CC BY
17
"■-ЧНе.Тн-
НИЦО^.Н
■ чон.чрл-!ри-11вол-
!::'1 НЧ Ьл1-
л: кысет евшего пь.ит'''.'-
л I
•л с с Г'и Л
осу-
рчп ЛПН &Н*, кг:\"
.к гя.;ан-
и:о>: ,цц ■ И?С7И их
б.-рогаю
Я и.р;1л'| ^ -
;глч.ч-рл:-.:и Г-гглч.'^ю ‘Г"я ;'.ка-Ьчсисии-
пу-г.-у; ?■;
Л'ЛВГ. ;-л:-
|.о:^ схс •
|М1. КМ VI..' -
втулка
юрпгч^т-
'Г7 [:■1НП.\1 МПНТ ПС К 11 _■ 'ЬЭ’/С-
Сбииогчю-?н к-ссгто
^КК.Х.И II (кчс^ОГП-згяиоо
ГО П кмо
чет гиЗоЙ о..|чег.к:1л ?ниую >ч>
| П |. МН" ; 11 | -
п]:кродл>:
■ Г-!', щуры г>.:ду| ~ ч
НКН’Ъ 1.ТО
|лч. ? и р.;н ■ Ю.'-Я?
(НС фг.П.Ю-
е.шов,
I -I иыкпо-етн\- П.Ч мо-
дель. Она может 'быть построена на основе определения значимости биологических потенциалов нутрпентов, исходя из всесторонней оценки влияния каждого из них на жизнедеятельность организма человека; учета содержания основных веществ в пищевых продуктах и корректировке этой характеристики за счет дополнительного анализа рекомендуемых норм ежедневных потребностей в каждом ну-трненте.
При этом объективность окончательной оценки биологического качества во многом определяется полнотой научной информации о совокупном влиянии нутриентов в продукте на этот показатель.
Аналитические методы расчета единичных качественных показателей базируются на общем принципе, позволяющем фиксировать степень соответствия состава проектируемого нутриента научно обоснованным с позиции рационального питания нормам его химического строения (например, состав незаменимых аминокислот, жирнокислотпый состав и т. д.).
Эффективность аналитических расчетов отдельных составляющих технологического качества во многом определяется возможностями непосредственной приборной оценки (экспресс-методы) большого числа параметров технологического процесса с последующей их компоновкой в единый качественный комплекс при помощи ЭВМ.
Таким образом, используемый в настоящее время термин интегральное качество применительно к продуктам питания, вырабатываемым из сырья растительного и животного происхождения, должен функционально суммировать биологическое и технологическое качество, а также по возможности учитывать органолептические показатели, стоимость и т. д.
Цифровое значение показателя интегральное качество находится в интервале от 0 до 1, причем конкретная его величина во многом определяется соответствием теоретической проработки рассматриваемого вопроса уровню социально-экономического статуса общества
(развитость научно-практических представлений о физиологических потребностях организма человека в нутриентах, совершенство используемых технологических схем производства пищевых продуктов и аппаратурного оформления соответствующих технологических процессов и т. д.). С научно-техническим прогрессом величина интегрального качества возрастает, приближаясь к своему пределу — абсолютному качеству, равному 1. Из этого следует, что интегральное качество, вычисленное на конкретном этапе развития науки и техники, всегда меньше 1.
Резюмируя изложенное, необходимо отметить общую направленность программы исследований оценки интегрального качества продуктов питания на реализацию следующих принципиальных положений:
формирование структур биологического и технологического качества и выявление динамики их изменения на всех этапах создания пищевого продукта — от проектирования состава до выпуска готового изделия;
разработку частных моделей биологического и технологического качества и обобщенной математической модели интегрального качества пищевых продуктов.
Пр актическая целесообразность предлагаемого подхода к оценке качества продуктов питания заключается в возможности комплексного сравнения (в сопоставимых единицах) их разноплановых разновидностей для выявления продукции, максимально соответствующей заданному целевому назначению (интегральное качество), а также осуществления при необходимости анализа отдельных составляющих качества разрабатываемого продукта для оптимизации его проектируемого состава (биологическое качество) или параметров технологического процесса (технологическое качество).
Кафедра технологии мяса
и мясопродуктов Поступила 11.07.89.
664.653.12.001.05
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ИНТЕНСИВНОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКИХ ПШЕНИЧНЫХ ОПАР
Н. И. АМНРАСЛАНОВА, С. И. СИДОРЕНКО
Азербайджанский Киевский ордена Трудоаого Красного Знамени
Перспективность процесса тестоведения на жидких полуфабрикатах объясняется стабильностью их показателей, удобством транспортирования, малой тепловой инерцией, возможностью точного дозирования и др.
Интенсивный замес способствует сокращению длительности созревания, повышению водопоглотительной способности муки и выхода хлеба, улучшению его качественных показателей.
технологический институт
технологический институт пищевой промышленности
При интенсификации процесса приготовления жидкой опары необходимо выделить влияние различных факторов на изменение основных технологических показателей качества —-кислотности подъемной силы, газообразующей способности — бродящего полуфабриката.
Выбор факторов обусловлен тем, что наиболее существенными технологическими и конструктивными параметрами, влияющими на процесс брожения жидкой опары, являют-
ИЗВЕСТИ
ся скорость вращения месильного органа, длительность замеса, объем рабочей камеры смесителя, начальная температура жидкой опары, масса дрожжей и продолжительность брожения.
Ранее исследовали раздельное влияние этих параметров на процесс брожения жидкой опары. Предварительный анализ показал, что искомые зависимости носят нелинейный характер. Однако такой подход не позволял выявить степень влияния различных конструктивных и технологических факторов на характер процесса и найти его оптимальные режимы.
Целью настоящей работы явилась оптимизация параметров приготовления жидких опар
на основе теории планирования многофакторного эксперимента, в частности ортогонального планирования второго порядка.
На экспериментальной установке периодического действия изменяли частоту вращения пятилопастного ротора на вертикальном валу с помощью регулятора скоростей, продолжительность замеса — благодаря наличию реле времени, а также время брожения, объем полуфабриката в рабочей емкости и другие входные показатели.
Готовили большую жидкую опару влажностью 70% из пшеничной муки 1-го сорта средних хлебопекарных достоинств. Методики анализов стандартные.
Таблица
Входные переменные параметры
Частота вращения , рабочего органа, с~' Длительность замеса, мин Рабочий объем, л Начальная теміпература замеса, °С';
Масса прессованных дро* Продолжительность брожения, ч
Условия экспериментов представлены в таблице. Основной уровень и интервалы варьирования переменных принимали с учетом ранее проведенных нами исследований [1, 2, 3]. В качестве выходных параметров приняты титруемая кислотность Уь подъемная сила опары У2 и газообразование Уз- Математическая обработка данных эксперимента проводилась с помощью ЭВМ СМ-2 по методике [4] получения математической модели в виде полиномов второго порядка, связывающей выходные параметры с исследуемыми факторами. Матрица планирования экспериментов охватывала изменение переменных в 60 строках.
Полученные по экспериментальным данным уравнения в кодовых переменных с учетом значимых коэффициентов, отображающих математические модели процесса, имеют вид:
УI =85,690—1,316Х,—6,641 Х2+40,868Х,+ +2,940Х4+1 - 233Хч+0,639Х6+0,517Х,Х2—
—0,668Х;Хз+0,191Х1Х4—0,250Х,Х,+ +0,001Х1Х6+0.341Х2Хз—0,408Х2Х4— (1)
—0,099Х,Х5+0/)24Х2Х6—2,284Х3Х44-+0,867Х3Х5—0,085Х3Х6—0,184Х4Х5+ +0,006Х4Х6+0,014Х5Х6—0,001Х,2+0,159Х,2 + +0.795Х32+0,005Х 42 + 0,58 2 Х 52 — 0,02 3Х62;
У2 = 861,252+5,240Х,+36,784Х2—309,567Х3— —22,897Х4—4,524Х5—58,082Хв-43,001Х,Х2+ +4.067Х,Х3—1,072X1X4+1,520X1X5+ +0,160Х,Х6—0.398Х,Хз+2,]56Х,Х„—
—0,926Х2Х5+0,221Х2Х6 + 16,390Х3Х4— (2)
—6,339ХзХ5—3,928Х3Х6+1,15ОХ4Х5+ +0,582Х4Х6+1,697Х5Хе—0,006Х, 2+2,405Х22-—26,387Х32-
Обозна- чения Кодовое наименование переменной Уровни переменных Интервал варьиро- вания
—1 0 + 1 +2
V Хі 25,00 33,33 41,66 50,00 8,33
т х2 1 2 3 4 1
V Хз 2 2,5 3 3,5 0,5
х< 28 29 30 31 1,0
т х5 0,0070 0.0085 0,0100 0,0115 0,0015
Тбр х6 0 1 2 3 1
-0,132Х42-
-4,065Х52 + 3,524Х62-
У3 = 3248,490—32,323X1—166.471Х2+
+ 1520,110Х3+103,468Х4+10,754Х5+ +23,913Х6+14,991Х,Х2—20,371Х,Х3+ +5,453X1X4—7,373X1X5+0,019X1X6—
—2,993Х2Хз—11,443Х9Х4—0,148Х2Х5— (3)
—0,520Х2Х6—77,565Х3Х4+33,084Х3Х5—
—9,212Х3Х5—5,874Х4Х5+1,300Х4Х6 +
+■4,573Х5Х6—0,001Х12+0,405Х,2+134,17432+ +0,(456Х42 +17,6 73Х52+2,131Х62.
Статистический анализ показал, что все модели адекватно описывают экспериментальную область при уровне значимости а = 0,05.
Уравнения дают возможность определить степень влияния каждого фактора и их взаимодействие на качественные показатели опары.
Данные моделирования позволяют рассчитать параметры процесса для любых технологических условий и конструктивных параметров смесителя в заданных диапазонах, а также определить оптимальные режимы ведения процесса.
Анализ коэффициентов регрессии в уравнениях (1—3) показывает, что положительное влияние на качественные показатели жидких опар — кислотность, подъемную силу и газообразующую способность — оказывают объем рабочей камеры, температура замеса, продолжительность брожения и масса дрожжей, а отрицательное — продолжительность замеса и частота вращения рабочего органа смесителя.
Величина коэффициентов регрессии указывает на то, что существенное влияние на показатели опар при созревании оказывает ра-
бочий об меса и еі са дрож; органа. 1 ния ПОЛ) зывает в, силы.
Для 01 опар и и: нения (1 му факті виду ДЛ5
ду.
<>х6
_£_У2 = дХб'
31 = 9
ЙХ6
После натураль са прини КИСЛОТНО'
<5К
д
Тбр
о,(
ДЛЯ скор' ры ПС
д ПС
д Тбр
для скорс опары п
й Г _
д Тбр
После раметров] су броже ЛХ/Оп = 70<
Т3^
Анализ торов щ брожения Отрица грессии у чины фан тельности лотности объема з; лы и га^ продолж! жению С] положите рост кис стоты вр; ности зав пературы
8,33
1
0,5
(3)
бочий объем полуфабриката, длительность замеса и его температура, а наименьшее — масса дрожжей и частота вращения рабочего органа. При этом продолжительность брожения полуфабриката в большей степени оказывает влияние на показатель его подъемной силы.
Для определения интенсивности брожения опар и изменения выходных показателей уравнения (1—3) дифференцируем по временному фактору Хв и приводим к следующему виду для скорости протекания процессов:
0,639+0,001Х1+0,002Х2—0,085Х3+
+ 0,006Х4 + 0,014Х5—0,046Х6; (4)
—58,082+0,160Х,+0,221Х2—3,928Х3+ + 0,582Х4+ 1,697Х5+7,048ХЙ; (5)
23,913+0,019Х,—0,502Х2—9,212Х3+
+ 1,340Х4+4,573X5+4,262Х6. (6)
После перехода от кодовых переменных к натуральным математическая модель процесса принимает вид для скорости изменения кислотности К при брожении:
^К
д Тбр
йХ6
_£Уг
ахё
Уз
^Хй
0,639+0,001 v+0,002t3—0,085V+
0,0061+ 0,014т—0,046тбр; (7)
для скорости изменения подъемной силы опары ПС при брожении:
4^-= —58,082+0,160у+0,221т3—3,928У+
<?Тбр
+ 0,5821+ 1,697т+7,048тбр; (8)
для скорости изменения газообразования Г опары при брожении:
ар
Тбр
= 23,913+0,019у—0,502тз—9,212V+
+ 1,3401+4,573ш+4,262тбр. (9)
После подстановки реальных значений параметров, которые соответствуют первому часу брожения, например, получим при ^оп = 70%, 1 = 31°С; т = 0,01 кг, У = 33,33С-1,
хз = 2 мин, У = 3 л
«ЭК
Тбр
= 2,018 град/ч.
Анализ данных показывает, что рост факторов т и I приводит к ускорению процесса брожения.
Отрицательные значения коэффициентов регрессии указывают на то, что с ростом величины факторов рабочего объема и продолжительности брожения скорость изменения кислотности уменьшается, а с ростом рабочего объема замедляется изменение подъемной силы и газообразования, причем увеличение продолжительности замеса также ведет к снижению скорости газообразования. При этом положительное влияние массы дрожжей на рост кислотности на порядок выше, чем частоты вращения, в 5—6 раз ■— продолжительности замеса и в 2—3 раза — начальной температуры опары.
На рост показателя подъемной силы существенно влияет фактор увеличения продолжительности брожения, в 4 раза оказывает меньшее влияние масса дрожжей, на порядок ниже влияние температуры, примерно в 40 раз ниже влияние частоты вращения и практически несущественно (в 350 раз ниже) влияние продолжительности замеса.
Рост газообразования обусловлен в основном массой дрожжей и продолжительностью брожения, менее существенно (в 3—4 раза) влияние начальной температуры опары и очень мало (в 225 раз ниже) влияние частоты вращения рабочего органа при замесе.
Ниже представлены оптимальные режимы приготовления жидких пшеничных опар и ряд экспериментальных параметров, установленных при исследовании возможностей интенсификации процесса.
Показатели ' Параметры
Влажность опары, % 70
Масса дрожжей на 100 кг муки, кг 1
Частота вращения рабочего органа, с-1 33,3
(об/мин) (2000)
Продолжительность замеса, мин 2
Удельная работа замеса, Дж/г 19,5
Интенсивность замеса, Вт/г 0,18
Начальная температура замеса, °С 29±1 Продолжительность брожения опары, ч 3,0—3,5
Температура брожения, °С 31 ±1
Конечная титруемая кислотность опары, град 4,5
Конечная активная кислотность опары, ед. pH 5,28
Газообразование после 3 ч брожения,
см3/100 г оп 340
ВЫВОД
Показана возможность оптимизации и прогнозирования технологических параметров процесса приготовления жидких опар с помощью ЭВМ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Амирасланова Н. И., Сидоренко С. И.. Л и с о в е н к о А. Т. Влияние длительности интенсивного замеса жидкой опары на кинетику брожения /Хлебопек, и кондит. пром-сть. — № 2 — 1987. — С. 35—37.
2. Амирасланова Н. И., Сидоренко С. И., Л и с о в е н к о А. Т. Влияние конфигурации ротора при интенсивном замесе на характеристики жидких опар /Хлебопек, и кондит. пром-сть. — № 10. — 1987. — С. 37—38.
3. Амирасланова Н. И., Сидоренко С. И., ЛисовенкоА. Т. Влияние частоты вращения месильного органа на интенсивность замеса жидких полуфабрикатов /Хлебопек, и кондит. пром-сть. — № 9. — 1987. — С. 39—40.
4. Налимов В. В., Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.:. Наука, 1965. — 253 с.
Кафедра машин и аппаратов пищевых производств
Поступила 10.01.89
