Issn молодой учёныйМеждународный научный журналВыходит два раза в месяц 10 (114) Редакционная коллегия bГлавный редактор
 Скачать 5.47 Mb.
|
|
Ключевые слова бисквитный полуфабрикат, черемуховая мука, органолептические показатели качества, рецептура, технологическая схема. Б исквитный полуфабрикат всегда пользовался большой популярностью. Доступная цена, разнообразие вкуса, оформления делают этот продукт привлекательным, поэтому целесообразно рассматривать его в качестве объекта для обогащения добавками. Развитие рынка кондитерских изделий характеризуется увеличением объемов производства бисквитных тортов в 1,6 раза, благодаря чему он становится наиболее перспективным объектом для обогащения функциональными ингредиентами, нехватка которых в питании является серьезной проблемой Объектом исследования в данной работе является черемуховая мука. Черемуховая мука — уникальный продукт из высушенных плодов дикорастущей черемухи обыкновенной. В черемухе содержится огромное количество полезных веществ, в том числе и дубильных, которые оказывают существенное влияние на замедление различных болезней желудочно-кишечного тракта, диареи и воспаления. Она характеризуется мощным бактерицидным, укрепляющим свойствами. Плоды черемухи хорошо насыщают и укрепляют организм витаминами В 100 гр. черемуховой муки содержатся следующие компоненты, мг железо — 0,2, марганец — 1,0, цинк — 0,3, медь — 0,1, кобальт — 10,0, магний — 0,9; витамины витамин С, каротин, флавоноиды В приготовлении бисквита использовалась черемуховая мука, так как она, по сравнению со свежими ягодами черемухи, обладает более выраженным вкусом и ароматом и удобна в применении на производстве, так как не требует дополнительной обработки. Оригинальность работы заключается в создании не только в создании бисквитного полуфабриката с черемуховой мукой, но совершенствование технологии производства, за счет внедрение в технологическую линию аэратора HansaMixer, который предназначен для смешивания и насыщения очищенным воздухом, гомогенизации, придания воздушности, поддержания заданной температуры бисквитного полуфабриката. Аэратор — это принципиально новая технологическая система гомогенизации продукта в условиях полной герметичности. Эта технология позволяет производить новые эксклюзивные продукты и обеспечивает длительные сроки хранения продукта. Технология аэрации улучшает качество массы, увеличивает ее объем и пластичность, что способствует улучшению формообразования массы и точности дозировки. Сегодня аэраторы стали необхо- Технические науки «Молодой учёный» . № 10 (114) . Май, 2016 г. димым элементом технологии в любом современном кондитерском производстве. Благодаря включение аэратора в технологический процесс производства бисквитного полуфабриката, повышаются необходимые вкусовые качества готового изделия. Объектами исследовании являлись мука черемуховая (ТУ 9164–001–96696443– 2008); − бисквитное тесто с добавлением и без добавления черемуховой муки (унифицированная рецептура на бисквит Домашний (ТУ Полученные образцы теста и готовых изделий изучали с использованием общепринятых методов исследования. Органолептические показатели изучали по общепринятым методам. Физико-химические показатели массовую долю влаги — по ГОСТ 5900–73; щелочность — по ГОСТ 5898–87; массовую долю сахара — по ГОСТ 5672–68; массовую долю жира — по ГОСТ В нашем случае черемуховая мука вводится в тесто при замесе вместе с мукой. В табл. 1 и 2 представлены рецептуры бисквита без добавления черемуховой муки и с ее добавлением на 10 кг готовой продукции. Таблица 1. Рецептура, унифицированная на бисквит «Домашний» Наименование сырья Содержание СВ,% Расход сырья на 10 кг готовой продукции, кг В натуре В сухих веществах Мука пшеничная в/с 85,5 3,83 Меланж 5,45 1,22 Сахар-песок 99,85 2,75 Соус майонезный 1,84 Сода пищевая 0,094 Итого 7,927 Потери 5,38 – 0,427 Выход 7,5 10 Таблица Рецептура, унифицированная на бисквит Домашний с добавлением черемуховой муки Наименование сырья Содержание СВ,% Расход сырья на 10 кг готовой продукции, кг В натуре В сухих веществах Мука пшеничная в/с 85,5 3,83 Меланж 5,45 1,22 Сахар-песок 99,85 2,75 Соус майонезный 1,84 Сода пищевая 0,094 Итого 7,927 Потери 5,38 – 0,427 Выход 7,5 10 Для приготовления бисквита с черемуховой мукой в миксер последовательно загружаются меланж, са- хар-песок, соус майонезный. Сырье перемешивается до однородного состояния. Затем вносится мука пшеничная в/с, мука черемуховая и разрыхлитель (сода пищевая. Смесь сырья повторно перемешивается и перекачиваются в расходную емкость. Приготовленное тесто насосом подается в аэратор Скорость вращения аэратора для бисквита с черемуховой мукой 300–320 об/мин. Плотность бисквитной массы на входе в аэратор 900–950 г/см 3 . Плотность бисквитного теста на выходе из аэратора 500–520 г/см 3 , и регулируется автоматически на пульте управления. Охлаждение аэратора производится при помощи охлаждающего теплообменника. Насыщение бисквитной массы газом происходит в автоматическом режиме при помощи воздуха. В процессе аэрирования происходит соединение пузырьков воздуха с молекулами продукта. Это приводит к изменению структуры подвергаемого аэрированию бисквитного теста, соответственно, приданию новых требуемых качеств и свойств. Целью аэрирования бисквитного теста является придание воздушности, пышности полученному продукту. Кроме того, аэрирование делает бисквит более гомогенным, нежным на вкус, менее калорийным. Кроме того использование аэратора в технологической линии по производству бисквитного полуфабриката позволяет совершенствовать процесс получения бисквитного полуфабриката при эффективном расходовании сырья, за счет уменьшения в рецептуре муки пшеничной в/c. Приготовленное тесто, при помощи насосов подается в воронку тестоотсадочной машины 265 Technical Sciences “Young Scientist” . #10 (114) . May С помощью дозатора отсадочной машины заполняют формы на ¾ объема. Формы смазываются маслом или эмульсией, ставят на листы, которые расставляют на производственных столах. Затем листы с формами ставят на вагонетки, и направляют на выпечку в ротационную печь Восход. Продолжительность выпечки 30 мин, температура. Выпеченный полуфабрикат охлаждается в форме 30 мин, затем листы с выпеченным полуфабрикатом выкладывают на вагонетку и вручную перевозят в остывочное отделение. Выстаивание производится в течение ч при температуре 18 °C. Затем вагонетку перевозят в цехина специальных столах зачищают с помощью ножа и разрезают бисквит по слоям. Разрезанный бисквит укладывают стопкой и направляют на сборку торта. В ходе исследования объем черемуховой муки изменялся и при выпечке бисквитных полуфабрикатов составили. Фотографии готовых бисквитных полуфабрикатов представлены на рис. Рис Внешний вид готовых бисквитных полуфабрикатов бисквит Домашний (контроль, бисквит с содержанием черемуховой муки (5%), бисквит с содержанием черемуховой муки 10% и бисквит с содержанием черемуховой муки (20%) (слева–направо) Образец с содержанием черемуховой муки 5% по органолептическим показателям (форма, поверхность) соответствуют норме цвет — светло-коричневый с вкраплениями внесенной муки, видна разрезе — хорошо пропеченный. Пористость равномерная, вкуси запах — хрусти горечь не ощущались. Образец с содержанием черемуховой муки 10% по органолептическим показателям (форма, поверхность) соответствуют норме цвет — коричневый однородный, свойственный внесенной черемуховой муке, видна разрезе легкий, пропеченный бисквит, вкуси запах — без постороннего привкуса и запаха. Черемуховая мука придает ромово-миндальный запах бисквиту (рис. Образец с содержанием черемуховой муки 20% по органолептическим показателям (форма, поверхность) соответствуют норме цвет — темно-коричневый однородный, видна разрезе — хорошо пропеченный, пористость равномерная, структура плотная, вкуси запах — чрезмерно насыщенный островатый вкуси аромат ощущался хрусти лёгкая горечь. Контрольным образцом является унифицированная рецептура на бисквит Домашний (ТУ 9134–026– 35559904–2015). Черемуховой мукой заменяли 5, 10 и 20% пшеничной муки высшего сорта. Нами было установлено, что 5% замена муки — не влияет на органолептические показатели качества, а 20% — происходит ухудшение органолептических показателей вкус, запах. В контрольном образце и опытном образце (с добавлением черемуховой муки 10%) определяли массовую доля влаги, массовую долю жира, массовую долю сахара и щелочность (табл. Рис Бисквит Домашний (контроль) и бисквит с содержанием черемуховой муки 10% (слева–направо) Технические науки «Молодой учёный» . № 10 (114) . Май, 2016 г. Таблица 3. Показатели массовой доля влаги, жира, сахара и щелочности готовых изделий Показатель Контрольный образец Опытный образец Массовая доля влаги Массовая доля жира Массовая доля сахара Щелочность, град Массовая доля сахара в опытном образце немного выше, чем в контрольном, за счет повышенного содержания природных сахаров в черемуховой муке по сравнению с пшеничной. Такие показатели как массовая доля влаги, жира и щелочность изменились незначительно и соответствовали нормам. Пористость выпеченных изделий определяли стандартным методом с помощью прибора Журавлева (табл. Таблица Показатели пористости готовых изделий Показатель Контрольный образец Опытный образец Пористость,% 77 За счет применения аэратора повышается содержания воздуха и пористость готовых бисквитных изделий. Разработана технология производства бисквита с добавлением черемуховой муки, благодаря органолептической оценке образцов с разной дозировкой черемуховой муки, была установлена оптимальная дозировка черемуховой муки Результаты исследования показали целесообразность использования в рецептуре бисквитных полуфабрикатов нетрадиционного вида муки, такого как, черемуховая мука, которая способствует получению бисквитных полуфабрикатов высокого качества. Благодаря включение аэратора в технологический процесс производства бисквитного полуфабриката, повышаются вкусовые качества готового изделия, придается воздушность, улучшается качество массы и увеличивается ее объем. Приведенные выше результаты исследования показывают целесообразность использования черемуховой муки в выпеченных бисквитных полуфабрикатов, так как обеспечивают улучшение органолептических и физико-хими- ческих показателей качества. Литература: 1. Барановский, В. А. Справочник кондитера Серия Справочники. Ростов н/Д.: Феникс, 2003. 352 с. Донченко, Л. В. Безопасность пищевой продукции. Издательство ДеЛи принт, 2007. 540 с. Зубченко, А. В. Технология кондитерского производства. Воронеж Воронежская государственная технологическая академия, 1999. 432 с. Лукин, А. А. Перспективы создания хлебобулочных изделий функционального назначения // Вестник Юж- но-Уральского государственного университета. Серия Пищевые и биотехнологии. 2015. Т. 3. № 1. с. 95–100. 5. Маршалкин, ГА. Производство кондитерских изделий. М Колосс. Тихомирова, НА. Технология функционального питания. М Изд. дом ООО «Франтэра», 2002. 213 с. Регулирование состояний полета квадрокоптера на базе корректирующего ПД-регулятора Максимова Анна Михайловна, студент Национальный исследовательский университет Московский институт электронной техники» В статье рассматривается метод синтеза регулятора для управления углами поворота квадрокоптера, при помощи программного пакета Ключевые слова угол крена, угол тангажа, угол рыскания, квадракоптер, Matlab, ПД-регулятор, PID Как известно, процесс постоянного совершенствования гражданской и промышленной авиации базируется, на применении самых современных достижениях в области информационных технологий. Одной из важнейших тенденций в этой области является активное привлечение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Многообразие существующих и проектируемых БПЛА, множество возможных вариантов их оснащения и разнообразие вариантов их назначения, приводят нас к необходимости применения систем автоматического управления и контроля всеми функциями бортовых информацион- но-управляющих комплексов БПЛА. Рассмотрим типовую конструкцию квадрокоптера рис, движением которого можно управлять, изменяя скорости вращения винтов. Аппарат движется относительно неподвижной инерциальной системы отсчета, связанной с Землей и заданной перпендикулярными друг другу координатными осями , причем ось направлена противоположно вектору силы тяжести. С квадрокоптером связана система координат, центр которой размещен в центре масс аппарата, а оси параллельны и со направлены с осями неподвижной системы. Угловое положение аппарата задаем тремя углами углами крена φ, тангажа ϴ и рыскания ψ, определяющими вращение вокруг осей соответственно. Рис. 1. Система координат связанная с квадрокоптером ( ω N скорость вращения ого винта) Система автоматического регулирования с отрицательной обратной связью, в общем виде, показана на рисунке. Блок V (p) является регулятором, W (p) — объектом регулирования, g — управляющим воздействием, или уставкой, e — сигналом рассогласования, или ошибки, u — выходным воздействием регулятора, y — регулируемой величиной. Если выходное воздействие u регулятора V (p) описывается выражением (где t — время, а K, Ti, Td — пропорциональный коэффициент, постоянная интегрирования и постоянная дифференцирования соответственно, то такой регулятор называют ПИД-регулятором. ПИД-регулятор относится к наиболее распространён- ному типу регуляторов. Порядка 90–95% регуляторов, Рис Регулятор в системе с обратной связью Технические науки «Молодой учёный» . № 10 (114) . Май, 2016 г. находящихся в настоящее время эксплуатации, используют ПИД алгоритм. Причинами столь высокой популярности являются простота построения, ясность функционирования, пригодность для решения большинства практических задачи низкая стоимость. В частном случае пропорциональная, интегральная или дифференциальная компоненты могут отсутствовать, и такие упрощённые регуляторы называют И, П, ПД- или ПИ-регуляторами. Используя преобразование Лапласа при нулевых начальных условиях, передаточную функцию ПИД-регуля- тора можно представить в операторной форме: (2) где p — комплексная переменная. Учитывая особенности ПД и ПИД-регуляторов, выберем так, что регулирование углов φ, ϴ и , осуществляется с помощью ПД-регулятора. Программный пакет Matlab включает в себя подпрограмму, которая позволяет автоматически подобрать коэффициенты ПИД-регулятора, в зависимости от передаточной функции объекта. В PID Tuner используется патентованный метод настройки коэффициентов ПИД — регулятора, основанный на обратной связи с рабочими характеристиками, которые желает получить пользователь. Начальные значения коэффициентов регулятора основаны на приближённом анализе динамики системы. Имеется возможность интерактивно настраивать время отклика в графическом интерфейсе. Доступны расширенные параметры для настройки ПИД — регулятора, такие как задание желаемой полосы пропускания и запаса устойчивости по фазе. В графическом интерфейсе пользователя можно устанавливать несколько графиков для анализа поведения регулятора. Есть возможность использовать график отклика на единичное ступенчатое воздействие или логарифмические частотные характеристики разомкнутой системы для сравнения характеристик текущей системы с характеристиками системы соответствующей первоначальной установке коэффициентов ПИД регулятора Для настойки данной подпрограммы сначала необходимо в поле Matlab ввести передаточную функцию объекта, это возможно при помощи команды tf где в квадратных скобках указывается значение числителя и знаменателя передаточной функции объекта. Команда вызывает окно PID Tuner для передаточной функции объекта. Из [4] видно, что передаточная функция для угла φ: (При помощи PID Tuner подберём нужные нам параметры (рис. 3 и 4). Коэффициенты ПД-регулятора подбираются в полуавтоматическом режиме в зависимости от характера графика желаемого переходного процесса указанного пользователем. Кроме этого, в таблице сразу оцениваются критерии устойчивости время перере- гулирование (settling time), время нарастания (rise time), перерегулирование (overshoot), максимальное отклонение, запас устойчивости по коэффициенту усиления, максимальное значение фазы (phase margin), устойчивость системы (closed-loop Рис Параметры ПД-регулятора угла φ полученные в PID Tuner 269 Technical Sciences “Young Scientist” . #10 (114) . May Из таблицы, изображенной на рисунке 3 можно сделать вывод, что передаточная функция регулятора имеет вид (Как понятно из рисунков 3 и 4 переходной процесс устанавливается за 0.39 секунды. Необходимо отметить, что контуры положения по углами идентичны по параметрами структуре, так как параметры момента инерции с учетом симметричности квадрокоптера имеют равные значения. Исходя из этого, можно записать передаточную функцию регулятора угла θ следующим образом (Анализируя построения контуров управления [4], можно сказать, что регулирование углов ψ, θ и φ базируется на одних и тех же параметрах. Единственная разница заключается в параметре момента инерции , где расстояния от центра масс до двигателям, а — масса квадрокоптера, кг. Примем значение , Рис Переходной процесс замкнутой системы с ПД-регулятором для угла Рис Параметры ПД-регулятора угла Ψ полученные в PID Tuner Технические науки «Молодой учёный» . № 10 (114) . Май, 2016 г, то момент инерции составляет 0.47 . Следовательно, регулятор угла ψ имеет такую же передаточную функцию, как и регуляторы θ и φ с умножением его числителя на Передаточная функция регулятора угла ψ имеет следующий вид (Проделаем те же действия, что и ранее для нахождения ПД-регулятора угла Ψ, результаты на рисунках 5 и Согласно полученным данным ПД-регулятор можно описать передаточной функцией (Таким образом, используя PID Tuner, удалось получить передаточные функции регуляторов для углов ψ, θ и φ, которые удовлетворяют таким важным показателям как отсутствие длительных колебаний переходного процесса малое время регулирования t p (меньше секунды незначительное перерегулирование. Литература: 1. Белинская, ЮС. и Четвериков В. Н. Управления четырехвинтовным вертолётом. Наука и образование. Эл № ФС 77–48211. 2008. 2. Герман-Галкин, С. Г. Модельное проектирование синхронных мехатронных систем // Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. — СПб.: КОРОНА-Век, 2008. — 368 с. — ISBN 978–5–903383–39–9 3. Гурьянов, А. Е. Моделирование управления квадрокоптером.. Инженерный вестник, Россия, МГТУ им. Ба- умана. 2014 4. Дахер, C. Мехатронная система управления полетом квадрокоптера и планирование траектории методами оптической одометрии, Новочеркасск. Рис Переходной процесс замкнутой системы с ПД-регулятором для угла Ψ |