Optimization of juice evaporation modes by coloration in evaporation section of sugar factory
Keywords:
optimization, mathematical model, quality indicators, multi-body evaporator, efficiency criteria, technological processAbstract
The problems of inefficient operation of sugar factories in Ukraine are considered. Attention is paid to optimizing the operation of the evaporation section of a sugar factory, which provides steam to all the main production units of the plant and determines the energy efficiency of the entire production. Problems in sugar production that reduce the competitiveness of the industry in Ukraine are identified. The conducted research has determined the influence of juice quality indicators on sugar quality and shortcomings in the evaporation process control system, which are associated with changes in the operation mode of the evaporation unit. It is shown that if the quality indicators of sugar raw materials are not taken into account, both the quality of products and the efficiency of the entire production management system are reduced. Problems in the functioning of the evaporation process optimization system are identified. Taking into account the complexity of the juice evaporation process in a multi-body evaporation plant and the influence of many process indicators, both technological and qualitative, the main vectors of the management process for optimizing juice evaporation by qualitative indicators are determined. The main criteria for the efficiency of sugar production, regulatory requirements, theoretical foundations and practical experience in implementing and using quality criteria in the optimization system in countries that use energy-efficient and competitive technologies in sugar production are considered. The effectiveness of the proposed product quality criteria for mathematical support of the evaporation process control system is substantiated.It was concluded that the obtained efficiency criterion for qualitative indicators makes it possible to use the proposed mathematical software for optimizing the operating modes in the juice evaporation control system in a multi-body evaporator of a sugar factory.
References
1. Вимоги до виробництва цукру приведено у відповідність до європейських. Урядовий портал. Режим доступу: https://www.kmu.gov.ua/ua/news/vimogi-do-virobnictva-cukru-privedeno-u-vidpovidnist-do-yevropejskih
2. Власенко Л.О. Ладанюк А.П. Підвищення ефективності функціонування технологічного комплексу цукрового заводу за рахунок використання методів діагностики та прогнозування. Східноєвропейський журнал передових технологій. 2010. № 2/3 (44). С. 57–62
3. Штангеєв К. О. Випарні установки та теплові схеми цукрових заводів. Київ. 2015. 57 с.
4. Дідур В.А., Стручаєв М.І. Теплотехніка, теплопостачання і використання теплоти в сільському господарстві. Київ. Аграрна освіта. 2008. 233 с.
5. Ensinas A.V., Nebra S.A., Lozano M.A., Serra L. Design of evaporation systems and heaters networks in sugar cane factories using a thermoeconomic optimization procedure. Int. J. of Thermodynamics. 2007. Vol. 10 (No. 3). P. 97–105.
6. ДСТУ 4623-2006. Національний стандарт України. Цукор білий. Технічні умови. Київ. 2007. 18 с.
7. Ляшенко С.О., Фесенко А.М., Ляшенко О.С., Кісь В.М. Обґрунтування застосування показників якості в енерго- та екологічно ефективних АСУ цукрового виробництва. Інженерія природокористування: науковий журнал. 2019. №4 (14). С. 47–56.
8. Ляшенко С.О., Фесенко А.М., Ляшенко О.С. Определение параметров производственных опасных факторов для моделирования процесса выпаривания в сахарном производстве. Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. Харків. 2017. Вип. 180. С. 182–190.
9. Процеси та апарати хімічних виробництв. Distance Learning. СумДУ. Режим доступу: https://dl.sumdu.edu.ua/textbooks/22852/266104/index.html.
10. Ковриго Ю.М., Степанець О.В., Баган Т.Г., Бунке О.С. Сучасна теорія управління. Частина 2. Прикладні аспекти сучасної теорії управління: підручник. Київ. КПІ імені Ігоря Сікорського. 2017. 155 с. Режим доступу: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/23117/1/Suchasna-teoriia-upravlinnia_Kovrygo_et.al.pdf.
11. Штангеев К.О. Час перебування розчину у випарній установці. Матеріали міжнародної науково-технічної конференції «Перспективи розвитку цукрової промисловості України». Київ. НУХТ. 2019. С. 98–101. Режим доступу: http://dspace.nuft.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/30325/1/evaporation%20plant.pdf.
12. Опорний конспект лекцій з дисципліни «Теорія прийняття рішень». Режим доступу: http://dspace.tneu.edu.ua/retrieve/52501/lek.pdf
13. Галацан Л.А. Робота цукрових заводів України при переробці цукрових буряків урожаю 2018 року. Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції цукровиків України «Перспективи розвитку цукрової промисловості України». Київ. НУХТ. 2019. С. 18–30.
14. Рева Л.П., Виговський В.Ю. Підвищення якості та виходу цукру шляхом адсорбційного очищення сиропу в сучасній технологічній схемі. Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції цукровиків України «Перспективи розвитку цукрової промисловості України». Київ. НУХТ. 2019. С. 89–96.
15. Ladanyuk A., Kyshenko V., Shkolna O. Evaporator control under conditions of uncertainty: intellectualization of applied functions. Scientific works of The National University of Food Technologies. 2015. Vol. 21. Issue 6. P. 7–15.
16. Ляшенко С.А., Фесенко А.М., Ляшенко А.С. Выбор автоматизированных режимов работы выпарной установки сахарного завода. Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. Харків. 2010. Вип. 106. С. 217–231.
17. Методи визначення кольоровості і каламутності розчину. ДСТУ 4866:2007. Київ: Держспоживстандарт України. 2007. 12 с.
18. Liashenko S., Fesenko A., Liashenko O., Kis V., Ivashchenko H. Determination and estimation of the influence of different types of disturbances on the thick juice colour to apply in automated process control systems of the sugar mill evaporators. International Journal of Emerging Technologies in Engineering Research (IJETER). 2020. Vol. 8. Issue 5. P. 2133–2139. http://www.warse.org/IJETER/static/pdf/file/ijeter107852020.pdf
