30 / 48
КОНДИТЕРСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО
•
4/2012
28
ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА
УДК 664.143/149.014/019
Моделирование и оптимизация
структурно-механических свойств
сбивных масс
Д-р техн. наук
Г.О. МАГОМЕДОВ
,
кандидаты техн. наук
А.А. ЖУРАВЛЕВ, Л.А. ЛОБОСОВА
,
соискатель
И.Г. БАРСУКОВА, А.А. ПИВОВАРОВА, К.Н. МАКАРОВА
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных
технологий»
Несмотря на то что ассортимент кон-
дитерской продукции весьма разнообра-
зен, одна из важнейших задач, стоящих
перед кондитерской промышленностью, –
разработка изделий новых видов с це-
лью совершенствования его структуры,
экономии дефицитного сырья, снижения
сахароемкости, а также создание про-
дукции детского ассортимента, лечебно-
профилактического назначения, с наибо-
лее длительным сроком хранения.
При изготовлении сбивных изделий про-
текают последовательно два основных
процесса: пено- и студнеобразование.
Для их осуществления необходимы опре-
деленное сырье и оптимальные технологи-
ческие режимы его переработки [1].
Поэтому цель нашей работы – иссле-
дование взаимодействия различных фак-
торов, влияющих на пенообразование
сбивных масс, определение оптимальных
параметров.
Для этого применяли методы планиро-
вания эксперимента.
В качестве основных факторов, влияю-
щих на пенообразование, выбрали: дози-
ровки белка, г (
x
1
) и пектина, г (
x
2
).
Пределы измерения исследуемых фак-
торов приведены в табл. 1.
Выбор интервалов изменения факторов
обусловлен технологическими характе-
ристиками сбивной массы, а именно:
при дозировках белка менее 5 г и пектина
менее 1,25 г для приготовления 200 г сбив-
ной массы она имеет достаточно высокую
плотность.
Увеличение количества белка более 8,1 г
нецелесообразно, так как структура пены
становится плотной. Кроме того, это эконо-
мически не выгодно.
Критерием оценки влияния различных
факторов на пенообразование выбрали
плотность, кг/м
3
(y).
Моделирование и оптимизацию струк-
турно-механических свойств пенообраз-
ной массы осуществляли эксперимен-
тально-статистическими методами в не-
сколько этапов [2].
Первый этап
заключался в выборе наи-
более приемлемой формы уравнения
регрессии.
С целью сокращения продолжитель-
ности экспериментальных исследований
и снижения затрат на их проведение реа-
лизовали полный факторный эксперимент
(ПФЭ) типа 2
2
в соответствии с матрицей
планирования (табл. 2, опыты 1–4).
Опыты ставили в двухкратной повтор-
ности, для оценки их воспроизводимости
в центре плана реализовали пять парал-
лельных опытов (табл. 2, опыты 9–13). Число
опытов в центре плана выбрали с учетом
возможного в дальнейшем перехода к пла-
нированию второго порядка. Для исключе-
ния влияния неконтролируемых парамет-
ров на результаты эксперимента порядок
опытов рандомизировали посредством
таблицы случайных чисел. В табл. 2 пред-
ставлены средние арифметические значе-
Ключевые слова:
моделирование,
оптимизация, пектин, пенообразующая
способность, сбивные изделия, яичный
белок.
Кey words:
simulation, optimization,
pectin, foaming ability, stiff products, egg
white.
Таблица 1
Условия планирования
Пределы измене-
ния факторов
X
1
, г
X
2
, г
Основной уровень
6,25
2,5
Интервал варьирования
1,25
1,25
Верхний уровень
7,50
3,75
Нижний уровень
5,00
1,25
Верхняя «звездная» точка 8,013
4,26
Нижняя «звездная» точка
4,49
0,74
Таблица 2
Система опытов
Номер
опыта
Кодированные значения факторов
Натуральные
значения
факторов
Выходной
параметр
Х
1
Х
2
Х
1
·
Х
2
Х
1
2
Х
2
2
Х
1
Х
2
y
j
y
j
δ
Опыты ПФЭ
1
–1 –1 +1 1 1 5 1,25 380 383
2
+1 –1 –1 1 1 7,5 1,25 367 413
3
–1 +1 –1 1 1 5 3,75 462 454
4
+1 +1 +1 1 1 7,5 3,75 581 484
Опыты в «звездных»
точках
5
–1,41 0
0
2 0 4,49 2,5 423 421
6
+1,41 0
0
2 0 8,013 2,5 432 462
7
0 –1,41 0
0 2 6,25 0,74 346 376
8
0 +1,41 0
0 2 6,25 4,26 484 475
Опыты в центре плана
9
0
0
0
0 0 6,25 2,5 420 424
10
0
0
0
0 0 6,25 2,5 430 424
11
0
0
0
0 0 6,25 2,5 420 424
12
0
0
0
0 0 6,25 2,5 430 424
13
0
0
0
0 0 6,25 2,5 420 424
Электронная Научная СельскоХозяйстве ная Библио ека