Оптимизация процесса смешивания супов быстрого приготовления Текст научной статьи по специальности «Математика»

где - диссипативные потери энергии в рабочей зоне измельчителя; А - работа деформации и разрушения отдельных компонентов; то -начальное количество частиц; е-р - функция уменьшения количества неразрушенных частиц во времени; Р - эмпирический коэффици -ент.

Выражение (5) может рассматриваться как математическая модель, комплексно учитывающая наиболее значимые факторы при селективной дезинтеграции: кинетическую энергию Е рабочих органов; работу деформации и разрушения А отдельных компонентов, входящих в сложное по строению тело, а также прочность их взаимодействия АО в исходном материале; основные параметры сыпучей среды, если число частиц т0 выражено через насыпную плотность рн и объем загрузки V материала в измельчителе.

Введение экспоненциальной функции в (7) обосновано ранее проведенными исследованиями, подтверждающими ее убывающий характер во времени, что объясняется увеличивающейся диссипацией энергии в сыпучей среде и возрастающим влиянием масштабного фактора при измельчении. Кинетическая энергия рабочих органов Е, может быть определена расчетным способом, свойства материала, учтенные в А и АО -экспериментально несложными известными методами испытаний материалов.

Выражение (5) может лечь в основу математических моделей процессов и оборудования селективной дезинтеграции многофазных тел самого широкого спектра происхождения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Труды Европейского совещания по измельчению / Пер. Л. А. Ласточкина. - М.: Стройиздат, 1966. - С. 220.

2. Там же. - С. 326.

3. Шинкаренко С.Ф., Нехаева Л.И. Избирательное разрушение горных пород при малых нагрузках // Обогащение руд. -1991. - № 2. - С. 11-13.

4. Селективное разрушение минералов / В.И. Ревнивцев, Г.В. Гапонов, Л.П. Зарогатский и др. - М.: Недра, 1988. - 285 с.

5. Непомнящий В.А. Кинетика измельчения // Теоретиче -ские основы химической технологии. - 1977. - 7. - № 5. -С. 754-763.

6. О структуре селективной функции при различных зако -нах измельчения / В.Е. Мизонов, С.И. Шувалов, В.П. Жуков и др. // Обогащение руд. - 1984. - № 2. - С. 73-74.

7. Бобков С.П., Блиничев В.Н. Описание кинетики из -мельчения двухпараметрическими зависимостями // Изв. вузов. Химия и химическая технология. - 1988. - 31(10). - № 8. - С. 113-116.

8. Руднев С.Д., Рыбина О.Е., Клеников Д.В. Аналитиче -ское определение функции измельчения при селективном разруше -нии растительного сырья. - Кемерово, 2004. - 5 с.

Кафедра машин и аппаратов пищевых производств Кафедра высшей математики

Поступила 01.06.05 г.

664.871.022.6З4.3

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ СУПОВ БЫСТРОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ

П.Г. РУДАСЬ

Кубанский государственный технологический университет

К наиболее распространенным пищевым продуктам относятся продукты из злаковых культур: мука, крупы, хлеб и т. п. В этой группе все большее место занимают пищевые концентраты на зерновой основе -одном из природных источников необходимых организму пищевых веществ

Потребление супов, обогащенных микронутриен-тами, может внести определенный вклад в профилактику их дефицита у детей и взрослых. По результатам маркетингового исследования рынка первых обеденных блюд быстрого приготовления были разработаны рецептуры супов следующего ассортимента: Куриный с вермишелью, Мясной с вермишелью, Рисовый с мясом, Овощной и Гороховый.

Супы быстрого приготовления представляют собой смесь зернобобовых или макаронных изделий с добав -

лением пищевых жиров, сушеных овощей, сушеного мясного фарша, специй и других компонентов.

Технология обогащения пищевых продуктов мик-ронутриентами в основном базируется на процессе смешивания. Поскольку микронутриенты представляют собой минорные компоненты рецептурной массы, главной проблемой является равномерность распределения микроколичеств витаминной добавки по массе обогащаемого продукта.

Эффективность смешивания пищевых сред оценивают по показателю однородности полученной смеси. Однородной считается смесь, в которой содержание компонентов в любом ее объеме не отличается от заданного содержания для всей смеси. Для супов быстрого приготовления степень однородности полученного концентрата определяют по величине объемного веса.

Общепризнанными смесителями на пищеконцен-тратных предприятиях для сыпучих пищевых продук-

тов являются шнековые смесители - фаршемешалки. Основной недостаток данного типа смесителя для пищевых концентратов обеденных блюд - нарушение целостности продукта, обусловленное дроблением, ломкостью составляющих смеси.

Для получения равномерной смеси супов применяли метод дробного последовательного смешивания (метод постепенного разведения) витаминной добавки с основной массой продукта, использовали новый вид лопастного смесителя Ледиге (Германия), проводили математическое моделирование процесса смешивания с целью определения оптимального времени смешивания.

При постепенном разведении необходимое количество обогащающей добавки перемешивали с небольшим количеством соли и далее, поэтапно увеличивая объем смеси, добавляли к основной массе обогащаемого продукта.

На смесителе Ледиге смешивали супы Куриный с вермишелью и Мясной с вермишелью в течение Т 7,5-13 мин. С интервалом 0,5—1,5 мин отбирали пробы и измеряли объемный вес mV, г/дм3.

Обработку экспериментальных данных осуществляли в программе Origin 7.0. Анализ показал, что уравнение, наиболее адекватно описывающее смешивание супов, имеет следующий вид:

mv = р +-

1 + exp

( P3 - Т)’

(1)

P4

где Р1, Рг, Рз,Р4 - коэффициенты уравнения.

Проведенная обработка показала, что для смешивания вермишелевых супов (1) имеет вид

mV = 718 +

49,4

/103-т' 1+ exp(—------------------)

(2)

173

Рис. 2

Коэффициент корреляции R2 составляет 0,984, что свидетельствует об адекватном описании данным уравнением процесса смешивания супов. Экспериментальные данные и зависимость (2) представлены на рис. 1.

При ручном замесе в лабораторных условиях рав -номерное смешивание вермишелевых супов достигается при значениях mV 740-750 г/дм3. Выбор продолжительности смешивания, отвечающей указанным условиям по объемному весу, проводили в программе Mathematica 5.0. Интервал изменения т определяли с помощью функции Reduce. Продолжительность смешивания вермишелевых супов составила 9,9-11,4 мин. Оптимальная продолжительность смешивания этих продуктов, определенная с помощью функции Findlnstance, составляет 10,6 мин.

Суп Гороховый смешивали в смесителе Ледиге в течение 5-18 мин. Проведенная обработка показала, что для смешивания горохового супа зависимость (1) имеет вид

mV =707+

522

/14,1-т' 1+ exp(—:-----------------)

(3)

145

Рис. 1

Коэффициент корреляции R2 составил 0,988, что свидетельствует об адекватном описании данным уравнением процесса смешивания.

Экспериментальные данные и полученная зависимость (3) приведены на рис. 2.

При ручном замесе в лабораторных условиях рав -номерное смешивание горохового супа достигается при значениях mV730-740 г/дм3. Интервал изменения т вычисляли с помощью функции Reduce. Продолжительность смешивания горохового супа 13,9-15,0 мин, а оптимальная продолжительность смешивания, определенная с помощью функции Findlnstance, - 14,4 мин.

Рис. 3

mV =501#

30,1

1# expC-66—Х)

(4)

0624

mV =6ВВ#

714

/9,17 - х, 1# exp( ’ )

(З)

Суп Овощной смешивали в смесителе в течение 5-10 мин. В этом случае (1) имеет вид

Коэффициент корреляции R2 составил 0,987, что свидетельствует об адекватном описании данным уравнением процесса смешивания супа. Экспериментальные данные и зависимость (4) приведены на рис. 3.

При ручном замесе в лабораторных условиях равномерное смешивание овощного супа достигается при значениях mV 520-530 г/дм3. Интервал изменения т, определенный с помощью функции Reduce, составил 6,3-8,0 мин. Оптимальная продолжительность смешивания этого продукта, определенная с помощью функции Findlnstance, - 7,2 мин.

Суп Рисовый с мясом смешивали в течение 8-15 мин. Для его смешивания (1) имеет вид

194

Рис. 4

Коэффициент корреляции R2 составил 0,993, что свидетельствует об адекватном описании данным уравнением процесса смешивания супа.

Экспериментальные данные и зависимость уравнения (5) приведены на рис. 4.

В лабораторных условиях равномерное смешивание рисового супа при ручном замесе достигается при значениях mV730-740 г/дм3. Интервал изменения т, определенный с помощью функции Reduce, составил 9,9-11,1 мин. Соответственно оптимальная продолжительность смешивания этого концентрата по функции Findlnstance - 10,5 мин.

По результатам математической обработки экспериментальных данных получены следующие значения оптимальной продолжительности смешивания супов быстрого приготовления на смесителе лопастного типа Ледиге: для вермишелевых, горохового, овощного и рисового 10,6; 14,4; 7,2 и 10,5 мин соответственно.

Кафедра технологии жиров, косметики и экспертизы товаров

Поступила 15.02.06 г.

З36.71:З36.22:З22.14

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ФРУКТОВЫХ СОКОВ ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ДВИЖЕНИИ

М.А. МАГЕРРАМОВ

Азербайджанский государственный экономический университет

В технологических процессах пищевых производств важную роль играют явления тепло- и массопе-реноса, тесно связанные с теплофизическими характеристиками обрабатываемых объектов. Поэтому определение этих характеристик и оценку теплофизических свойств пищевых продуктов необходимо согла-

совывать с другими свойствами и характеристиками, а также со способами обработки продуктов в различных технологических процессах.

Одной из основных теплофизических характеристик пищевых продуктов, в том числе плодоовощных соков, является их теплопроводность. В литературе имеются данные о теплопроводности отдельных соков и других пищевых продуктов. Так, в [1] исследован ви-