Моделирование и управление технологическим процессом термообработки какао-бобов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Лемпого Форгор

• Лемпого Форгор
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Лемпого Форгор

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ, ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССА ТЕРМООБРАБОТКИ КАКАО-БОБОВ

1.1 Краткий обзор техники и технологии переработки какао

1.1.1 Модель цепочки добавленной стоимости какао-бобов

1.1.2 Стандарты качества и сортировки какао-бобов

1.1.3 Свойства какао-бобов как объекта термообработки

1.1.4 Технология переработки какао

1.2 Анализ технологических методов и средств термообработки в условиях

послеуборочной обработки какао-бобов

1.2.1 Необходимость термообработки какао-бобов

1.2.2 Современные методы термообработки какао-бобов

1.2.3 Классификация современных сушилок

1.3 Современные методы моделирования и управления процессом

термообработки

1.3.1 Основы моделирования систем

1.3.2 Моделирование и управление процессом термообработки с использованием методов искусственного интеллекта

1.3.3 Математическое моделирование процессов термообработки

1.4 выводб1 по главе и задачи исследования

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ТЕРМООБРАБОТКИ КАКАО-БОБОВ

2.1 Общая модель системы термообработки

2.1.1 Модель оборудования для термообработки какао-бобов

2.1.2 Модель материала термообработки

2.2 Экспериментальное исследование процесса термообработки какао-бобов

2.2.1. Методика подготовки какао бобов к термообработке

2.2.2. Методика определения влажности и температуры слоя какао бобов

2.2.3. Методика исследования режимов термообработки какао-бобов

2.2.4. Анализ результатов экспериментального исследования процесса термообработки какао бобов

2.3 Выводы по главе

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМООБРАБОТКИ КАКАО-БОБОВ

3.1. Разработка математической модели процесса термообработки какао-бобов

3.2 Численное решение разработанной математической модели термообработки какао-бобов

3.3 Разработка методики для расчета параметров процесса термообработки

какао-бобов

3.4. Разработка методики расчета оптимального режима термообработки какао-бобов

3.4 Выводы по главе

ГЛАВА 4. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ТЕРМООБРАБОТКИ КАКАО-БОБОВ

4.1 Технологический процесс термообработки как объект управления

4.2 Разработки функциональной структуры системы автоматизированного управления процессом термообработки какао-бобов

4.3 Выбор закона регулирования

4.3.1 Обоснование выбора закона регулирования

4.3.2 Расчет динамических характеристик объекта управления

4.4 Разработка модели регулятора для управления процессом

термообработки какао

4.5 Настройка ПИД-регулятора при помощи алгоритма дифференциальной

эволюции

4.6. Оценка эффективности системы автоматизированного управления

процессом термообработки какао-бобов

4.7 Выводы по главе

ГЛАВА 5. ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

5.1 Идентификация математической модели

5.1.1 Расчет теплофизических параметров скелета слоя какао-бобов

5.1.2 Расчет теплофизических характеристик влажных частиц какао-бобов

5.1.3 Расчет теплофизических характеристик слоя какао-бобов

5.1.4 Расчет поля температур слоя какао-бобов

5.2 Разработка программного обеспечения для моделирования процесса

термообработки слоя какао-бобов

5.2.1 Архитектура программного обеспечения

5.2.2 Базы данных системы

5.2.3 Разработка модели процесса термообработки и модели решения

5.2.4 Разработки графического интерфейса пользователя

5.3 Выводы по главе

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование и управление технологическим процессом термообработки какао-бобов»

ВВЕДЕНИЕ

Процесс переработки какао-бобов состоит из нескольких технологических подпроцессов, наиболее важными из которых являются процессы термообработки: сушка какао-бобов и растворимого какао-порошка и обжарка какао-бобов. Условия термообработки какао-бобов определяют основные параметры качества готовых какао-продуктов - аромат и цвет шоколада, и, кроме того, процессы термообработки являются наиболее энергоемкой стадией всего процесса переработки какао.

Энергопотребление в области термообработки в шести различных отраслях британской промышленности составляет примерно 12 % от общей энергии, используемой в производственных процессах. Более высокие проценты (от 17 до 25) в других европейских странах и в США, где энергия, необходимая промышленности для термообработки, составляет около 1,6 х 1011 МДж/год. Считается, что на процессы термообработки приходится примерно от 9 до 25 % национального промышленного энергопотребления в развитых странах [1].

Энергообеспечение процесса термообработки какао-бобов осуществляется за счет использования электроэнергии. В большинстве развивающихся стран, таких как страны Африки,.проблемы не самодостаточности энергообеспечения очень распространены. Считается, что не более 20 % населения Африки, а в некоторых странах лишь 5 % (за исключением ЮАР и Египта) имеют прямой доступ к электричеству. Гана в настоящее время имеет возможность производить только 1810 МВт электроэнергии из предполагаемых 5000 МВт (меньше 40 %), необходимой для энергообеспечения промышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства своего 24-миллионного населения. Из генерируемой в настоящее время энергии 51 % используется для жилищно-коммунального хозяйства, а остальные 49 % - для коммерческих и промышленных целей [2]. В результате большинство отраслей промышленности страны не работают на полную мощность.

Одним из путей повышения энергопользования промышленных предприятий является автоматизация их технологических процессов.

При решении задач автоматизации и управления процессом термообработки автор опирался на труды академика В.В. Кафарова, B.JI. Перова, И.Н. Дорохова, В.П. Мешалкина, Б.В. Палюха, А.Ф. Егорова, [3 - 10] и др.

В фундаментальных работах С. Уитекера [11 - 13], A.B. Лыкова [14 - 16], П. А. Ребиндера [17 - 20] и Филиппа и де Вриза [21, 22], С.Н. Гамаюнова и Н.И. Гамаюнова [23 - 25] по теории сушки даны понятия физических основ химических процессов, протекающих при сушке. Вопросы моделирования процесса термообработки какао-бобов рассмотрены в работах [26 - 32]. Однако предложенные в этих источниках модели термообработки не дают однозначного решения при выборе метода термообработки, его имитационного описания и моделирования, не рассматриваются вопросы реакции ферментативного потемнения какао-бобов при термообработке.

Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью постоянного уменьшения энергозатрат, требуемых для термообработки, при заданных значениях показателей качества конечных какао-продуктов. Учитывая высокую энергоемкость процессов термообработки, необходимо стремиться к повышению его эффективности путем совершенствования методов управления, технологии и техники термообработки. Решению данной задачи посвящена предлагаемая работа.

Объектом исследования является технологический процесс термообработки какао-бобов в конвективном оборудовании в непрерывном режиме.

В качестве предмета исследования выступают алгоритмы, модели и средства автоматизации процесса термообработки какао-бобов в непрерывном режиме.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности процесса термообработки какао-бобов на основе использования методов моделирования и современных средств автоматизации технологического процесса.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

1) Исследование физической системы и процесса термообработки какао-бобов.

2) Разработка математической модели для моделирования процесса термообработки какао-бобов в конвективном оборудовании.

3) Разработка структуры и алгоритма работы системы автоматизированного управления процессом термообработки какао-бобов.

4) Разработка методик определения наилучших условий/параметров термообработки какао-бобов.

5) Разработка комплекса программ для моделирования процесса термообработки бобов, в том числе определения наилучших условий/параметров термообработки, оценки их текущего состояния и расчета времени термообработки.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работы были использованы методы вычислительной математики, методы современной теории управления, методы имитационного математического моделирования.

Научная новизна. Процесс рассматривается с системных позиций как многостадийный, что позволяет описать каждую его лимитирующую стадию в виде дифференциальных уравнений в частных производных.

Предложена математическая модель процесса термообработки какао-бобов в конвективном оборудовании, основанная на периодах нагрева, постоянной и падающей скорости термообработки и отличающаяся использованием источникого члена, учитывающего тепловыделение за счёт реакции ферментативного потемнения какао-бобов при их термообработке.

Разработана методика определения параметров процесса термообработки какао-бобов в конвективной сушилке. Методика предназначена для расчета полей

температур, времени реакции ферментативного потемнения и термообработки. Это позволяет изучить влияние основных параметров процесса термообработки на полях температуры и продолжительности процесса.

Выделен комплекс управляемых параметров для создания методики автоматизированного управления процессом в реальном масштабе времени.

Разработана методика расчета настройки регулятора, использующая метод дифференциальной эволюции.

Практическая ценность работы. Разработанные модели и методики позволяют анализировать и рассчитывать условия термообработки, такие как распределение тепла на поверхности и внутри слоя какао-бобов во время термообработки, продолжительность термообработки.

Разработан комплекс программ, позволяющих рассчитывать оптимальные технологические режимы процесса термообработки какао-бобов в конвективном оборудовании (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014661739). Программа является мощным инструментом принятия решений, который полезен инженерам и операторам для разработки оптимальных условий термообработки, что необходимо для улучшения качества какао-бобов и конечных какао-продуктов.

Предложенная система автоматизированного управления позволяет сократить время нагрева и обеспечить требуемое поле температуры, отражающееся на эффективности процесса и качестве бобов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментального исследования процесса термообработки какао-бобов.

2. Математическая модель для моделирования процесса термообработки какао-бобов.

3. Комплекс методик и программ, позволяющих рассчитывать наилучшие технологические режимы процесса термообработки какао-бобов в конвективном оборудовании.

4. Структура и алгоритм работы системы автоматизированного управления процессом термообработки какао-бобов.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены на конференции (XXXI Международная научно-практическая конференция (летная сессия), г. Пенза: ПГТУ, 2013).

Имеется свидетельство о регистрации разработанного комплекса программ в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014661739).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 10 по списку, рекомендованному ВАК, и 1 авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 136 наименований и приложения. Работа изложена на 174 страницах, в том числе 136 страниц основного текста, содержит 40 рисунков и 20 листов приложения.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, изложена научная новизна и практическая ценность результатов, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, приведена структура диссертации и перечень вопросов, рассматриваемых в главах и приложениях.

В первой главе приведен аналитический обзор научно-технической литературы по процессам переработки какао и термообработки какао-бобов в пищевой промышленности. На основе выполненного анализа по современному состоянию и направлениям развития теории и техники термообработки какао-бобов сформулированы основные научные и технические задачи диссертации.

Во второй главе приведены комплексные экспериментальные исследования системы и процесса термообработки какао-бобов при различных режимах эксплуатации оборудования.

В третьей главе описаны методика получения математической модели процесса термообработки слоя какао-бобов в конвективной сушилке, алгоритм расчета и вычисления параметров термообработки.

В четвертой главе разработаны методики и модели для автоматизированного управления процесса термообработки какао-бобов. Приведено численное моделирование модели в Matlab при помощи Simulink. Далее проведена оптимизация процесса с использованием алгоритма дифференциальной эволюции (ДЭ).

В пятой главе представлена идентификация разработанной математической модели и программная реализация системы имитационного моделирования процесса термообработки слоя какао-бобов с использованием инструментов быстрой разработки приложений (RAD).

В заключении изложены общие результаты диссертации, даны рекомендации по применению разработанной математической модели и комплекса программ для моделирования процесса термообработки слоя какао-бобов в конвективной сушилке.

В приложения вынесены некоторые вопросы программной реализации информационной системы, показано свидетельство о регистрации программы ЭВМ, приведены листинг программ вычисления и параметров модели.

ГЛАВА 1

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ, ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССА ТЕРМООБРАБОТКИ КАКАО-БОБОВ

1.1 Краткий обзор техники и технологии переработки какао 1.1.1 Модель цепочки добавленной стоимости какао-бобов

Дерево какао (Theobroma cacao) впервые появилось в бассейне реки Амазонки и в настоящее время выращивается в коммерческих целях в благоприятных условиях с оптимальным режимом роста. Наиболее подходящими условиями выращивания какао считаются: температура 20-30°С (68-86 °F), норма выпадения годовых осадков 1500-2500 мм при 2000 солнечных часов в год. Большинство мировых плантаций какао расположены в пределах 20° к северу и югу от экватора. Какао успешно произрастает на глубоких почвах, богатых питательными веществами и хорошо дренированных, лежащих на 700-метровой отметке ниже уровня моря, так как сильные ветры могут повредить урожай [33 -35].

Как показано в рис. 1.1, промышленные насаждения какао-бобов сосредоточены в Западной Африке, производство какао здесь составляет около 70 % от его мирового производства (данные сезона 2011-2012 гг.).

Цепочка добавленной стоимости - это инструмент стратегического анализа, который представляет собой последовательность взаимосвязанных шагов предпринимательской деятельности (производство, переработка, маркетинг и продажа), в результате которых создается стоимость продукта или услуги [36].

В течение этих процессов производственные ресурсы, сырье, услуги, промежуточные и конечные продукты могут переходить от одного участника бизнес-процесса к другому, при этом каждый субъект в цепочке добавляет продукту некоторую добавочную стоимость.

аКот-д'Ивуар ■ Гана в Индонезия Нигерия ■ Камерун в Другие

1600 1511

2008/09 2009/10 2010/11 2011/12

Сезон урожая

Рис. 1.1- Мировые страны-лидеры в производстве какао-бобов (согласно данным [37]) На протяжении последних нескольких лет цепочка добавленной стоимости на какао, произведенном в Гане, продолжает испытывать феноменальный рост. Являясь одним из самых важных экспортируемых продуктов, какао достигает 4,5% в ВВП страны, а в 2011 году на данный продукт пришлось 30 % от общего объема экспортной выручки. Различные инициативы правительства позволили увеличить общее производство бобов с 450000 тонн в 2000 году до более миллиона тонн в 2011 году [38]. Около 90% какао выращивается мелкими фермерскими хозяйствами [39]. Какао доминирует в сельскохозяйственном секторе страны и является основным источником дохода приблизительно для 800 тысяч фермеров и многих других заинтересованных сторон, занятых в сфере торговли, транспортировки и переработки какао [39]. Эти факты дают основание для проведения научно-исследовательских работ, касающихся выращивания, хранения и переработки какао в Гане.

В нашем случае заинтересованные стороны будут представлены местными субъектами - фермерами, государственными учреждениями и т.п., такими, как совет по делам управления какао в Гане (Ghana Cocoa Board - COCOBOD), коммерческая компания по продаже какао-продукта (Cocoa Marketing Company -CMC), торгово-закупочные лицензированные компании (Licensed Cocoa Buying Companies - LBCs), предприятия транспортировки и складирования, обслуживающие компании логистических услуг, местные производители, измельчители и дистрибьюторы шоколада, розничные торговцы и местные потребители. Есть также международные участники: брокеры/трейдеры, судоходные компании, владельцы складов, компании, занимающиеся измельчением и производством шоколадного продукта, а также международные потребители [38]. Модель создания цепочки добавленной стоимости какао-бобов Ганы приведена на рисунке 1.2.

Мелкие фер

И-

Совет какао Ганы (COCOBOD)

Лицензированные какао-покупательные компании (LBC)

т

..........

Отечественный

шоколадный и кондитерский рынок

Компания какао-маркетинга (CMC)

■ ▼ I

Госучреждения и провайдеры

Усл*г

■■мн

Отечественный

косметическии рынок

I

H

Оценка качества

▼

Отечественные производители шоколада ...............шякршяЁ- " ■ ■ Отечественные измельчители

1

!

.Судркддные.динии-,

■ международные брокеры/трейдеры

▼

Международные измельчители

i-

т

Международные производители шоколада

Международный косметический рынок

Ï

■авшамянни

Международный шоколадный и кондитерский рынок

X

г

M

Ключ ^-

Поток какао-бобов •4--

Поток какао-продуктов <.....

Поток услуг и гос. нормы

5

О.

Рис. 1.2 - Модель цепочки добавленной стоимости какао-бобов

Как показано на рисунке 1.2, цепочка создания стоимости какао Ганы начинается с выращивания, сбора, ферментации и сушки какао-бобов в мелких фермерских хозяйствах. Сухие какао-бобы (7,5-10 % влажности) затем продаются лицензированным какао-закупочным компаниям (LBC), которые работают под руководством Совета по делам управления какао в Гане (COCOBOD).

Иногда бобы сушат дополнительно до уровня требуемой влажности 7,5-8,5 % и перепродают посредством коммерческой компании по продажам какао-продукта (CMC), которая является дочерней компанией COCOBOD -единственного экспортера какао-бобов в Гане [40]. COCOBOD затем перепродает бобы предприятиям местной промышленности для локальной переработки или экспортирует их зарубежным производственным и перерабатывающим компаниям. По имеющимся данным [40], основными направлениями экспорта какао из Ганы в течение сезона 2012-2013 гг. были Европейский Союз, Япония, Малайзия и США.

1.1.2 Стандарты качества и сортировки какао-бобов

Окончательное качество какао-бобов в значительной степени зависит не от их происхождения, а от погодных условий во время выращивания, состояния почвы, условий ферментации, сушки и хранении [33].

В результате все партии какао-бобов проходят через процедуры контроля качества до их экспортирования [35, 40]. Этот процесс осуществляется на различных этапах обработки и включает в себя сортировку бобов.

Различные стандарты какао, которые применяются в наше время, включают такие показатели, как аромат и вкус,' чистота и доброкачественность продукта. Наиболее важными из этих стандартов являются стандарты ISO [41], а также стандарты различных торговых ассоциаций, таких как Лондонская ассоциация какао (Cocoa Association of London), Французская торговая ассоциация какао (Française Du Commerce de Cacao) и Американская ассоциация торговцев какао (the US Cocoa Merchants Association) [42]. Стандарты сортов какао основаны на

показателях пробы на разрез, что позволяет путем вскрытия какао-боба определить первоначальные существенные вкусовые дефекты по цвету высушенного ядра [43].

Сортировка включает в себя классификацию партий какао-бобов по установленным стандартам качества с учетом их физических и химических свойств. Правильная оценка класса качества очень важна не только потому, что диктует цену партии, - она определяет, где эти какао-бобы могут быть использованы [37].

Сортировка по качеству какао-бобов зависит от стран-изготовителей и стран-потребителей. На протяжении многих лет на рынке сложилась стандартная практика оценки качества какао-бобов, установленная основными международными торговыми ассоциациями [37]. Некоторые из используемых критериев включают методы ферментации и сушки, методы контроля над болезнями и вредителями растений, способы хранения и обработки бобов и т.д. Неправильные методы ферментации и сушки какао-бобов, например, могут привести к низкому качеству и отклонению от стандартов, так как являются причиной появления кислого вкуса какао-бобов и плесени.

Отдел контроля качества в Совете по делам управления какао в Гане (Ghana COCOBOD) несет ответственность за проверку, оценку качества и сертификацию какао-бобов в Гане [40]. Персонал должен правильно оценить качество какао путем визуального осмотра, оценки запаха и физических свойств, провести органолептические тесты, пробы на разрез.

Как правило, качественные какао-бобы округлые, с рыхлой неповрежденной семенной оболочкой, влажностью не более 7,5 % и примесью посторонних веществ около 0,5 %. Плоские, сморщенные или заплесневелые бобы, с повреждениями от насекомых или с другими дефектами неприемлемы. По международным стандартам качества, какао-бобы подразделяются на три класса, как показано в таблице 1.1. Отбор и оценка качества какао-бобов в значительной степени -искусство, чем наука, поскольку большинство из критериев, используемых при

оценке, являются нечеткими и, как правило, вычисляются приближенно, основываясь на опыте и индивидуальном суждении эксперта.

Таблица 1.1

Характеристика какао-бобов по классам (согласно [33, 37, 40])

Класс Внешний цвет Дефекты бобов (% от общей выборки)

плесень темно-серый цвет внешние дефекты влажность посторонние примеси

Класс I От розовато-красного до коричневого 4 3 3 7,5 0,5

Класс II От красновато-коричневого до черно-коричневого 5 8 5 7,5 0,5

Класс III От коричневого до черно-коричневого 12 10 8 7,5 0,5

1.1.3 Свойства какао-бобов как объекта термообработки

Физические и химические характеристики какао-бобов, такие как размер, вкус, цвет и химический состав жира, варьируются в зависимости от происхождения какао-бобов. Существует около 20 видов семейства ТЬеоЬгоша, но

дерево Theobroma cacao является единственным видом, имеющим реальную промышленную ценность [44]. Исследователи этого вида выделяют несколько независимых подвидов, описанных как Criollo и Forastero. Подвид Criollos широко известен своими более светлыми по цвету бобами с мягким ореховым вкусом. Плоды Forastero характеризуются темно-коричневым оттенком, с более выраженным вкусом и слегка горьковатые, с более высоким содержанием жира [33]. Существует также гибрид Criollo и Forastero называемый Trinitarios [33, 35]. Считается, что большая часть мирового урожая - это бобы Forastero. Какао-бобы Ганы принадлежат именно к этому виду.

Дерево какао дает от 20 до 30 стручков в год, каждый из стручков содержит от 30 до 45 бобов, покоящихся в слизистой плодовой мякоти. Из каждого стручка получается около 1,5 унций ферментированных и высушенных какао-бобов [35].

Бобы состоят из наружной оболочки, или семенной кожуры, окружающей две семядоли (называемые ядрышками), и небольшого зародыша (эмбриона растения) [44].

Большая часть компонентного состава какао-бобов - это жир (масло какао), на долю которого приходится более половины сухого веса ядра (см. таблицу 1.2).

Характерные свойства какао-бобов: содержание влаги, температура, удельная теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, текучесть, объемная плотность, пористость, плотность, критическая скорость, удельный вес и упругость. При разработке технологии термообработки какао-бобы в качестве объекта термообработки принято считать гигроскопическими, с коллоидной капиллярно-пористой структурой. Поэтому необходимо учитывать зависимость их теплофизических свойств от влагосодержания, коэффициента диффузии влаги, температуры бобов, теплоустойчивости (тепловой чувствительности), а также физических свойств массы бобов.

Таблица 1.2

Компонентный состав сухого какао-боба (согласно [44])

Компоненты Состав боба (%)

с кожурой без кожуры

Неочищенный жир 45,6 50-60

Безазотистые экстрактивные вещества 17,1 13,9

Сырые белки 14,2 14,1

Вода 7,9 5,6

Крахмал 5,9 8,8

Кофеин 0,2 —

Сырая клетчатка 4,8 3,9

Зола 4,6 3,5

Теобромин 1,5 1,6

Влагосодержание какао-бобов после ферментации составляет примерно 65 %, которое необходимо уменьшить до 7-8 %, чтобы предотвратить рост плесени при хранении, так как содержание влаги выше этого диапазона является благоприятной средой для роста плесени. С другой стороны, при влагосодержании ниже 6 % бобы становятся очень хрупкими, что значительно усложняет их последующую обработку и переработку [35]. Влагосодержание может быть выражено в процентах от общей массы или веса абсолютно сухой массы бобов [45].

хЮО ; и = — хЮО, (1.1)

М0 Мс К }

где и - влагосодержание бобов (%) по отношению к общей массе влажных бобов; ис - влагосодержание бобов (%) относительно массы абсолютно сухих

бобов; и - влагосодержание на единицу массы влажных бобов (кг); Мо - масса влажных бобов (кг); Мс - масса абсолютно сухих бобов (кг).

При определенной температуре и давлении влагосодержание влажного твердого вещества находится в равновесии с парогазовой смесью (ноль для негигроскопических твердых веществ). Это явление известно, как равновесное влагосодержание. Равновесное влагосодержание какао-бобов при различных температурах и относительной влажности приведено в таблице 1.3.

Температура термообработки. Тепло, подаваемое к какао-бобам во время сушки, должно быть ниже 60 °С, поскольку выше этого предела какао-бобы потеряют некоторые летучие питательные вещества, такие как жирные кислоты, а также произойдет вспучивание бобов [28]. Кроме того, температура ниже 60 °С позволяет сушить бобы более медленно и довести процессы формирования вкусового букета, начатые во время ферментации, до конца.

Таблица 1.3

Равновесное влагосодержание какао-бобов (ие, %) (согласно [46])

Относительная влажность (%) Температура (°С)

20 30 40 50 60 70

30 — — — 7,79 7,72 5,39

40 — — 14,91 10,89 7,84 6,77

50 38 22,84 15,96 10,65 8,33 6,46

60 38,99 24,06 17,53 11,8 8,61 7,85

70 39,83 25,54 16,72 12,95 10,67 9,11

80 41,97 30,09 18,95 15,9 14,44 11,84

90 49,29 40,28 28,11 25,9 22,84 16,05

Теплопроводность - это физическое свойство бобов, которое определяет их способность проводить тепловую энергию. Теплоотдача в слое какао-бобов проистекает двумя способами: 1) от бобов к бобам, когда они вступают в контакт -тепловая проводимость; 2) от сушильного агента (воздуха) на слой бобов -конвекция. Какао-бобы имеют теплопроводность =0.49-0.44ехр(-0.206г/), которая

составляет около 0,18 Вт/м °К [47].

Температуропроводность - это физическое свойство бобов, которое определяет их способность проводить тепловую энергию по отношению к их способности сохранять тепловую энергию. Температуропроводность какао-бобов при температуре 20-60 °С составляет около 0,000721 м2/ч.

Удельная теплоемкость - это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 кг зерен на 1 °С. Для такой сельскохозяйственной продукции, как какао-бобы, удельную теплоемкость принято считать, как сумму ее составляющих. Таким образом, удельная теплоемкость состоит из суммы теплоемкостей абсолютно сухой массы бобов и воды. При таком предположении теплоемкость какао-бобов при влажности и (%) определяется следующим уравнением [45]:

р 100 100

где сс - теплоемкость абсолютно сухих какао-бобов; сс = 1,728 кДж/кг К; с -теплоемкость воды; с = 4,19 кДж/кг К.

Гигроскопичность. Какао-бобы, как и любая другая сельскохозяйственная продукция, обладает способностью поглощать и испарять влагу. Это явление называется гигроскопичностью и является одним из наиболее важных структурных свойств какао. Количество поглощаемой или выделяемой влаги зависит от многих факторов: температуры и относительной влажности наружного воздуха, содержания влаги и т.д.

Пористость - это общий объем пространства между бобами, который заполнен воздухом при расположении бобов слоем. Обычно пористость

выражается в процентах от общего объема слоя бобов. Плотность слоя какао-бобов внутри сушильной камеры, объем и, следовательно, его пористость зависят от формы, размера и состояния поверхности бобов, количества и характера примесей в слое, влагосодержания бобов, формы и размера сушилки. Однородные по размеру бобы и бобы с шероховатой поверхностью имеют пористость больше, чем бобы, различающиеся по размерам и округлой формы. Таким образом, пористость какао-бобов составляет около 0,56 %. Наличие воздуха в интерстициальном пространстве очень важно для нагревания и сушки бобов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лемпого Форгор, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Mujumdar, S. Global R&D Needs in Drying / S. Mujumdar, L.X. Huang. - Drying Technology: An International Journal. - 2010. - Vol. 25. - No. 4. - P. 647-658.

2. GEC. Ghana Energy Statistics [Электронный ресурс]. 2004. - Режим доступа: www.energycom.gov.gh/pages/doc/energy_statistics.pdf.

3. Григорьев, В.И. Распределение ресурсов в больших системах / В.И. Григорьев, Е.А. Берзин, А.Н. Чохонелидзе. - М.: Энергоатомизат, 2002. - 304 с.

4. Кафаров, В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Статистические методы идентификации в химической технологии / В.В. Кафаров, И.Н. Дорохов, Л.Н. Липатов. - М.: Наука, 1982. - 344 с.

5. Кафаров, В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии / В.В. Кафаров - М: Химия, 1985. - 448 с.

6. Дорохов, И.Н. Системный анализ процессов химической технологии // И.Н. Дорохов, В.В. Кафаров. - М.: Наука, 1989. - 376 с.

7. Дорохов, И.Н. Состояние и перспективы комплексных системных исследований процессов измельчения сыпучих материалов / И.Н. Дорохов, В.В. Кафаров, С.Ю. Арутюнов // Журн. Всесоюз. химич. об-ва им. Менделеева. - 1988. - Т. 23. - №. 4. - С. 362-373.

8. Кафаров, В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии / В.В. Кафаров, И.Н. Дорохов. - М.: Наука, 1976. - 499 с.

9. Кафаров, В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Энтропийный и вариационный методы неравновесной термодинамики в задачах химической технологии / В.В. Кафаров, И.Н. Дорохов, Э.М. Кольцова. -М.: Наука, 1988.-367 с.

10. Кафаров, B.B. Обеспечение и методы опти-мизации надежности химических и нефтеперерабатывающих производств / В.В. Кафаров, В.П. Мешалкин, Г. Грун, В. Нойманн. - М.: Химия, 1987. - 272 с.

11. Whitaker, S. Coupled Transport in Multiphase Systems: a Theory of Drying. Advances in Heat Transfer / S. Whitaker. - Academic Press. - 1998. - Vol. 31.

12. Whitaker, S. Heat and Mass Transfer in Granular Porous Media. In: Advances in Drying / S. Whitaker. - Hemisphere Publishing Corporation, 1980. - Vol. 1.

13. Whitaker, S. Simultaneous Heat, Mass, and Momentum Transfer in Porous Media: A Theory of Drying. Reprinted from: Advances in Heat Transfer / S. Whitaker. -New York: Academic Press Inc., 1977. - Vol 13. - P. 119-203.

14. Лыков, A.B. Теория сушки. 2-е изд. / Лыков A.B. - М.: Энергия, 1968. - 471 с.

15. Лыков, A.B. Тепломассообмен. 2-е изд. / Лыков A.B. - М.: Энергия, 1978. - Т. 2. - 242 с.

16. Лыков A.B. Теория тепло- и массопереноса. / Лыков A.B., Ю.А. Михайлов. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 536 с.

17. Ребиндер, П.Л. Физико-химические основы пищевых производств / П.Л. Ребиндер [и др.]. -М., 1952. - 148 с.

18. Ребиндер, П.А. Поверхностные явления в дисперсных средах. Коллоидная химия. Избранные труды / П.Л. Ребиндер. - М: Наука, 1978. - 368 с.

19. Ребиндер, П.А. Поверхностные явления в дисперсных средах. Физико-химическая механика. Избранные труды / П.Л. Ребиндер. - М.: Наука, 1979. -384 с.

20. Ребиндер, П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур / П.Л. Ребиндер. -М.: Наука, 1966. -316 с.

21. Philip, J.R. Moisture movement in porous materials under temperature gradients / J.R. Philip, D.A. de Vries // Trans Am Geophys Union. 1957.- Vol. 38. - P. 222232.

22. De Vries, D.A., Simultaneous transfer of heat and moisture in porous media / D.A. de Vries. // Trans Am Geophys Union. - 1958.- Vol. 39. - P. 909-916.

23. Гамаюнов Н.И., Гамаюнов C.H. Тепломассоперенос в открытых системах. Монография./Гамаюнов Н.И., Гамаюнов С.Н.//Монография. - Тверь: ТГТУ, 2009. - 256 с.

24. Гамаюнов, Н.И. Сорбция в гидрофильных материалах / Н.И. Гамаюнов, С.Н. Гамаюнов. Тверь: ТГТУ, 1997. 160 с.

25. Гамаюнов, Н.И. Изучение испарения влаги из капиллярной щели / Н.И. Гамаюнов, Л.Г. Амусин //Коллоидный журнал. 1976. Т. 38. № 6. С. 1076.

26. Akmel, С. Mathematical Modelling of Sun Drying Kinetics of Thin Layer Cocoa./ C. Akmel, N.E. Assidjo, P. Kouame, and K.B. Yao // Journal of Applied Sciences Research. - 2009. - Vol. 5(9).-P. 1110-1116.

27. Hii, C.L. Modelling of thin layer drying kenetics of cocoa / C.L. Hii, C.L. Law, and M. Cloke // J. Eng. Sci. Technol. - 2008. - Vol. 3. - No. 1. - P. 1-10.

28. Hii, C.L. Modeling of the cocoa drying kinetics modeling of the cocoa drying kinetics / C.L. Hii // Malaysian Cocoa Journal. - 2008. - pp. 51-59.

29. Krysiak, W. Effects of convective and microwave roasting on the physicochemical properties of cocoa beans and cocoa butter extracted from this material / W. Krysiak // Grasas Aceites. - 2011. - Vol. 62. - No. 4. - P. 467- 478.

30. Ndukwu, M. Cocoa bean (theobroma cacao 1.). Drying kinetics / M. Ndukwu, A.S. Ogunlowo, and O.J. Olukunle // Chilean journal of agricultural research. - 2010. -Vol. 70.-No. 4-P. 633-639.

31. Nganhou, J. Heat and mass transfer through a thick bed of cocoa beans during drying / J. Nganhou. // Heat Mass Transfer. - 2004.- Vol. 40. - P. 727-735.

32. Никель, C.A. Повышение эффективности процесса тепловой обработки какао-бобов и арахиса: дисс... канд. техн. наук / С.А. Никель. - Воронеж, 2002. - 181 с.

33. DeZaan Cocoa and Chocolate Manual, 40th anniversary ed. - ADM Cocoa Publ., 2009.- 170 p.

34. Afoakwa, E.O. Chocolate Science and technology / E.O. Afoakwa. - Hoboken: Wiley-Blackwell, 2010.

35. Beckett, S.T. The Science of Chocolate. 2nd ed. - Cambridge, UK: RSC Publ., 2008.

36. Swisscontact, Cocoa Value Chain Development. [Электронный ресурс] [2012]. Режим доступа: http://www.swisscontact.org/publikationen/en/ Cocoa_Brochure_2012/#20/z .

37. ICCO, The World Cocoa Economy: Past and Present. - London, 2012.

38. Asante-Poku A., Analysis of incentives and disincentives for cocoa in Ghana. Technical notes series/ Asante-Poku A, Angelucci F. - Rome, 2013.

39 The World Bank, Supply chain risk assessment cocoa in Ghana. Agriculture and Rural Development (ARD) Report № 77589. - Washington, D.C, 2012.

40 COCOBOD. [Электронный ресурс]. 2014. - Режим доступа: http://www.cocobod.gh/.

41. International Standard: ISO/DIS 2292 Cocoa Beans Sampling, 1973.

42. Jonfia-Essien, W.A. Cocoa storage in Ghana. In: Crop Post harvest: Science and Technology. - Blackwell Science Ltd, 2004. - Vol. 2.

43. Anon. Chocolate Manufacturers Quality Requirement. The Biscuit, Cake, Chocolate and Confectionery Alliance / Anon. - London, UK, 1996.

44. Маркитантов, И.Б. Эффективность и качество шоколадного производства. -СПб: РДК ПРИНТ, 2002. - 176 с.

45. Манасян, К. Имитационное моделирование процессов сушки зерна в зерносушилках сельскохозяйственного назначения: дисс... д-ра техн. наук / К. Манасян. - Красноярск, 2009. - 387 с.

46. Hosahalli, S.R. Handbook of Postharvest Technology: Cereals, Fruits, Vegetables, Tea, and Spices / S.R. Hosahalli, G.S.V. Raghavan, C. Amalendu, S.A. Mujumdar, eds. - CRC Press, 2003.

47. Garcia-Alamilla, P. Moisture, acidity and temperatura evolution during cacao drying / P. Garcia-Alamilla, M.A. Salgado-Cervantes, M. Barel, G. Berthomieu, G.C. Rodríguez-Jímenes, and M.A. Garcia-Alvarado // Journal of Food Engineering. -2007.-Vol. 79.-No. 4.-P. 1159-1165.

48. Lasis,i D. A Comparative Study of Effects of Drying Methods on Quality of Cocoa Beans, / D. Lasisi. // International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT)-2014.-Vol. 3. - No. 1-P. 991-996.

49. Caoline. Процесс переработки какао-бобов [Электронный ресурс]. 2014. -Режим доступа: http://www.caoline.ru/products/process/31.php.

50. Minifie, B.W. Chocolate, Cocoa and Confectionery: Science and Technology: 3rd ed. / B.W. Minifie - New York: Chapman and Hall, 1989. - P. 76-78.

51. USAID. Indonesia cocoa bean value chain case study. Micro report #65. -Washington, DC, 2006.

52. Mujumdar, A.S. ME5202 Industrial transfer processes / A.S. Mujumdar (Ed). -National University of Singapore: Department of Mechanical Engineering, 2012.

53. Bradley, P.M. Thermal Processing of Foods: Principles and Applications, Handbook of Food Science, Technology, and Engineering / P.M. Bradley. - CRC Press, 2006. -Vol.3.

54. Onwuka, U.N. Food Engineering Basic Approach / U.N. Onwuka. - Logon Technologies Ltd, Lagos, Nigeria, 2005.

55. Onwuka, U.N. Grain size and heat source effect on the drying profile of cocoa beans / U.N. Onwuka // Nigerian Journal of Technology (NIJOTECH). - 2013. - Vol. 32. -No. 3-P. 417-423.

56. Mujumdar, A.S. Handbook of Industrial Drying. 2nd ed. / A.S. Mujumdar (Ed). -New York: Marcel Dekker, 2006. - P. 20-31.

57. Mujumdar, A.S. R&D Needs, Challenges and Opportunities for Innovation in Drying Technology. 2010. / A.S. Mujumdar. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://serve.me.nus.edu.sg/arun/E_books.htm.

58. Van't Land, M. Drying in the Process Industry / M. Van't Land. - John Wiley and Sons Ltd, 2012.

59. Острикова, А. Научное обеспечение способа производства обжаренных кофепродуктов: дисс. канд. техн. наук / А. Острикова. - Воронеж: ВГУИТ, 2012.-356 с.

60. Бусленко, П. Моделирование сложных систем / П. Бусленко. - М.: Наука, 1978. -400 с.

61. Веников, В.А. Теория подобия и моделирования / В.А. Веников, Г.В. Веников. - М.: Высш. школа, 1984. - 439 с.

62. Пучков, Н. Среда автоматизированного моделирования сушильных аппаратов: дисс... канд. техн. наук / Н. Пучков. - М., 2002. - 199 с.

63. Советов, Я. Моделирование систем / Я. Советов, С.А. Яковлев. - М.: Высш. школа, 1985. - 272 с.

64. Tayfun, М. Modeling of Freeze Drying Behaviors of Strawberries by using Artificial Neural Network / M. Tayfun, K. Volkan, and U. Hüseyin // Journal of Thermal Science and Technology: Printed in Turkey. - 2009. - Vol. 29. - No. 2. - P. 11-21.

65. Ngankham, S. Neural Network Approaches for Prediction of Drying Kinetics During Drying of Sweet Potato / S. Ngankham, K. Pandey // Agricultural Engineering International: CIGR Journal. - 2011 - Vol. 13. - No. 1.

66. Koksal, E. Artificial Intelligence Techniques for Food Drying Technology / E. Koksal // 1st International Syposium on Sustainable Development: Sarajevo, 2009.

67. Assidjo, E. Modeling of an Industrial Drying Process by Artificial Neural Networks / E. Assidjo, B. Yao, K. Kisselmina, and D. Amané // Brazilian Journal of Chemical Engineering. - 2008. - Vol. 25. - No. 3. - P. 515-522.

68. Mousavi, M. Modeling and Simulation of Apple Drying, Using Artificial Neural Network and Neuro-Taguchi's Method / M. Mousavi, S. Javan // Journal Agricultural Science and Technology. - 2009. - Vol. 11. - No. 2. - P. 559-571.

69. Banakar, A. Genetic Algorithm Optimizing Approach in Rosa Petals Hot Air Dryer / A. Banakar, K.S.R. Akandi // International Journal of Agricultural and Food Science.-2012.-Vol. 2.-No. 3.-P. 60-65.

- 70. Momenzadeh, L. A. Study Of Shelled Corn Shrinkage In A Microwave-Assisted Fluidized Bed Dryer Using Artificial Neural Network / L. Momenzadeh, and A. Zomorodian // International Journal of Agriculture Sciences. - 2011. - Vol. 3. - No. 3.- 150 p.

71. Galzina, V. Optimization Of Process Control in Dry Sugar Beet Pulp Production / V. Galzina, T. Saric // 4th DAAAM International Conference on Advanced Technologies for Developing Countries: Slavonski Brod, Croatia, 2005.

72. Brown, R.B. A fuzzy controller for infrared roasting of cereal grain / R.B. Brown, J.V. Davidson, and T.M. Rothwell // Canadian Biosystems Engineering. - 2001. -Vol. 43.

73. Leonardo, P. Development of a Fuzzy Logic Controller for a Rotary Dryer with Self-Tuning of Scaling Factor / P. Leonardo, et al. // Control Engineering Laboratory-Report A. - 2001.-No. 17.

74. Mansor, H. Intelligent control of grain drying process using fuzzy logic controller / H. Mansor, S.B. Mohd Noor, R.K. Raja, and F.S. Ahmad // Journal of Food, Agriculture & Environment.-2010.-Vol. 8.-No. 2.-P. 145-149.

75. Alghannam, A.R.O. Design of a Simple Fuzzy Logic Control for Food Processing / A.R.O. Alghannam // Trends in Vital Food and Control Engineering. InTech. -2012.

76. dos Santos, M.S. Nonlinear Fuzzy Tracking Real-time-based Control of Drying Parameters / M.S. dos Santos, C.N. Boeri, J.A. Ferreira, and F.N. da Silva // International Journal of Mechanical and Materials Engineering. - 2010. - Vol. 1. -No. 1.

77. Abakarov, A. Control of a solar dryer through using a fuzzy logic and low-cost model-based sensor / A. Abakarov, T. Jimenez-Ariza, E.C. Correa-Hernan, B. Diezma, F.J. Arranz, J. Garcia-Hierro, J.I. Robla, and P. Barreiro // Workshop on

applications of smart sensors and wireless sensor networks / International Conference of Agricultural Engineering - CIGR-AgEng. - Madrid, 2012.

78. Areed, F.F.G. Design of Neuro-Fuzzy Controller for a Rotary Dryer / F.F.G. Areed, M.S. El-Kasassy, and K.A. Mahmoud // International Journal of Computer Applications. - 2012. - Vol. 37. - No. 5.

79. Jurendic, T. Determination of the controlling resistance to moisture transfers during drying / T. Jurendic // Croatian Journal of Food Science and Technology. - 2012 -Vol. 4.-No. l.-P. 34-^5.

80. Saeed, I.E. Thin-Layer Drying of Roselle (I): Mathematical Modeling and Drying Experiments / I.E. Saeed, K. Sopian, and Z.A. Zainol // Agricultural Engineering International: the CIGR Ejournal. - 2008. - Vol. X.

81. Shahari, N.A. Mathematical Modelling of Drying Food Products: Application to Tropical Fruits: PhD Thesis / N.A. Shahari. - Nottingham, 2012.

82. Vafai, K. A Comparative Analysis of Multiphase Transport Models in Porous Media / K. Vafai, M. Sozen / In: Annual Review of Heat Transfer. - New York: Ohemisphere Publishing Corporation, 1990.-P. 145-162.

83. DeVries, D.A. Simultaneous Transfer ofHeat and Moisture in Porous Media. / D.A. DeVries // Trans. Am. Geophys. Union. - 1958. - Vol. 39. - No. 5. - P. 909-916.

84. Philip, J.R. Moisture Movement in Porous Materials under Temperature Gradients / J.R. Philip, D.A. DeVries // Transactions, American Geophysical Union - 1957. -Vol. 38. - No. 2. - P. 222-232.

85. Simon, T. A Heterogeneous Three-Dimensional Computational Model for Wood Drying: PhD Thesis / T. Simon. - Australia, 2004.

86. Будников, А. Интенсификация сушки зерна активным вентилированием с использованием электромагнитного поля СВЧ: дисс... канд. техн. наук / А. Будников. - Зерноград, 2008. - 164 с.

87. Лупу, О.Ф. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса сушки абрикос с применением токов высокой частоты: дисс... д-ра техн. наук / О.Ф. Лупу. - Кишинев, 2005. - 168 с.

88. Никель, С.А. Повышение эффективности процесса тепловой обработки какао-бобов и арахиса: дисс... канд. техн. наук / С.А. Никель. - Воронеж, 2002. - 181 с.

89. Зорина, В.А. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник [под ред. В.А. Зориной, В.М. Григорьевой]. - М.: Энергоиздат, 1982.-51 с.

90 Чохонелидзе А.Н., Математеческое моделирование сложных физико-химических процессов. / А.Н. Чохонелидзе, М.И. Дни, Е.А. Берзин, М.М. Орлов. - Тверь: ТвГТУ, 1999. - 506 с.

91 Dimick, P.S. Penn State Chocolate Manufacture Short Course / P.S. Dimick. -University Park, PA: Penn State University, 1993. - P. 29-465.

92. Kyi, T.M. The kinetics of polyphenol degradation during the drying of Malaysian cocoa beans / T.M. Kyi, R.W.D. Wan, A.B. Mohammad, M.W

93. Лыков, A.B. Теория тепло- и массопереноса / A.B. Лыков, Ю.А. Михайлов. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 536 с.

94. Nelli,s G. Heat transfer / G. Nellis, S. Klein. - Cambridge University Press, 2008. -1107 p.

95. Weigand, В. Analytical methods for heat transfer and fluid flow problems / Weigand B. - Springer, 2005. - 258 p.

96. Patankar, S.V. Numerical heat transfer and fluid flow / S.V. Patankar. - Hemisphere Publishing Corporation, 1980. - 205 p.

97. Vaughan, R.V. Basic Control Volume Finite Element Methods for Fluids and Solids: 1st ed. / R.V. Vaughan. - World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, 2009. - 185 p.

98. Палюх Б. В. Основы построения и разработки автоматизированной системы управления эксплуатационной надежностью химических производств: дисс. докт. техн. наук :05.13.06/Б. В. Палюх. -М, 1991.-360 с.

99. Чайкин О. М. Управление барабанными сушильными установками с рециркуляцией высушиваемого материала (на примере сушки технического углерода): дисс. кан. техн. наук: 05.13.06 / О. М. Чайкин. -ЯГТУ, Ярославль, 2010.- 150 с.

100. Прокопенко М. Н. Автоматизация технологического процесса сушки керамического кирпича на основе многосвязных (однотипных систем унравления): дисс. кан. техн. наук: 05.13.06 / М. Н. Прокопенко - ТГТУ, Тамбов, 2007. - 228 с.

101. Sandeep, К. Temperature Control of CSTR using PID and PID (Two Degree of Freedom) Controller /К. Sandeep //IJARCSSE. -2012. - Vol. 2. - No. 5. - P. 326329.

102. Olurotimi, A.D. Differential Evolution-Based PID Control of Nonlinear Full-Car Electrohydraulic Suspensions / A.D. Olurotimi, A.M. Montaz, P. Jimoh, and D. Muhammed // Hindawi Publishing Corporation Mathematical Problems in Engineering. - 2013. - Vol. 261582, - 13 p.

103. Mohd, S. Implementation of PID controller tuning using differential evolution and genetic algorithms / S. Mohd, J. Hishamuddin, and Z.M.D. Intan // Internation. Journal of Innovative Computing, Information and Control. - 2012. - Vol. 8. - No. 11. - pp. 7761-7769.

104. Mohd, S.S. PID Controller Tuning Using Evolutionary Algorithms / S.S. Mohd, J. Hishamuddin, and Z.M.D. Intan // WSEAS transactions on systems and control. -2012.-Vol. 7.-No. 4.-P. 139-149.

105. Vajta, M. A New Model Reduction Technique for a Class of Parabolic Partial Differential Equations / M. Vajta // IEEE Int. Conference on Systems and Engineering. Dayton: Ohio, USA, 1991. - P. 311-315.

106. Vajta, M. Nyquist stability test for a parabolic partial differential equation / M. Vajta // IASTED Conf. on Modeling, Identification and Contro: Innsbruck, Austria, 2000. - P. 296-299.

107. Trias, A. Differential evolution for optimization of PID gain in electrical discharge machining control system / A. Trias, Y. Azli, S. Syahrullail, B. Ameruddin, and L.H. Nor // Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering. - 2013. -Vol. 37.-No. 3.-P. 293-301.

108. Matousek, R. HC12: Efficient Method in Optimal PID Tuning / R. Matousek, P. Minar, S. Lang, and P. Pivonka//Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science. - 2011. - Vol. 1.

109. Garcia-Alamilla, P. Description and physical properties of mexican criollo cacao during postharvest processing / P. García-Alamilla, V.W. González-Lauck, L.M. Lagunes-Gálvez, E. De LaCruz-Lázaro, and R. García-Alamilla // Rev. Iber. Tecnología Postcosecha.-2012.-Vol. 13.-No. 1.-P. 58-65.

110. Choi, Y. Effects of temperature and composition on the thermal properties of foods. / In: Food engineering and process applications. - London: Elsevier Applied Science, 1986.-Vol l.-P. 93-102.

111. Heldman, R.D. Prediction models for thermophysical properties of foods // In: Food Processing Operations Modeling Design and Analysis. - New York: Marcel Dekker, 2002.-P. 15-37.

112. Singh, R.P. Heating and cooling processes for food / In: Handbook of food engineering. - New York: Marcel and Dekker, 1992. - P. 248-253.

113. SoftFluent S.A.S. CodeFluent Entities documentation. [Электронный ресурс]. 2012. - Режим доступа: http://www.softfluent.com/documentation/.

114. Crank, J. The Mathematics of Diffusion. 3rd ed. / J. Crank. - London: Clarendon Press, 1975.

115. Coughanowr, R.D. Process Systems Analysis and Control. 3rd ed. / R.D. Coughanowr, S.E. LeBlanc. - New York: McGraw-Hill, 2009.

116. Cheol-Han, K. The complementary use of IDEF and UML modelling approaches / K. Cheol-Han, R. Weston, A. Hodgson, and L. Kyung-Huy // Computers in Industry. -2003.-Vol. 50.-P. 35-56.

117. Ferreira, J.C.E. A procedure for integrating automated equipment in a flexible manufacturing system and their use for the remote mmanufacture of parts through the internet / J.C.E. Ferreira, M.T. dos Santos, L. Schirmer, B.F. Cardoso, H.G. Santos, and A.J. Alvares // 17th International Congress of Machanical Engineering. -Sao Paulo, 2003.

118. Ferreira, J.C.E. A Schema for Flexible Equipment Control in Manufacturing System / J.C.E. Ferreira, J. Steele, R.A. Wysk, and D.A. Pasi // International Journal Advanced Manufacturing Technology. - 2001. - Vol. 18. - P. 410-421.

119. Ястребова, H. Исследование и разработка нечеткой модели и комплекса программ экологической экспертизы горнодобывающего производства: дисс. канд. техн. наук / Н. Ястребова. - Ульяновск, 2008. - 164 с.

120. Михайлов, М.Д. Обобщенные решения нестаионарного тепло-и массопереноса / М.Д. Михайлов // ИФЖ. - 1969. - № 2. - С. 299-307.

121. Кротова, И. Разработка метода расчета процесса сушки грапулироваииых материалов с использованием средств автоматизации: дисс. канд. техн. наук / И. Кротова. - Ярославль, 2006. - 139 с.

122. Козлов, А.И. Программно-информационный комплекс анализа качества для химико-фармацевтических процессов (на примере совмещенных процессов сушки, грануляции, нанесения покрытий): дисс. канд. техн. наук / Козлов. А. -М., 2009. - 145 с.

123. Акопов, В. Разработка и исследование системы мониторинга барабана котла тепловой электростанции: дисс. канд. техн. наук / В. Акопов. - СПб, 2007. -183 с. S

124. Tariq, М. Productivity improvement through computer integrated manufacturing in post WTO scenario / M. Tariq, I. Khan // National Conference on Emerging Technologies, 2004. - P. 171-177.

125. Chokhonelidze A.N. A simulator for modeling the drying of a bed of cocoa beans / A.N. Chokhonelidze, F. Lempogo, W. Brown-Acquaye // Программные продукты и системы. - 2014. - № 3 (107). - С 157-163.

126. Чохонелидзе А.Н. Математическая модель для процесса термообработки какао-бобов [Электронный ресурс] / А.Н. Чохонелидзе, Ф. Лемпого, В. Браун-Аквей // Науковедение. - 2014. - № 6 (25). - Режим доступа: http ://nauko vedenie.ru/PDF/13 0TVN614.pdf.

127. Chokhonelidze A.N. Automated control of heat treatment process of cocoa beans using PID controllers [Электронный ресурс] / A.N. Chokhonelidze, F. Lempogo, W. Brown-Acquaye // Науковедение. - 2014. - № 6 (25). - Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/129TAVN614.pdf.

128. Чохонелидзе А.Н. Разработка системы автоматизированного управления для замкнутой цепью измельчения с использованием метода управления с прогнозирующими моделями [Электронный ресурс] / А.Н. Чохонелидзе, Ф. Лемпого, В. Браун-Аквей // Науковедение. - 2014. - № 6 (25). - Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/131TVN614.pdf. DOI: 10.15862/131TVN614

129. Чохонелидзе А.Н. Моделирование процессов в какао-промышленности [Электронный ресурс] / А.Н. Чохонелидзе, Ф. Лемпого, В. Браун-Аквей // Науковедение. - 2014. - № 5 (24). - Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/24TVN514.pdf/.

130. Chokhonelidze A.N. Analysis of cocoa processing systems and classifications of cocoa dryers [Электронный ресурс] /A.N. Chokhonelidze, F. Lempogo, W. Brown-Acquaye, G.E.Y. Okai // Науковедение. - 2014. - № 2 (21). - Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/130TAVN214.pdi7.

131. Чохонелидзе А.Н. Анализ и автоматизация процессов управления и контроля за распространением вредителей и болезней какао / А.Н. Чохонелидзе, Ф. Лемпого, В. Браун-Аквей, Д.Э.Я. Окай // Программные продукты и системы. -2013. - № 2 (102). - С. 270-276.

132. Чохонелидзе А.Н. Разработка программного обеспечения для управления контуром помола [Электронный ресурс] / А.Н. Чохонелидзе, Ф. Лемпого, В. Браун-Аквей // Науковедение» - 2014. - № 3 (22). - 2014. - Режим доступа: http://naukovedenie.ru/sbornik22/ 66TVN314.pdf/.

133. Chokhonelidze A.N. Analysis of cernent production process and review of control stratégies and methods [Электронный ресурс] / A.N. Chokhonelidze, F. Lempogo, W. Brown-Acquaye // Науковедение. - 2014. - № 2 (24). - Режим доступа: http://naukovedenie.ru/sbornik24/ 26TAVN514.pdf7.

134. Чохонелидзе А.Н. Разработка матричной модели замкнутой схемы измельчения [Электронный ресурс] / А.Н. Чохонелидзе, Ф. Лемпого, В. Браун-Аквей // Науковедение. - 2014. - № 3 (22). - Режим доступа: http://naukovedenie.ru/sbornik22/77TVN514.pdf/.

135. Чохонелидзе А.Н. Программа для моделирования процесса термообработки какао-бобов / А.Н. Чохонелидзе, Ф. Лемпого, В. Браун-Аквей - Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014661739 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам от 12.11.2014. Заявитель и правообладатель ФГБОУ ВПО ТвГТУ.

136. Чохонелидзе А.Н. Оценка качества какао-бобов с использованием систем нечеткого вывода / А.Н. Чохонелидзе, Ф. Лемпого, В. Браун-Аквей, Д.Э.Я. Окай // Математические методы и информационные технологии в экономике, социологии и образовании: сб. статей XXXI Междунар. науч.-практич. конф. (летная сессия). - Пенза: ПГТУ, 2013. - С. 95-98.