<<
>>

  ВВЕДЕНИЕ 

Важнейшей задачей производства продуктов питания в условиях жёсткой конкуренции является получение готового продукта заданного качества с гарантированной безопасностью для конечного потребителя при условии минимизации затрат.

Решение данной проблемы связано с разработкой математических моделей, алгоритмов и комплексов программ с целью оптимизации технологических режимов и рецептур, обеспечения оптимального управления технологическими процессами.

При производстве мясных сырокопчёных продуктов на производительность технологических установок и на качество готовых изделий существенное влияние оказывают микробиологические процессы, протекающие на различных этапах обработки животного биосырья. Однако рассмотрение в качестве решающего фактора развития одной популяции микроорганизмов не позволяет решить задачи обеспечения биологической безопасности, так как в реальных условиях микробиоценозы исходного сырья, технологических сред и готовых продуктов включают в себя множество популяций, которые в различных вариантах взаимодействуют друг с другом. Повышение эффективности этого взаимодействия и является тем средством оптимизации процессов, которое позволяет при заданном уровне качества и безопасности для потребителя обеспечить максимальную производительность.

Традиционный путь решения подобных задач, основанный на проведении натурных экспериментов, приводит к значительным временным и материальным затратам. Существенное снижение числа необходимых экспериментов возможно в случае применения компьютерных технологий, позволяющих заменять реальные объекты математическими моделями, адекватно отражающими наиболее важные закономерности исследуемых явлений.

Таким образом, применительно к мясным сырокопчёным продуктам весьма актуальной является задача имитационного моделирования взаимодействия популяций микроорганизмов, как средство диагностики и прогно-

зирования развития микробиоценозов.

Решение этой задачи позволит реализовать оперативное управление процессами производства и оптимизацию технологических параметров в режиме реального времени, а также откроет возможности к созданию систем автоматизированного проектирования штаммов микроорганизмов с целью получения продуктов с заданными свойствами.

Целью проведенной работы является разработка математических моделей и комплекса программ имитационного моделирования динамики взаимодействия популяций микроорганизмов в технологиях производства сырокопчёных колбас для обеспечения их стабильного качества и биологической безопасности.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

  • изучение структуры и состава микробиоценозов при производстве сырокопчёных колбас с целью классификации и формализации механизмов взаимодействия популяций микроорганизмов на основе графово-матричных представлений;
  • анализ основных факторов, определяющих развитие и взаимодействие популяций микроорганизмов в составе микробиоценозов;
  • изучение, анализ и разработка комплекса математических моделей динамики взаимодействия популяций микроорганизмов применительно к технологиям производства сырокопчёных колбас;
  • разработка алгоритмов, структур данных и комплекса программ имитационного моделирования динамики взаимодействия популяций микроорганизмов;
  • разработка экспертной системы имитационного моделирования динамики взаимодействия популяций микроорганизмов и оценка адекватности результатов компьютерного эксперимента с результатами производственных экспериментов.

В связи с вышесказанным нами была принята схема исследований представленная ниже на рис.1.

Сбор сведений об объекте: процессы, параметры, закономерности развития, приоритетные направления исследований

Обработка экспериментальных данных

Обзор литературных источников, Интернет

Параметрические модели биотехнологических процессов

1

Математические мод микробиологе^

*ели биохимических и [еских процессов

gt;

Банк математических моделей

Планирование и проведение эксперимента

Оценка адекватности моделей

Численные методы, алгоритмы, комплексы программ

Экспертная система имитационного моделирования динамики взаимодействия популяций микроорганизмов

Прогнозирование вариантов развития микробиоценозов

Оптимизация технологических параметров формирования микробиоценозов

Синтез оптимальных штаммов микроорганизмов при проектировании стартовых культур с заданными свойствами

Рис. 1.

Схема исследований.

На основе проведённых исследований получены следующие научно-практические результаты: Разработана обобщённая параметрическая модель процессов биотехнологической обработки при производстве сырокопчёных колбас в соответствии со структурой жизненного цикла и функций микробиоценозов.

Разработана параметрическая модель развития микробиоценозов в технологиях переработки биосырья без учёта взаимодействия популяций микроорганизмов.

Классифицированы варианты и механизмы взаимодействия популяций микроорганизмов на графово-матричном уровне.

Разработаны обобщённые математические модели динамики взаимодействия популяций микроорганизмов.

Разработаны алгоритмы формирования имитационных моделей динамики взаимодействия популяций микроорганизмов с учётом влияния характеристик биотехнологического процесса на параметры моделей.

Сформирован банк математических моделей, позволяющий реализовать любой вариант взаимодействия популяций микроорганизмов в режиме компьютерного эксперимента с учётом оценки реальной технологической ситуации в производстве сырокопчёных колбас.

Сформирована организационная структура экспертной системы имитационного моделирования динамики взаимодействия популяций микроорганизмов «Biomod», включающая в себя возможность диагностирования и прогнозирования развития микробиоценозов с учётом показателей качества готового продукта.

Разработан алгоритм программного комплекса экспертной системы «Biomod», обеспечивающий возможность использования её для целей оперативного управления технологиями производства сырокопчёных колбас в режиме имитационного моделирования.

Реализован макетный вариант экспертной системы, позволяющий обеспечить интегрированную обработку информации на базе компьютерного комплекса в сочетании с современными инструментальными средствами контроля основных параметров производства сырокопчёных колбас.

 

<< | >>
Источник: Давыдов Лхтям Анверович. Имитационное моделирование динамики взаимодействия популяций микроорганизмов в технологияк производства сырокопчёных колбас. [Электронный ресурс]:  Дис.   ...   канд.   техн. наук  :   05.13.18   .-М.:  РГБ,   2005. 2005

Еще по теме   ВВЕДЕНИЕ :

  1. Статья 314. Незаконное введение в организм наркотических средств, психотропных веществ или их аналогов
  2. ВВЕДЕНИЕ
  3. Тема 1ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ И ПРАКТИКУ МЕНЕДЖМЕНТА
  4. ВВЕДЕНИЕ В ШКОЛЬНУЮ ЖИЗНЬ
  5. "Падение Запада" и глобальные проблемы человечества (общедоступное введение)
  6. Мысли об организации немецкой военной экономикиВведение
  7. Введение
  8.   ВВЕДЕНИЕ 
  9. Введение
  10. Введение
  11. Введение
  12. ОБЩАЯ ЧАСТЬВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ И ИСТОРИЮ СРАВНИТЕЛЬНОГО ПРАВОВЕДЕНИЯ
  13. Введение
  14. Введение
  15. 7Введение В модель QMDM: уровень СТОИМОСТИ, относящийся и отдельному акционеру
  16. ВВЕДЕНИЕ
  17. Введение
  18. Введение
  19. ВВЕДЕНИЕ
  20. ВВЕДЕНИЕ