Кинетический подход к решению задач по оптимизации.
В решении задач оптимизации режимов стерилизации жидкостей исключительно плодотворно направление, основанное на знании количественных характеристик процессов, влияющих на изменение тех или иных свойств жидкостей.
Изучение кинетики этих процессов составляет одну из главных задач специалистов, занимающихся вопросами получения стерильных жид- 116костей стандартного состава, а также стандартизацией условий обработки (в том числе и стерилизации) этих жидкостей. Информация, накопленная в этой области, еще невелика. Однако и имеющиеся сведения весьма показательны (особенно в методическом отношении) при разработке подходов к решению указанных выше задач. Так, получены данные об изменении константы скорости разложения некоторых сахаров в зависимости от температуры и pH, позволяющие составлять модели оптимизации. Например, модель для изотермических условий стерилизации следующая.
где Хс — количество сахара, разложившегося в результате термической стерилизации раствора (за 100% принимается исходное количество в растворе до стерилизации); kc —константа скорости разложения сахара.
Очевидно, что для условий стерилизации с переменной температурой уравнения, которые входят в состав модели, должны иметь более сложную структуру, отражающую динамику изменения температуры как во времени, так и по длине трубчатого выдерживателя.
При выборе ограничений возможны самые различные ситуации, часто диктуемые особенностями решаемой задачи. Например, на практике изменять pH удобно в более узком диапазоне, чем указано выше. Это замечание относится к времени и температуре обработки. В зависимости от требований может быть изменен и интервал варьирования критерия стерилизации.
Применительно к стерилизации растворов сахаров для решения практических задач очень важно знать зависимость константы скорости разрушения сахара от 117
температуры и pH.
Такие зависимости в наиболее обобщенном виде представлены в работе [32], посвященной решению задач в сахарной промышленности. Однако полученные результаты, базирующиеся на итогах работ [23, 74, 75], можно использовать и для решения задач в промышленности микробиологического синтеза. Приведем некоторые примеры зависимостей для различных ( сахаров.
Зависимости, аналогичные (149) — (151), должны быть получены экспериментальным путем для аминокислот, витаминов и других веществ, разложение которых нежелательно при термической стерилизации жидкостей. Некоторые данные по кинетике разложения аминокислот в зависимости от pH приведены в работе [88].
Таким образом, одним из необходимых условий выбора действительно оптимальных условий стерилизации является знание температурно-временных зависимостей для установок периодического и непрерывного действия. Применительно к последним особенно важно знать распределение времени пребывания частиц в тепловом поле, а также влияние размера частиц на скорость их прогревания до заданной температуры.
Очевидно, что идеальным будет такой стерилизатор непрерывного действия, в котором обеспечен режим поршневого течения (Ре = оо). Однако для практики характерны установки, характеризующиеся значениями 0
Еще по теме Кинетический подход к решению задач по оптимизации.:
- Глава 3. Стратегии и тактики решенияуправленческих задач. методы решения задач
- 28.Понятие о дифференциальном уравнении. Общее и частное решения. Задача Коши. Задача о построении математической модели демографического процесса.
- №2. Аналитические методы решения уравнений математической физики. Метод Фурье, решение смешанной задачи.
- Глава 3. Стратегии и тактики решенияуправленческих задач. методы решения задач
- №31. Постановка задачи Дирихле для уравнения Лапласа в круге. Формула решения задачи, записанное в полярных координатах.
- №1. Аналитические методы решения уравнений математической физики. Метод Даламбера, решение задач Коши.
- 5. Два подхода к решению проблем социального страхования
- Системный подход к принятию решений
- Глава 1. ПСИХОЛОГИЯ решения управленческих задач
- Общая постановка однокритериалыюй статической задачи принятия решений в условиях риска.
- Парадигмальные образцы решения задач