Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Состояние инновационного потенциала Северо-западного региона России в области технологий производства рыбопродуктов
.pdf
z
P
y
v
x
v
zz
1
2
1
2
2
1
2
0
2
2
2
2
2
2
y
v
x
v
zz
0),(),()0,(),0(
1111
hxvybvxvyv
zzzz
zzzzz
Vhxvybvxvyv ),(;0),()0,(),0(
2222
)()(),(
2
yYxXyxv
z
0
)(
)(
)(
)(
2
2
2
2
dy
yYd
xX
dx
xXd
yY
)(
)(
)(
)(
2
2
2
2
yY
dy
yYd
xX
dx
xXd
0)(
)(
2
2
xX
dx
xXd
0)(
)(
2
2
yY
dy
yYd
.0)(,0),(;0)0(,0),0(
22
bXybvXyv
zz
0)(
)(
2
2
xX
dx
xXd
xx
e
dx
xXd
exX
2
2
2
)(
;)(
(13)
(14)
(15)
(16)
Физический смысл расщепления сформулированной задачи на две задачи (за-
ключается в том, что первая задача определяет скорости частиц жидкости в канале с
неподвижными стенками, вызванная перепадом давления Р, а вторая – скорости вызванная движением верхней стенки канала при отсутствии перепада давления. Рас-
смотрим решение второй задачи, поскольку первая уже решалась, при изучении те-
чения жидкости в цилиндрическом канале прямоугольного сечения.
Пусть
,
Тогда из уравнения (14) получим
Поскольку это уравнение должно быть удовлетворено при любых x и y, то
можно записать следующее тождество:
где к – некоторая константа, к > 0.
Из последнего выражения получим два однородных линейных дифференциальных уравнения в обычных производных:
,
Для записанного уравнения из соответствующих краевых условий получим
краевые условия:
Отбросив тривиальное решение уравнения :
,
найдем решение уравнения в виде экспоненциальной функции
.
51
;1;;0;0;0
2,1
22
iieee
xxx
i
BA
C
i
BA
CeCeCX
ixix
22
;
22
;
1121
i
ee
B
ee
AX
ixixixix
22
xBxAX
sincos
0sin bB
...3,2,1;;0sin nnbb
.sin;
2
x
b
n
BxX
b
n
nn
0)(
)(
2
2
yY
dy
yYd
nn
n
0)(
)(
2
2
2
yY
b
n
dy
yYd
n
n
b
yn
shE
b
yn
chDyY
nnn
)(
b
yn
shE
b
yn
chD
b
xn
yYxXv
nnnnnz
sin)()(
2
b
yn
shE
b
yn
chD
b
xn
yxv
nn
n
z
sin),(
3,2,1
2
Далее находим характеристическое уравнение, имеющее комплексные корни
и с помощью уравнений Эйлера перейдем к обычным тригонометрическим функци-
ям :
;
где С
По уравнения Эйлера получим
Теперь с помощью краевых условий можно найти тривиальное
решение А=0, В=0 и нетривиальное решение А=0;
В нетривиальном решении последнее выражение можно удовлетворить сле-
дующим образом:
Решаемое дифференциальное уравнение превращается в систему дифференциальных уравнений вида:
, С2 , А , В – константы интегрирования.
1
Тогда
.
.
или
Их решение по формулам Эйлера представляется в гиперболических синусах
и косинусах:
С учетом полученных выражений, запишем
Согласно теории линейных дифференциальных уравнений, общее решение
будет суммой частных решений:
52
0;1;0;0)0,(
00
2
yy
z
b
yn
sh
b
yn
chyxv
b
xn
n
sin0
3,2,1
dx
b
xn
xv
b
D
b
zn
sin)0,(
2
0
2
0)0,(
2
xv
z
0
n
D
zz
Vhxv ),(
2
b
xn
b
hn
shEV
n
nz
sin
3,2,1
b
hn
shE
nn
dx
b
xn
V
bb
hn
shE
b
zn
sin
2
0
b
hn
sh
n
n
V
E
z
n
cos12
0
n
E
b
yn
sh
b
hn
sh
n
n
V
b
xn
yxv
n
z
z
cos12
sin),(
5,3,1
2
Будем находить константы интегрирования по краевым условиям:
Запишем последнюю формулу в виде:
Используем далее теорию рядов Фурье :
Поскольку
, то
.
Краевое условие для скоростей на верхней стенке канала, предполагая, что,
как и ранее, условие прилипаемости среды к материалу корпуса, имеет вид
.
Тогда выражение для одной из составляющей можно записать так
Пользуясь разложением в ряд Фурье, запишем
и
Проведя интегрирование в правой части выше записанного уравнения, выра-
зим
Поскольку четные значения n=2,4,6… дают тривиальное решение
, то
будем учитывать только нечетные слагаемые n=1,3,5…, при которых числитель в
правой части предыдущей формулы равен 2. Теперь распределение скоростей течения в канале определяется формулой вида:
или
53
b
hn
sh
b
yn
sh
b
xn
n
V
yxv
n
z
z
5,3,1
2
sin
14
),(
z
PbhbhV
Q
z
122
3
5,3,1
33
5,3,1
23
2
0
5,3,1
0
0
5,3,1
0
5,3,1
00
2
116
2
1
124
cos
14
sin
14
sin
14
n
z
n
z
h
n
b
z
h
n
b
z
n
hb
z
b
hn
th
nh
bbhV
b
hn
ch
b
hn
sh
n
bV
b
hn
ch
b
hn
shn
b
b
xn
n
b
n
V
dxdy
b
hn
sh
b
yn
sh
b
xn
n
V
dxdy
b
hn
sh
b
yn
sh
b
xn
n
V
Q
.
Двойным интегрирование получим расход среды, обусловленный движением
верхней стенки канала червячного нагнетателя.
Заметим, что сомножитель перед квадратными скобками в последнем выра-
жении совпадает с первым слагаемым в формуле расхода среды в упрощенной линейной теории червячных нагнетателей:
Следовательно, выражение в квадратных скобках в последнем выражении
можно рассматривать как поправочный коэффициент, зависящий от
ствие боковых неподвижных стенок глубоких червячных каналов. По этому попра-
вочному коэффициенту можно расчетным путем оценить погрешность первого слагаемого в формуле расхода упрощенной линейной теории червячных нагнетателей и
определить применимость упрощенной теории в расчетах. Например, при h=b по-
грешность первого слагаемого в формуле составляет около 50%.
действием перепада давления была решена ранее, с учетом этого запишем:
отношения ширины канала b к ее глубине h и учитывающий тормозящее дей-
Задача о распределении скоростей течения в прямоугольном канале под воз-
54
5,3,1
3
3
22
1
sin
2
2
2
4
22
1
n
z
h
yn
h
bn
chn
bx
h
n
ch
hyhy
z
P
v
5,3,1
55
3
1
2
1192
1
12
n
h
bn
th
nb
h
z
Pbh
Q
5,3,1
55
3
5,3,1
33
2
1192
1
12
116
2
n
n
z
h
bn
th
nb
h
z
Pbh
b
hn
th
nh
bbhV
Q
5,3,1
33
116
n
V
b
hn
th
nh
b
k
5,3,1
55
2
1192
1
n
P
h
bn
th
nb
h
k
PV
z
k
z
Pbh
k
bhV
Q
122
3
После двойного интегрирования получим формулу для расхода среды, вы-
званную перепадом давлений:
Учитывая последние из полученных формул, запишем окончательно для чер-
вячного нагнетателя с глубокими каналами выражение для расходно-напорной характеристики
Если представить выражения в квадратных скобках формулы следующим об-
разом
,
то формулу (52) можно представить в виде:
,
а для поправочных коэффициентов kV и kP , как функций отношения глубины
канала к ее ширине, можно составить справочную таблицу.
Для интерполяции значений поправочных коэффициентов при других значениях соотношения глубины и ширины червячного канала можно воспользоваться
программой в Mathcad и построить график вида (рис. 11).
Ряды под знаком суммы достаточно хорошо сходятся. Расчеты показали, что
после 50 итераций уточнение коэффициентов уже не происходит.
В программе величина к является отношением глубины канала червяка к ее
ширине. В данном примере соотношение принято равным единице. В суммируемую
функцию введен сомножитель, которого нет в окончательных формулах и который
обеспечивает суммирование по нечетным индексам суммирования.
55
h/b
0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
kV 1 0,783
0,582
0,433
0,335
0,27
kP 1 0,748
0,515
0,346
0,239
0172
N 50
f x( )
16
1
N
n
1
n
3
1 cos n
( )
2
tanh
n
x
2
=
( )3x
f1 x( ) 1
192 x
5
1
N
n
1
n
5
1 cos n
( )
2
tanh
n
2 x
=
f x( )
f1 x( )
x
1 2
0.5
1
Рис. 11 Зависимость уточняющих коэффициентов от соотношения
глубины и ширины канала
Таблица 2
Значения поправочных коэффициентов kV и kP расходно-напорной
характеристики червячного нагнетателя
Можно показать, что оба коэффициента для широких каналов малой глубины
стремятся к единице и уточненная теория червячных нагнетателей переходит в упрощенную, а следовательно для таких червяков расчет можно проводить по более
простой формуле (9).
56
3. ВОЗМОЖНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННОГО
ПРОЦЕССА
3.1. Потенциальные потребители нововведений
Изучение ситуации на рынке производства рыбопродукции северо-запада РФ
позволяет в качестве потенциальных потребителей нововведений и участников ин-
новационного процесса выделить следующие организации.
Мурманский Траловый Флот - одно из крупнейших в стране рыбопромысло-
вых предприятий, с которого начиналось отечественное промышленное рыболовство. Траловый флот стал прародителем целого ряда предприятий рыбной промышленности Севера. Он дал жизнь Мурманской судоверфи, рыбокомбинату, рыбному
порту, фабрике орудий лова, от него отпочковались и начали самостоятельную дея-
тельность "Мурмансельдь", "Севрыбхолодфлот", совхоз "Арктика".
Официальной датой создания тралового флота считается 19 марта 1920 года. В
этот день было принято решение о национализации 12 тральщиков и образовании
первой и тогда единственной в Советской России траловой флотилии. Фактическое
рождение флота произошло 29 июня того же года, когда советский траулер РТ-30
вышел в первый промысловый рейс.
ОАО "Мурманский Траловый Флот" является членом Союза рыбохозяйственных организаций "Консорциум Мурманский траловый флот".
Членами Союза также являются:
ЗАО "Мурманский Траловый Флот-1"
ЗАО "Мурманский Траловый Флот-2"
ЗАО "Мурманский Траловый Флот-3"
ЗАО "Мурманский Траловый Флот-4"
ОАО "Мурманский Губернский Флот"
Общая численность работающих: 5958 человек.
Главная производственная сила флота - промысловые суда, добытчики рыбы.
Всего их 68 единиц плюс 5 вспомогательных.
За год флот вылавливает 237 тысяч тонн рыбы, из которой производит 198 тысяч тонн различной рыбной продукции на сумму 3836 миллионов рублей. В объёме
общих поставок 34,4% продукции отправляется на экспорт в страны ближнего и
дальнего зарубежья. 65,6% продаётся на внутреннем рынке России.
Флот ведёт промысел в разных районах мирового океана, вылавливает следующие виды рыб: зубатку, камбалу, макрурус, мойву, морского петуха, окунь, палтус, пикшу, полярную тресочку, путассу сайду, сардину, сардинеллу, сардинопс,
сельдь атлантическую, скумбрию, ставриду, треску. Из них за год производит:
191 тысячу тонн мороженой рыбы разных видов разделки, охлаждённой рыбы;
0,3 тысячи тонн мороженой рыбы для корма пушного зверя;
5,2 тысячи тонн рыбной муки;
0,7 тысячи тонн рыбьего жира;
3,68 млн. физических банок консервов.
Среди других перспективных компаний Мурманской области можно также
назвать ООО "Мурманрыбопродукт", СПК РК Поной, ЗАО "Нордкост", ООО "Бриз
Р.С.", ЗАО "Мурманская стивидорная компания" и ООО "Анкран", ООО "Северный
57
стрелец", ЗАО "Мурманскторгснабсервис", ООО ПКФ "БВЗ", ООО "Арктическая
рыбоперерабатывающая компания", ООО "Атлантида-Мурманск", ООО "Компания
Гренада", ООО "Три-Л", ООО "Норд Экспорт", МГООИ "Северянин", ООО "Юмос"
ООО "Мистраль-сервис", ООО "СиФорс", ООО "Компания ЛКТ", ООО
"Полинет" и ООО "Северный Союз Плюс".
Кроме указанных компаний достаточным опытом в разработке и внедрении
нововведений обладают:
- ФГУП «Архангельская база тралового флота» (в разработке и освоении про-
изводства быстрозамороженных кулинарных изделий «Мастер-кок»);
- АтлантНИРО (в разработке технологий новых видов рыбной продукции -
пресервов, консервов, фаршевых изделий, получивших широкое промышленное ос-
воение);
- Рыбопромышленная группа «Бином» (в разработке технологии переработки
краба ангулятуса);
- ФГУП ВНИРО (в разработке производства кормовых продуктов:«Фарш кор-
мовой из гидробионтов, «Перспективный способ получения кормовой рыбной му-
ки»);
- ГУП «Завод детского питания «Фаустово» (во внедрении технологий рыбо-
растительных консервов детского питания);
- Калининградский государственный технический университет (в разработке
жидких контактных сред нового поколения);
- ООО «Кивач» (в разработке и внедрении технологии производства икры фо-
рели);
- Мурманский государственный технический университет (в разработке тех-
нологий производства консервов из копченой рыбы);
- ФГУП ПИНРО(в разработке технологий комплексного использования сырья
Северного бассейна: крабов, пинагора, серрипеса);
- Рыболовецкий колхоз «За Родину» Калининградского РКС (в освоении но-
вых технологий производства рыбных консервов);
- ОАО «Севрыбхолодфлот» (в освоении технологий комплексной переработки
беспозвоночных: трубача, мантии морского гребешка, серрипеса гренландского);
- Сортавальский рыбоперерабатывающий завод (в освоении технологии про-
изводства рыбного фарша из тресковых видов рыб);
- ФГУП ТИНРО (в разработке технологий производства консервов «Щупальца
кальмара без кожицы натуральные «Экстра»);
- ООО «Центр новых морских технологий» (в разработке и внедрении в про-
изводство напитка «Морской коктейль» на основе соковой композиции и полисаха-
ридов водорослей).
58
3.2. Рекомендуемые формы взаимодействия с потребителями нововве-
дений
Приведенные выше сведения говорят о том, что при выпуске рыбной продукции, предусматривающем наиболее рациональное использование рыбы, необходимо
не только внедрение новых технологических схем производства и высокотехноло-
гичного оборудования, но и соблюдение правил транспортировки, хранения и при-
готовления пищевых рыбных продуктов. Поэтому в задачу рыбной промышленности входит не только получение высококачественного сырья и рыбных продуктов,
но и сохранение их без потерь. Рационально использовать и сохранить всю продук-
цию можно только при правильной организации и соблюдении технологических и
санитарно - ветеринарных правил. В связи с этим, контроль качества сырья и выпус-
каемой продукции, рациональное использование рыбы является весьма актуальной
проблемой.
Таким образом, в сегодняшних условиях предприятиям рыбопереработки необходимо при планировании производства исходить из:
1) применения более глубокой переработки сырья для снижения себестоимо-
сти продукции;
2) возможности быстро изменять ассортимент в зависимости от спроса и до-
ходности продукции;
3) учета изменения культуры потребления продуктов питания и их органо-
лептических свойств;
4) возможности производить продукцию, сохраняющую длительный срок
свои потребительские свойства за счет появления более качественного и разнообразного хранения в местах оптовой и розничной торговли;
5) использования механизации труда и новых технологий для увеличения
объемов производства без значительного увеличения занятых площадей;
6) использования для выпуска своей продукции полуфабриката, выпущенного
другим предприятием.
Исследования результаты которых могли бы помочь в решении указанных
проблем условно можно разделить на следующие разделы.
Раздел 1. «Консервирование, в том числе замораживание, сырья для хранения
или транспортировки перед переработкой и готовой продукции из рыбы» включает
основные направления исследований:
Разработка перспективных видов холодильной обработки и хранения
рыбного сырья и продукции;
Разработка перспективных методов определения качественных показа-
телей нативного, охлажденного и замороженного рыбного сырья и продукции и их
изменению при замораживании и хранении, в зависимости от режимных параметров
процесса замораживания;
Разработка физико-математической модели процесса криогенного и воз-
душного замораживания рыбного сырья и продукции;
Разработка технологий охлажденной, подмороженной и мороженной
рыбы в состоянии эубиоза и наркоанабиоза;
Использование модифицированной газовой среды для удлинения сроков
хранения и улучшения качества охлажденной, подмороженной и мороженной рыбы;
59
Разработка новых упаковочных материалов и устройств для упаковки
сырья и кулинарной продукции из рыбы;
Анализ особенностей превращений и изменений качественных показа-
телей при холодильном хранении пресноводного рыбного сырья и продукции;
Проведение сравнительной органолептической оценки сырья и продук-
ции из рыбы при воздушном и криогенном замораживании;
Использование жидкого и газообразного азота для улучшения качест-
венного состояния полученного экологически чистого продукта долговременного
хранения;
Разработка оптимизационной модели процесса замораживания морского
и пресноводного рыбного сырья;
Раздел 2. «Обеспечение продовольственной безопасности экспертизой сырья,
полуфабрикатов и продукции из рыбы» включает основные направления исследова-
ний:
Разработка методик для экспертизы качества новых видов полуфабрика-
тов и продукции переработки рыбы сразу после переработки, после транспортиров-
ки и хранения ;
Разработка методик оценки потребительских свойств пищевых добавок
из рыбы в процессе хранения;
Создание продуктов повышенной пищевой и биологической ценности, в
том числе с лечебно-профилактическим эффектом и лечебного питания;
Разработка методик оценки потребительских свойств материалов для
упаковки рыбы при хранении;
Теоретические и экспериментальные исследования для разработки мо-
делей тепло- и массопереноса в процессах переработки рыбы;
Раздел 3. «Глубокая переработка рыбы на специализированных предприяти-
ях» включает основные направления исследований:
Разработка предложений по снижению эксплуатационных нагрузок на
оборудование при переработке пищевого сырья, в том числе путем изменения его
структурно-механических свойств за счет введения модифицирующих добавок;
Разработка перспективной технологии и оборудования для снижения
отходов при первичной обработке рыбного сырья с использованием абразивных рабочих органов при изготовлении фаршей;
Разработка ресурсосберегающей технологии и оборудования путем ме-
ханизации процессов бланширования и укладки рыбы при производстве консервов;
Теоретические и экспериментальные исследования переноса массы (мо-
лекулярного и конвективного) в системах жидкие жиры-водород;
Разработка технологических процессов и оборудования для копчения
гидробионтов с извлечением коптильных жидкости из дымовых газов.
Раздел 4. «Утилизация отходов производств по переработке рыбы» включает
основные направления исследований:
Разработка технологических процессов и аппаратов для их реализации
при получении высококачественного рыбного жира путем его гидрогенизации;
Разработка технологического процесса и оборудования для разделения
жидкости по плотности при очистке стоков.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]