XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Введение

Цифровой двойник дегидратора предназначен для автоматизации процесса дегидратации и разработки актуальных режимов работы устройства. Также предназначен для моделирования процессов обезвоживания с целью разработки и оптимизации алгоритмов дегидратации пищевого и растительного сырья. [1]

Цель исследования

Целью разработки являетсясоздание прототипа рабочей системы повышение качества продуктов, получаемых методом конвективной сушки (дегидратации). Цель работы достигается за счет разработки цифрового двойника и его использования для оптимизации процессов обезвоживания.

Материал и методы исследования

Первоначально данные собираются с помощью датчиков температуры, влажности и энергопотребления. Макет записывает их с помощью микроконтроллера, который отправляет данные в облако, предоставляя к ним доступ цифровому двойнику. Последний в свою очередь эти данные записывает. Однако, модель позволяет менять данные для рассмотрения различных ситуаций.[2]

Цифровой двойник обрабатывает данные в зависимости от выбранного из запрограммированных сценариев. Для обработки информации необходимо программное обеспечение Matlab, Simulink.

Протокол передачи данных в облако DDS, Скорость передачи данных 9600 бит в секунду. Данные сохраняются в формате таблицы: температура и влажность с двух точек, энергопотребление, влагопотери и время. Визуализация: ЖК дисплей. На дисплей выводятся данные: температура и влажность с 2 точек, энергопотребление и время. Данные обновляются раз в 10 сек., интерфейс дисплея I2C.[3]

Результаты исследования и их обсуждение

По результату исследование выявлены оптимальные режимы изменения температуры для ряда продуктов, а также рассчитаны изменения массы этих продуктов. Цифровая модель дает графики, схожие на рассчитанные программой на компьютере, непосредственно подключенному к дегидратору. Это говорит о том, что модель имеет высокое качество, хоть и требует дальнейших доработок. [4]

Выводы или заключение

Несмотря на то, что обезвоживание пищевых продуктов является старым методом, благодаря технологическим достижениям в различных областях, он постоянно развивается, предлагая продукты более высокого качества и разрабатывая новые пищевые продукты для удовлетворения постоянно растущего спроса. Поскольку операции обезвоживания, как правило, являются очень дорогостоящими с точки зрения энергопотребления, все еще есть много возможностей для улучшений, как показано в данной статье. Также очень важно отметить, что выбор наилучшей технологии сушки по-прежнему определяется типом продукта, его составом и физическими свойствами. [5]

Список литературы

1 https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/food-dehydration

2 https://www.sciencedirect.com/topics/food-science/food-dehydration

3 https://www.intechopen.com/online-first/84932

4 https://ucanr.edu/datastoreFiles/608-215.pdf

5 https://www.mdpi.com/journal/sustainability/special_issues/Food_Dehydration_Processing