системное мышление в анализе выпарной установки сока д т. н., проф. Артиков Аскар Артикович

СИСТЕМНОЕ МЫШЛЕНИЕ В АНАЛИЗЕ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ СОКА


д.т.н., проф. Артиков Аскар Артикович
Ташкентский Химико-Технологический Институт
к.т.н., доц. Нарзиев Мирзо Саидович
Бухарский Инженерно-Технологический Институт
соискатель Мусаева Нигина Хамидовна
Бухарский Инженерно-Технологический Институт

АННОТАЦИЯ. Статья посвящена системному анализу выпаривания растворов. Существующий выпарной аппарат изучен разделением на квазиаппаратов: греющая камера, стенка кипятильных труб выпарного аппарата передающего тепла, парожидкостного пространства - внутренней части кипятильных труб выпарного аппарата.

Исследования объекта выпаривания имеют устойчивый характер с изменением концентрации выходящего раствора.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Выпаривание, роторно-плёночный выпарной аппарат, плода овощные соки, системное мышление, системный анализ.
ВВЕДЕНИЕ. С целью сокращения объемов хранения плодовых и овощных жидких полуфабрикатов, а также для получения готового консервированного продукта на предприятиях используется процесс концентрирования, сущность которого заключается в повышении концентрации растворенных веществ за счет удаления воды путем выпаривания, вымораживания, ультрафильтрации (обратного осмоса).
Повышение содержания сахаров и кислот угнетающе действует на жизнедеятельность микроорганизмов.
Процесс концентрирования является одним из основных при производстве концентрированных плодовых соков, томатной пасты, варенья, повидла и т. п. Удаление влаги из продукта при кипении (выпаривании) — наиболее широко распространенный способ концентрирования. Выпаривание, концентрирование растворов (чаще всего твёрдых веществ в воде) частичным испарением растворителя при кипении. При этом повышаются концентрация, плотность и вязкость раствора, а также температура его кипения. При пресыщении раствора растворённое вещество выпадает в осадок. Температура кипения растворов всегда выше температуры кипения растворителей; разность между ними, называется температурной депрессией, растёт с увеличением концентрации растворённого вещества и внешнего давления. Выпаривание производится за счёт подводимого извне тепла: при температуре ниже 200°C теплоносителем является водяной пар, выше 200°С — высококипящие жидкости (дифенильная смесь, масло) и топочные газы. Обогрев производится через стенку аппарата, а при сильно агрессивных средах — барботажем пузырьков газа сквозь раствор или распылением последнего в струе газа. Выпаривание ведут при атмосферном, пониженном или повышенном давлении. В большинстве случаев экономически выгодно работать под давлением выше 0,1 Мн/м² (1 кгс/см²), так как в этом случае можно использовать вторичный пар для обогрева других аппаратов. При работе с термически нестойкими веществами пользуются вакуум-выпаркой, что позволяет снизить температуру кипения растворов и уменьшить поверхность нагрева (вследствие увеличения разности температур между нагревающими агентами и кипящим раствором). Вакуум в аппаратах создаётся конденсацией вторичного пара и отсасыванием вакуум-насосом несконденсировавшейся паровоздушной смеси. Выпаривание используется в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Существует более 80 разновидностей выпарных аппаратов с паровым обогревом.



Evaporation unit with external circulation pipe:

1 – heating chamber; 2 – boiling pipes; 3 – separator; 4 – sprinkler; 5 – remote circulation pipe.

В малотоннажных производствах обычно применяют вертикальные и горизонтальные цилиндрические выпарные аппараты с обогревом змеевиками или нагревательными рубашками; в крупнотоннажных производствах — аппараты с внутренними и выносными нагревательными камерами, плёночные аппараты, в которых струя пара увлекает вверх тонкую плёнку раствора, в результате чего создаются благоприятные условия для выпаривание и аппараты с принудительной циркуляцией. Последние применяют при необходимости предотвратить осаждение солей на поверхности нагрева, а также при упаривании вязких растворов. Один из них роторно-плёночный выпарной аппарат.

Методы. Изучение текущего состояния любого сложного технологического процесса, включая и выпаривание, невозможно без системного анализа и мышления. Последние позволяют получить достоверные текущие данные и результаты о процессе, правильно оценить возможность повышения эффективности, степень использования сырьевых ресурсов, снижения энергопотребления в производстве и предложить приемлемую систему исследования.
Анализ развития методологии исследований, характеризующийся терминами: «системный анализ, системный подход», и, в последнее время, «системное мышление» показывает, что они все еще не нашли общепринятого, стандартного истолкования.
Результаты. Нами рассмотрены вопросы развития и конкретизации понятий системного мышления, системного подхода, системного анализа и многоступенчатого анализа и определена их последовательность и взаимосвязь.
Методы системного анализа дают более точные решения, а еще более продвинутое, образное проникновение в устройство с учетом стадий (ступеней) и квазиаппаратов в них дает хорошие решения. Это многоэтапный системный анализ.