Монография рекомендовано к изданию Ученым советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет

• Название: Монография рекомендовано к изданию Ученым советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет
• Дата: 21.11.2019
• Размер: 7.64 Mb.
• Имя файла: 1112227.doc
• Тип: Монография; #96310
• страница: 19 из 36

где ε _ИCX – исходное относительное удлинение при растяжении; t_B–температура сушильного воздуха;

• 
  – относительная влажность сушильного воздуха.
  

2. 
   Для этапа сверхвысокочастотной сушки получены уравнения регрессии для определения:
   

- экспертной оценки свойств макаронных изделий

ЭОц =452,3+20,6⋅ РСВЧ+38,9⋅U П−9,2	⋅ε ИСХ⋅РСВЧ+50,6⋅РСВЧ⋅UП+19,1⋅ε ИСХ⋅UП−	(5.7)
− 46,1⋅ ε ИСХ ⋅ РСВЧ ⋅U П − 27,1⋅ ε ИСХ2 − 64,5	⋅ РСВЧ2−2,5⋅U П2

• 
  комплексного показателя качества макаронных изделий
  

Кпк =131,3+5,9⋅εИСХ

+ 2,4 ⋅ РСВЧ − 4,6 ⋅UП −12,7

⋅ ε ИСХ ⋅РСВЧ

+ 16,87

⋅ РСВЧ⋅UП+

(5.8)

+ 3,3⋅ε

⋅U

+ 3,2⋅ε

⋅ Р

⋅U

−18,9⋅ε 2

−7,2⋅Р2

− 10,2U 2

ИСХ

П

ИСХ

П

СВЧ

ИСХ

СВЧ

П

• 
  удельных затрат энергии на проведение этого этапа сушки
  

УЗЭ	= 61,3+ 6,1⋅ε ИСХ − 2,6⋅ РСВЧ + 0,5⋅U П − 3,7⋅ε ИСХ ⋅ РСВЧ − 4,1⋅ε ИСХ ⋅U П −		,	(5.9)
− 3,9	⋅ε ИСХ⋅РСВЧ⋅UП−1,1⋅ε ИСХ2+0,6⋅РСВЧ2
	где ε ИCX -	исходное относительное удлинение при растяжении;
	РСВЧ	- интенсивность СВЧ - воздействия;

78

U _П-влажность поверхности макаронных изделий.

4. 
   Для этапа охлаждения получены уравнения регрессии для
   

определения:

- экспертной оценки свойств макаронных изделий

ЭОц =447,7+5,1⋅εИСХ+9,8⋅ tВ+12,9⋅ϕ+7,3⋅εИСХ	⋅ tВ+51,3⋅ tВ⋅ϕ+2,5⋅εИСХ	⋅ϕ −	(5.10)
− 5,5 ⋅ ε ИСХ ⋅ tВ ⋅ϕ − 28,8 ⋅ ε ИСХ2 − 45,5 ⋅ tВ2 − 45,9 ⋅ϕ 2

• 
  комплексного показателя качества макаронных изделий
  

Кпк =140,1+21,1⋅εИСХ+11,5⋅ tВ+5,1⋅ϕ+4,5⋅εИСХ	⋅ tВ−4,1	⋅ tВ⋅ϕ−3,1⋅εИСХ⋅ϕ−	(5.11)
16,1⋅ ε ИСХ2 − 19,6 ⋅ tВ2 − 13,1⋅ϕ 2

• 
  удельных затрат энергии на проведение этого этапа сушки
  

УЗЭ =22,6+4,8⋅ tВ+3,4⋅ϕ+0,6⋅ tВ⋅ϕ+0,1⋅εИСХ⋅ tВ⋅ϕ+0,6⋅εИСХ2,

(5.12)

где ε _ИCX - исходное относительное удлинение при растяжении; t_B-температура охлаждающего воздуха;

• 
  – относительная влажность охлаждающего воздуха.
  

Для перевода величин, входящих в уравнения, в натуральную размерность, можно воспользоваться нижеприведенными выражениями.

1. 
   Для этапа инфракрасной сушки с пропариванием:
   

-

исходное относительное удлинение при растяжении ε

′

(%)

ИСХ

ε

′

= 4⋅ε ИСХ

+ 9 ;

(5.13)

ИСХ

-

отношение энергии, подводимой

с

инфракрасным

излучением к

Q

И.К.

′

количеству энергии, подводимой с паром

QП

Q

И.К.

′

=

Q

И

.К .

+ 2 ;

(5.14)

QП

QП

-

интенсивность подвода энергии

Р

′

кВт

Q

кг ⋅ч

РQ′

= 2⋅РQ +5.

(5.15)

2. Для этапа конвективной сушки:

79

- исходное относительное удлинение при растяжении ε			′	(%)
			ИСХ
ε	′	= 6⋅εИСХ +20;
	ИСХ

• 
  температура сушильного воздуха t_B ^′ (⁰ C)
  

t _B^′=30⋅ t _B+70;

• 
  относительная влажность сушильного воздуха ϕ′(%)
  

	ϕ′=15⋅ϕ +80.
3.	Для этапа СВЧ – сушки:			′		(%)
- исходное относительное удлинение при растяжении ε
				ИСХ
	′
	εИСХ=3⋅εИСХ+6;
- интенсивность сверхвысокочастотного воздействия		Р		′			кВт
			СВЧ
							кг ⋅
								ч
	РСВЧ′=149⋅ РСВЧ+447;
- влажность поверхности U П ′ (%)
	U П/=3⋅U П+11.
4.	Для этапа охлаждения:			′		(%)
- исходное относительное удлинение при растяжении ε
				ИСХ

ε	′	= 1,5⋅ε ИСХ + 2,5;
	ИСХ

• 
  температура охлаждающего воздуха t_B ^′ (⁰ C)
  

t _B^′=7⋅ t_B+18 ;

• 
  относительная влажность охлаждающего воздуха ϕ′(%)
  

• 
  ′ = 25⋅ϕ +70.
  

(5.16)

(5.17)
(5.18)


(5.19)

(5.20)

(5.21)


(5.22)

(5.23)
(5.24)

80

• 
  применяемом способе, при проведении многокритериальной оптимизации производства макаронных изделий строились так называемые поверхности отклика, одна из которых на конкретном примере представлена на рисунке 5.2. Конечная цель построения таких поверхностей заключалась в нахождение экстремума выбранного критерия оптимизации при фиксированном значении одного из факторов, причем другие факторы при этом менялись на двух уровнях – верхнем и нижнем. Изменяющиеся факторы для удобства проведения расчета берутся в безразмерном выражении (далее у.е.).
  

430-450
410-430
390-410
370-390
350-370
450

430

410
Экспертная

оценка/ балл
390

370								1
								0,6
350								0,2
-1-0,8-0,6-0,4-0,2			00,20,40,60,8			1		-0,2
								воздуха,у.е
						-0,6		Температура
						-1		охлаждающего

Относительное удлинение на
начало этапа,у.е

Рисунок 5.2 - Зависимость улучшения качества полуфабрикатов по результатам экспертной оценки органолептических свойств от начального
относительного удлинения и температуры охлаждающего воздуха при его влажности 70 %
Графоаналитическую оптимизацию процесса проводили путем построения горизонтальных проекций поверхностей отклика, представленных на рисунках 5.3 - 5.5.

81

Известно, что конечные показатели качества макарон формируются на этапе охлаждения.

Анализ полученных поверхностей отклика для данного этапа показал, что при относительной влажности охлаждающего воздуха 45 % (см. приложения

• 
  – Г) максимальный комплексный показатель качества (Кпк) недостаточно высокий и составляет 135 баллов, при этом можно получить экспертную оценку органолептических свойств не более 400 баллов. При относительной влажности охлаждающего воздуха 95 % комплексный показатель качества колеблется в пределах от 130 до 140 баллов. Экспертная оценка органолептических свойств менее 400 баллов. Наилучшие значения этого показателя получены при относительной влажности охлаждающего воздуха 70 %: при этом Кпк =140 баллов; экспертная оценка (ЭОц) наиболее оптимальная, ЭОц > 430 баллов
  

(см. рисунки 5.3, 5.4, 5.5).

										1
										0,8
										0,6
										0,4
										0,2	Температура
										0	охлаждающег
										-0,2 о воздуха,у.е
										-0,4
										-0,6
										-0,8
Экспертная										-1
оценка/ балл1
	0,8	0,6	0,4	0,2	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1
-
	----
	Относительное удлинение на начало
					этапа, у.е
350-370 370-390 390-410 410-430 430-450
Рисунок 5.3 - Зависимость улучшения качества полуфабрикатов по
результатам экспертной оценки органолептических свойств от начального
относительного удлинения и температуры охлаждающего воздуха
			при его влажности 70 %

82

1

0,8
0,6
0,4

										0,2Температура
										0 охлажающего
										воздуха,
										у.е
										-0,2
										-0,4
										-0,6
										-0,8
Кпк / балл	,8	,6	,4	,2						-1
-1					0	,2	,4	,6	,8	1
	0	0	0	0		0	0	0	0
	-	-	-	-
	Относительное удлинение на начало этапа,у.е

		70-80		80-90					90-100			100-110		110-120
		120-130			130-140					140-150

Рисунок 5.4 - Зависимость комплексного показателя качества от относительного удлинения полуфабрикатов и температуры охлаждающего воздуха при его относительной влажности 70 %
Также рассматривали как изменяются удельные затраты энергии на проведение каждого этапа сушки при фиксированном значении одного из параметров и изменении двух других на разных уровнях. С результатами этих изменений можно ознакомиться в приложении Г. Для этапа охлаждения полученная зависимость – на рисунке 5.5.

83

										1
										0,8
										0,6
										0,4
										0,2		Температура
										0	охлаждающего
												воздуха,
										-0,2		у.е
										-0,4
										-0,6
										-0,8
УЗЭ										-1
Вт/кг1
	0,8	0,6	0,4	0,2	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1
-
	-	-	-	-
		Относительное удлинение на начало этапа, у.е