27 / 68
25
ХРАНЕНИЕ и ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ • № 7 • 2015
при этом были выбраны следующие интервалы варь-
ирования: для температурного перепада 2…12 °С, для
частоты вращения 8–22 мин
–1
. Результаты экспери-
ментов приведены в таблице.
Уравнение регрессии искали в виде полинома второй
степени с учетом эффектов парного взаимодействия:
y
=
b
0
+
b
1
x
1
+
b
2
x
2
+
b
11
x
1
2
+
b
22
x
2
2
+
b
12
x
1
x
2
.
(2)
С помощью метода наименьших квадратов найдено
следующее уравнение регрессии:
y
=0,073+0,426
x
1
+0,131
x
2
–0,019
x
1
2
–0,002
x
2
2
–0,02x
1
x
2
. (3)
Как видно из таблицы, теоретические значения ско-
рости прогрева, которые рассчитаны по уравнению
(3), находятся в хорошем согласии с эксперименталь-
ными. Среднее квадратичное отклонение скорости
прогрева
σ
= 0,04.
График зависимости температурного перепада
между наиболее и наименее прогреваемыми точками
от частоты вращения при высокотемпературной теп-
ловой стерилизации консервов «Компот из черешни»
в банке СКО 1‑82‑3000 объемом 3л в потоке нагрето-
го воздуха температурой 150 °С и скорости воздушно-
го потока 8,5м/с приведен на рис. 2.
Как видно из рисунка, частота вращения 20–22 мин
–1
оптимальна, так как дальнейшее увеличение частоты уже
не влияет на температурный перепад между наиболее и
наименее прогреваемыми слоями продукта в банке.
Зависимость скорости нагрева продукта и темпера-
турного перепада между наиболее и наименее прогре-
ваемыми точками от частоты вращения при тепловой
стерилизации компота в банке СКО 1‑82‑3000 объ-
емом 3л показана на рис. 3.
Как видно из рис. 3, чем выше скорость вращения и
ниже перепад температур, тем выше скорость прогрева
продукта. Однако зависимость нелинейная. Анализ урав-
нения регрессии (3) показывает, что на поверхности ско-
рости нагрева продукта существует точка экстремума,
которая соответствует седловой точке, так как собствен-
ные значения матрицы вторых производных имеют раз-
ные знаки. Точке экстремума соответствуют: частота
вращения
≈
15,1 мин
–1
, температурный перепад
≈
3,3 °С,
при котором скорость прогрева продукта
≈
1,79 °С/мин.
Результаты исследований можно использовать для
установления оптимальных частот вращения банок при
разработке новых режимов высокотемпературной сте-
рилизации консервируемых продуктов, а также при
проектировании новых конструкций аппаратов для
тепловой стерилизации.
Зависимость скорости прогрева продукта
от температурного перепада и частоты вращения банки
Номер
опыта
Температурный
перепад, °С
Частота
вращения, мин
–1
Скорость
прогрева, °С/мин
n
x
1
x
2
y
эксп
y
теор
1
12
8
1,4 1,41
2
10
10
1,5 1,51
3
8
12
1,6 1,61
4
3,0
14
1,75 1,77
5
2,5
16
1,76 1,8
6
2,3
18
1,78 1,82
7
2,0
20
1,8 1,86
8
2,0
22
1,8 1,88
Рис. 3.
Зависимость скорости нагрева продукта
и температурного перепада между наиболее и наименее
прогреваемыми точками продукта от частоты
вращения банки
8
10
12
14
16
18
20
22
Скорость вращения, мин
–1
Скорость нагрева, °С/мин
Перепад температур, °С
2
2
0
3
4
5
6
7 8 9 10
12
10
8
6
4
2
0
Перепад температур, °С
Частота вращения, мин
–1
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Рис. 2.
Зависимость температурного перепада между
наиболее и наименее прогреваемыми слоями продукта
от частоты вращения банки
R e f e r e n c e s
1. Akhnazarova S.L., Kafarov V.V.
Metody optimizatsii eksperimenta v
khimicheskoi tekhnologii
[Methods of experiment optimization in
Chemical technology].Moscow, Vysshaya shkolaPubl., 1985. 327p.
2. Malashenko Yu.R., Muchnik F.V., Romanovskaya V.A.,
Sadovnikov Yu.S.
Matematicheskie modeli i EVM v mikrobiolog-
Л и т е р а т у р а
1.
Ахназарова, С. Л.
Методы оптимизации эксперимента в
химической технологии/С. Л. Ахназарова, В. В. Кафа-
ров. —М.: Высшая школа, 1985. — 327с.
2.
Малашенко, Ю. Р.
Математические модели и ЭВМ в мик-
робиологической практике/Ю.Р. Малашенко, Ф.В. Муч-
Электронная Н учная СельскоХозяйственная Библиотека