AGRIS - 

2016

Shelekhova, N.V. | Rimareva, L.V. | Poliakov, V.A., All-Russia Research and Development Inst. of Food Biotechnology, Moscow

There has been developed a complex control system for the production of rectified ethyl alcohol. The control points (CP) are referred to the production steps: water preparation (CP1), churning preparation (CP2), cooking and saccharifying (CP3), yeast generation and fermentation (CP4), distillation and rectification (CP5). In CP1 the quality is determined for initial, process and Na-cationized water, in CP2 – for churning water and churning, in CP3 – for mash, malted milk, enzymes and saccharified mash, in CP4 – for yeast, wort and spirit medium, in CVP5 – rectified alcohol, residue water, distillery waste and crude alcohol. To determine the weight fraction of cations, anions of inorganic and organic acids, as well as the weight concentration of nitrogen volatile bases, the capillary electrophoresis method is used in accordance with GOST R 55761-2013 (CP1-CP5) and GOST 31810-2012 (using the gas chromatography according to GOST R 55792-2013 (CP4) and GOST 31684-2012 (CP5)). Having unknown components, they are identified in accordance with the original measurement technique MT 10-262.43-03 based on chromato-mass-spectrometry (CP4 and CP5). To process the measurement results, program complexes "C2H5OH" and "KEF" have been developed. The proposed system allows controlling the formation of secondary impurities and revealing the reasons of their generation in every step of production, as well as receiving the fullest information on chemical composition of products and intermediate products of alcohol production. | Разработана комплексная система контроля производства спирта этилового ректификованного. Точки контроля (ТК) привязаны к этапам производства: водоподготовка (ТК1), приготовление замеса (ТК2), разваривание и осахаривание (ТК3), дрожжегенерация и брожение (ТК4), отгонка спирта и ректификация (ТК5). В ТК1 определяется качество исходной, производственной и Na-катионированной воды, в ТК2 – воды для замеса и замеса, в ТК3 – сусла, солодового молока, ферментов и осахаренного сусла, в ТК4 – питательной среды для дрожжей, бражки и зрелой бражки, в ТК5 – спирта-ректификата, лютера, барды и спирта-сырца. Для определения массовой доли катионов, анионов неорганических и органических кислот, а также массовой концентрации азотистых летучих оснований используется метод капиллярного электрофореза в соответствии с ГОСТ Р 55761-2013 (ТК1-ТК5) и ГОСТ 31810-2012 (с применением газохроматографического метода по ГОСТ Р 55792-2013 (ТК4) и ГОСТ 31684-2012 (ТК5)). При наличии неизвестных компонентов их идентификация осуществляется в соответствии с оригинальной методикой измерения МИ 10-262.43-03, основанной на методе хромато-масс-спектрометрии (ТК4 и ТК5). Для обработки результатов измерения разработаны программные комплексы "C2H5OH" и "КЭФ". Предлагаемая система позволяет контролировать образование вторичных примесей и выявлять причины их возникновения на всех этапах производства, а также получать наиболее полную информацию о химическом составе продуктов и полупродуктов спиртового производства.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Novikov, N.N., All-Russia Research and Development Inst. of Mechanization of Animal Husbandry, Moscow

The problem of biotechnical process optimal control, as a mathematical model adopted as a system of nonlinear differential equations of the first of order of large dimension is formulated. The management's tasks general solution is defined on its particular solution basis and is implemented as a scanning system of real-time by hardware. The structural scheme and functioning system optimal control's algorithm are given. The example of the biotechnological process control is given, when the gain of weight of the particular biological object (animals, poultry) through their consumption of a certain amount of feed, when the room's temperature where is the biological object, varies according to some of rule. The rate of the live weight (weight gain) increasing is the phase coordinate, and the intake of feeding intensity, the premise's air temperature - are managing variables. The mass of the biological object when it placing on the fattening also takes into account, as well as the bioobject's maximum weight, at which the feeding is ended, the permissible limits of temperature variation of the air in the premise, the lower limit of the daily dose of forage delivery to bioobject depending on its current weight, fattening period's duration. As the functional task the consumed feed and heat energy maintaining indoor climate costs's sum is examined. As to the sum of these costs in the cold season accounts for 75-80% of the total cultivation of the bioobject cost, and as a result of solving this problem these costs are reduced, the considered process's optimal managing will reduce the production costs and improve its economic performance. | Сформулирована задача оптимального управления биотехническим процессом, в качестве математической модели которого принята система нелинейных дифференциальных уравнений первого порядка большой размерности. Общее решение задачи управления определено на основе ее частного решения и аппаратно реализовано как сканирующая система реального времени. Даны структурная схема и алгоритм функционирования системы оптимального управления. Приведен пример задачи управления биотехническим процессом, когда рассматривается прирост живой массы определенного биообъекта (животных, птицы) в результате потребления им определенного количества корма, при условии, когда температура воздуха в помещении, где биообъект содержится, изменяется по некоторому закону. Скорость увеличения живой массы (привес) является фазовой координатой, интенсивность потребления корма, температура воздуха в помещении – управляющие переменные. Учитываются также масса биообъекта при постановке на откорм, предельная масса биообъекта, по достижении которой откорм завершается, допустимые пределы варьирования температуры воздуха в помещении, нижняя граница суточной дозы выдачи корма биообъекту в зависимости от его текущей массы, продолжительность периода откорма. В качестве функционала задачи рассмотрена сумма затрат на израсходованные корма и тепловую энергию на поддержание микроклимата в помещении. Поскольку сумма указанных затрат в холодный период составляет 75-80% общих затрат на выращивание биообъекта, и эти затраты в результате решения данной задачи снижаются, оптимальное управление рассматриваемым процессом позволит снизить издержки на производство и улучшить его экономические показатели.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation