Імітаційне моделювання процесів та апаратів інфрачервоного жарення м’ясних напівфабрикатів

Abstract

За використання програмного комплексу Vensim, який реалізує системно-динамічну технологію потокового типу, виконано імітаційне моделювання процесу інфрачервоного жарення м’ясних напівфабрикатів та комплексної оцінки апарату інфрачервоного жарення. Використання імітаційного моделювання уможливлює повну та якісну оцінку впливу таких факторів, як тип сировини, потужність апарата та наявність відбивача променевого потоку на характер та значення вихідних функцій, тобто готовності продукту, а також продуктивності та витратності обладнання. Досліджувався вплив теплофізичних характеристик м’ясного напівфабриката та потужності випромінювача на середню температуру внутрішніх шарів продукту, а також вплив наявності в апараті відбивача променевого потоку на продуктивність, енергоємність, металомісткість та питому витратність апарата. Профіль відбивача забезпечує рівномірне опромінення опуклого перерізу м’ясного напівфабриката. Використання в апараті відбивача променевого потоку призводить до готовності свинини за 8.7 хвилин або яловичини – за 10.6 хвилин, збільшення продуктивності на 60 %, скорочення енергоємності на 60 %, металомісткості на 40 %, питомої витратності на 124 %. Експериментування з імітаційними моделями процесів та апаратів інфрачервоного жарення надає системне підґрунтя для їх інтенсифікації та оптимізації.

Using the Vensim software package, which implements a system-dynamic flow-type technology, simulation of the process of infrared frying of meat semi-finished products and a comprehensive assessment of the infrared frying apparatus was performed. The use of simulation modeling allows you to fully and qualitatively assess the influence of such factors as the type of raw material, the power of the apparatus and t he presence of a radiant flux reflector on the nature and value of output functions, that is, product readiness, as well as equipment productivity and cost. The influence of the thermophysical characteristics of the meat semi-finished product and the power of the radiator on the average temperature of the inner layers of the product, as well as the effect of the presence of a radiant flux reflector in the apparatus on productivity, energy intensity, metal consumption and specific expenses of the apparatus were investigated. The reflector profile provides uniform irradiation of the convex section of the meat semi-finished product. The use of a reflector beam in the apparatus leads to readiness of pork in 8.7 minutes, beef in 10.6 minutes, an increase in productivity by 60 %, a reduction in energy consumption by 60 %, metal consumption by 40 %, and specific expenses by 124 %. Experimenting with simulation models of infrared frying processes and apparatuses provides a system basis for their intensification and optimization.