CC BY
35
6. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков АА. Примеры и 8. Технология переработки жиров / Н.С. Арутюнян, Е.П.
задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - К°рнена, А.И. Янова и др. - М.: Пищепромиздаг, 1998 - 452 с.
Л ■ Химия 1981 -560с 9. Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справочник /
_ _ , Под ред. Ю.А. Мачихина. - М.: Агропромиздат, 1990. - 271 с.
7. Орвис В. Excel для ученых, инженеров и студентов. -
Киев: Юниор, 1999. -528 с. Поступила 07.11.08г.
VISCOSITY OF COMPONENTS OF THE REACTIONARY MIX BY MANUFACTURE OF BIODIESEL FUEL FROM VEGETABLE OILS
A.A. SKHALYAHOV1, V.S. KOSACHEV2, E.P. KOSHEVOY2
1 Maikop State Technologycal University,
191, May Day st., Maikop, 385000; e-mail: info@mkgtu.ru 2Kuban State Technologycal University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: intrel@kubstu.ru
The data on viscosity of components of a reactionary mix is obtained by manufacture of biodiesel fuel from vegetable oils. The structure of a reactionary mix is received by mathematical modelling kinetics reactions. The amendment on influence of temperature on viscosity of components is received by Lewis-Squires method. Lewis-Squires method for reception of analytical temperature dependences of viscosity of components of a reactionary mix is improved.
Key words: viscosity of mix, biodiesel engine, pereeterifikaciya, Lewis-Squires method.
663:664.696.4
СИСТЕМНЫМ ПОДХОД К ОБЕСПЕЧЕНИЮ КА ЧЕСТВА БЫСТРОРА СТВОРИМЫ1Х НАПИТКОВ
А.М. ПОПОВ, С.П. МАЛЬЦЕВА
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности,
650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47; факс: (384-2)73-40-07, электронная почта: office@Kemtipp.ru
Рассмотрена возможность применения системного подхода к технологическому потоку производства быстрорастворимых гранулированных напитков. Для исследования технологического потока использован методологический алгоритм оптимизационного анализа, состоящий из восьми последовательных этапов. Цель работы - показать возможность и методологическую ценность системного подхода к технологическому процессу для повышения эффективности научных и проектных работ в области создания и применения на практике новой технологии и техники.
Ключевые слова: системный подход, технологический поток, восьмиэтапный методологический алгоритм, быстрорастворимые гранулированные напитки.
Одним из основных направлений пищевой промышленности является разработка технологии многокомпонентных продуктов питания на основе сырья природного происхождения.
Для определения возможностей создания быстрорастворимых гранулированных напитков (БГН) с использованием сухой композиции с заданным сбалансированным составом питательных веществ на основе дисперсных систем был использован методологический алгоритм системного подхода [1]. Концепция системного подхода предполагает рассмотрение технологии быстрорастворимых напитков в виде модели технологического потока, конечным результатом которого является создание и эффективное использование этого сложного дисперсного продукта. Актуальные проблемы рассматриваются как главная характеристика системы, определяющая способ и последовательность исследования или проектирования всех других системных характеристик сложного объекта. Рассмотрение системных закономерностей в плане возможностей их использования при исследовании и проектировании современных технико-технологических систем показывает, что учет этих закономерностей становится не-
обходимым условием создания качественно новых технологических комплексов [2].
Цель исследования - разработка системной модели технологического потока производства сухих гранулированных напитков. Объект исследования - многокомпонентный дисперсный продукт, обладающий определенными свойствами при условии нормального протекания физико-химических процессов [3].
Алгоритм исследования состоит из восьми последовательных этапов.
1. Фиксация противоречий, актуальных для познания, проектирования и управления. Для системного исследования данный этап является ключевым, так как актуальное противоречие (проблема) выступает в качестве системоформирующего и системодвижущего фактора.
В системной разработке производственного процесса в технологическом комплексе необходимо рассмотрение технологического потока как системы, имеющей сложную структуру, образуемую множеством взаимодействующих сторон.
Системная методология позволяет многосторонне исследовать общие механизмы и формы системно-ор-
Ишєллапк ПЛОІШЕ і'сіжіі)
___________________І_________________
ТТ[)(У|Н|]К|| І ІЧМС ІЬЧ[*4НОМ СНІІІІ-І
___________________І_________________
І ТіЩДиНИІ-ІІ' У ¿а «ГИ НЯ «ГШС11 Д|ЮІ
Сушка шрот а
Кмодеїгрзіраваїпіе
сока
СНЄШЙПЗї І
І
І
іГ.ЧтПЬГГі грянул
ЕС. ик.чти4*нкищія і рику і і
Упагввка
Рис. 1
ганизационных явлений, закономерностей преобразования систем и их организационного совершенствования. Технологическая система состоит из множества элементов, т. е. технологических операций, каждая из которых обусловлена определенным физико-химическим процессом.
В общем виде технологическая схема производства БГН представлена на рис. 1.
Таким образом, актуальная проблема суммируется в создании композиции моделирования и синтезирования технологического потока производства быстрорастворимых напитков на основе плодово-ягодного сырья и молочной сыворотки.
2. Цель разрешения актуальной проблемы заключается в создании научно обоснованного метода произ-
водства БГН, сохраняющего свои нативные свойства, обладающего хорошей сыпучестью, имеющего длительные сроки хранения и несложную технологию производства. Для достижения цели решаются следующие задачи:
определение проектируемого объекта; определение контролируемых параметров объекта; нахождение наилучшей структуры и оптимизация внутренних характеристик объекта;
определение порядка формирования технологического потока по этапам производства готового продукта.
3. Актуальной средой проектируемой системы как технологического потока производства БГН является совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих системоформирующее действие.
На рис. 2 приведены наиболее значимые факторы актуальной среды:
региональный потребитель в лице городской администрации проводит определенную политику по обеспечению жителей региона полноценными экологически чистыми продуктами питания;
потребитель в лице покупателей пищевых продуктов имеет собственные предпочтения и желает приобретать качественные продукты питания по приемлемой цене, он определяет спрос на продукцию;
производитель определяет выбор сырья и технологии производства, характер выпускаемой продукции, ее качество и себестоимость;
рынок определяет место готового продукта среди аналогичных разработок, цену на разработку и способ продвижения БГН, а также методы стимулирования продаж; продукт оказывает также обратное влияние на
Потребитель региона
Региональная политика Спрос Предложение
Производитель
Крупные Малые
пищевые предприятия
предприятия і 1
Сырье У Технология
ч
Качество
Потребитель
Спрос Предложение
Технологический поток производства БГН
О*
с/>е„
Рынок
Реклама Цена Наличие конкурирующих систем
Государство
Политика в области пищевой промышленности Контроль качества продуктов питания Контроль в области экологии
Рис. 2
рынок, так как способствует расширению потребительских предпочтений;
государство, с одной стороны, определяет политику в области пищевой промышленности, а с другой - выполняет контролирующую функцию в отношении качества пищевых продуктов.
4. Определение функций и дисфункций системы.
Системное видение имеет объективную природу,
характеризуемую законом противоречивой целостности. Суть закона заключается в том, что в любой сложной системе имеются как самоинтегрирующие факторы, обеспечивающие устойчивость, целостность, т. е. функции; так и противостоящие им - системоразрушающие, дезинтегрирующие факторы - дисфункции. Рассмотрение технологического потока с позиций противостояния функций и дисфункций, выявление их соотношения являются важным принципом системного подхода. Функциональными свойствами для технологического потока являются рационально подобранные компоненты, входящие в состав быстрорастворимого напитка; система процессов, имеющая стабильную структуру, где обязательным условием является выполнение закона соединения частей в единое целое и интегративные закономерности построения технологической линии (системы машин и аппаратов) с учетом закономерностей системы процессов конкретной технологии.
Соответственно, дисфункции, препятствующие достижению цели, - это невыполнение данных условий. Например, возможные отклонения структурообразующих параметров от контрольных значений, неустойчивость гранулообразования и свойств полидис-персной системы БГН.
5. Проектирование или исследование конструкции или организационной структуры (элементы состава и соотношения между ними), которая способна обеспечить необходимые действия.
Качественным выбором метода решения актуальных противоречий является определение состава проектируемого объекта (системы). Характеристика состава и структуры БГН как сложной системы должна быть сфокусирована на достижении функциональных результатов, обеспечивающих разрешение актуальных противоречий.
В результате экспериментов был получен многокомпонентный гранулированный продукт, в состав которого входят, %: картофельный крахмал - 20,5, ягодный шрот - 4, молочная сыворотка - 4, сахарная пудра - 65, ягодный сок рябины красной - 4.
В качестве структурообразователя выбран крахмал, продукты гидролиза которого благотворно влияют на работу кишечника, благодаря повышению уровня бифидобактерий в нем и улучшению иммунных показателей крови, а также обмена веществ [4].
Молочная сыворотка - биологически ценный продукт питания, в основном за счет содержания в ней значительного количества лактозы - 70% [5]. Включение ягодного шрота, как пектиносодержащего растительного сырья в рецептуру продукта обеспечивает потребность населения Сибири и Дальнего Востока в биологически активных веществах.
fill ВО 70 80 /Ч"
Рис. 3
Сахарная пудра, помимо вкуса, играет важную роль в процессе производства гранулированных продуктов, так как используется в качестве увлажняющей добавки и способствует инстантированию продукта.
6. Выявление способов действия системы, обеспечивающих способность к разрешению актуальной проблемы.
Структурирование инстантирующего продукта осуществляется гранулированием, обеспечивающим формирование частиц определенных размеров, форм, структуры и физических свойств. Механизм гранулообразования определяется способом гранулирования и его аппаратурным оформлением.
В результате проведенных исследований была установлена зависимость вязкости исследуемого продукта от температуры восстановления при различном количестве сухой массы (рис. 3: кривая 1 - 15 г, 2 - 30 г). График показывает характер поведения напитков функционального назначения в зависимости от дозировки сухой смеси в готовом продукте, а также изменения структурно-механических свойств готового изделия в зависимости от температуры растворения сухой смеси. Из его анализа следует, что дозировка влияет на изменение минимальной эффективной вязкости конечного продукта, т. е. ее повышение приводит к увеличению вязкостной составляющей. При повышении температуры возрастает способность восстанавливаемости продукта. Оптимальная температура восстановления напитка 80-90°С.
7. Проектирование организационного механизма, придающего функциональную ориентированность конструкции и динамике системы.
Элементами организационного механизма являются:
государство, определяющее политику в пищевой промышленности;
городская администрация, определяющая региональную политику в отношении безопасных для здоровья, экологически чистых продуктов питания;
контролирующие организации, осуществляющие контроль качества продуктов питания.
производители, разрабатывающие пищевые продукты с учетом потребительских предпочтений и обеспечивающие их промышленный выпуск;
рынок и его механизмы продвижения БГН до потребителей.
8. Интегрированное отображение комплекса система-среда. Системный подход предполагает сопоставление проектируемой системы с другими типами значимых для нее систем: системами конкурентами, альтернативными системами, системами того же или близкого рода. Подобное сопоставление позволяет учесть опыт различных конструктивных подходов, создает возможности для их плодотворного синтеза.
Анализ технологического потока предполагает учет возможного влияния подсистем в различных технологических режимах, при использовании различных видов сырья, технологических ингредиентов и материалов. В качестве системы конкурента выделим кисель плодово-ягодный в брикетах (ГОСТ ТУ 9195-00253114318-00). В состав продукта входят следующие компоненты: сахар, крахмал, натуральный концентрированный сок или экстракт, кислота лимонная (Е 330), вкусоароматическая добавка идентичная натуральной. Для приготовления данного напитка нужно перемешать сухой концентрат с водой, соблюдая пропорции. Полученную смесь нагревать до температуры кипения.
Быстрорастворимый гранулированный кисель в отличие от киселя в брикетах обладает рядом достоинств: имеет длительный срок хранения (более 1 года), удобен в использовании. В нем содержатся витамины, микроэлементы и макроэлементы. За счет большой плотности гранулы имеют повышенную концентрацию полезных веществ в единице объема продукта, обладают хорошей растворимостью, легко дозируются и не слеживаются в процессе хранения. Так как гранулы
имеют высокую насыпную плотность, снижаются затраты на тару, упаковку, площадь складских помещений.
Контроль качества готового изделия в пищевой промышленности ведется по органолептическим оценкам. При производстве БГН к ним добавляются такие показатели качества, как скорость растворения, восстанавливаемость структуры напитка, устойчивость коллоидного раствора.
Практическое применение системного подхода предполагает возможность создания БГН, а также организационной структуры их производства с привлечением крупных и мелких предприятий, что позволило получить и реализовать опытно-промышленное производство сухихнапитков функционального назначения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Винограй Э.Г. Общая теория организации и системно-организационный подход. - Томск: Изд-во ТГУ, 1989. - 236 с.
2. Храмцов А.Г. Молочная сыворотка. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1990. - 240 с.
3. Попов А.М. Физико-химические основы технологий по-лидисперсных гранулированных продуктов питания. - Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2002. - 324 с.
4. Попов А.М., Панфилов В.А. Системные закономерности сложных объектов и принципы их использования при исследовании и проектировании технико-технологических комплексов //Хранение и переработка сельхозсырья. - 2005. -№ 10.
5. Максимов В.И., Родоман В.Е. Медицинский аспект пищевого крахмала //Вопр. питания. - 1999. -№ 1. - С. 46-48.
Поступила 10.11.08г.
SYSTEM APPROACH TO PROVIDING HIGH QUALITY INSTANT BEVERAGES
A.M. POPOV, S.P. MALTSEVA
Kemerovo Technological Institute of Food Industry,
47, Stroiteley boul., Kemerovo, 650056; fax: (384-2) 73-40-07, e-mail: office@Kemtipp.ru
The advantages of system approach to instant granulated beverages production flow is considered. The 8-stage methodological algorithm of optimization analysis provides a study of technological flow. The purpose of the article is to show the possibilities and methodological value of system approach to technology process for raising the efficiency of research and design works in the development and application of new technologies and techniques.
Keywords: system approach, process flow, instant granulated beverages, 8-stage methodological algorithm.
