XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Для поиска рациональной дозировки АЯС в рецептуру пралиновых конфет с заменой сахарной пудры применили методы математического планирования эксперимента таким образом, что эмпирически найдено математическое описание исследуемого процесса резания жгутов пралиновых масс виде уравнений регрессии, найденных статистически на основе экспериментов[1-4, 9].

Основные факторы планирования: X₁ – дозировка порошкообразного солодового ячменного концентрата путём замены сахарной пудры, %; Х₂ – температура в центре жгута, ºС.

Все представленные факторы являются совместимыми и не коррелируются между собой. Пределы измерения исследуемых факторов представлены в таблице 1.

Таблица1

Интервалы варьирования и пределы измерения факторов планирования

Условия планирования	Кодовое значение	Пределы изменения факторов
		Х1	Х2
Основной уровень	0	30	25
Интервал варьирования		21,28	7,09
Верхний уровень	+1	51,28	32,093
Нижний уровень	-1	8,72	17,91
Верхняя «звездная точка»	+1,41	60	35
Нижняя «звездная точка»	-1,41	0	15

Критериями оценки влияния данных факторов физико-механические показатели массы типа пралине были выбраны: – пластическая прочность жгута, кПа; – формоудерживающая способность жгута.

В качестве формоудерживающей способности использовалиотношение высоты к ширине основания поперечного сечения конфетного жгута, выраженное в безразмерных единицах (для жгута квадратного поперечного сечения такое соотношение равно единице, в случае если жгут деформируется при разрезании, это соотношение меньше единицы [1-2,5,8].

Факторы и критерии планирования представлены в виде матрицы планирования экспериментов (таблица 2).

Для исследования выбран полный факторный эксперимент 2² причём, применено центральное композиционное рототабельное униформ-планирование, а для исключения влияния неконтролируемых параметров, рандомизировали порядок опытов с помощью таблицы случайных чисел. Каждую комбинацию факторов повторяли 3 раза [5-7].

Таблица 2 Матрица комбинаций факторов планирования экспериментов и полученные результаты

Опыты:	Значения факторов в кодированном виде			Значения факторов в натуральном виде			Y1, кПа		Y2
	X1	X2	X1		X2
1	-1	-1	8,72		17,91	930		1
2	-1	+1	8,72		32,09	3,1		0,16
3	+1	-1	51,28		17,91	1070		1
4	+1	+1	51,28		32,09	200		0,57
5	-1,414	0	0		25	27		0,33
6	+1,414	0	60		25	592		0,99
7	0	1,414	30		15	1000		1
8	0	+1,414	30		35	3,5		0,14
9	0	0	30		25	411		0,85
10	0	0	30		25	93		0,86
11	0	0	30		25	94		0,83
12	0	0	30		25	95		0,85
13	0	0	30		25	92		0,84

Анализ регрессионных зависимостей (1), (2) позволяет судить о влиянии факторов на рассматриваемый процесс. На пластическую прочность пралинового жгута наибольшее влияние оказывает температура продукта, содержание АЯС также влияет на прочностные свойства массы, но в меньшей степени.

, (1)

. (2)

Знак плюс перед. коэффициентом при линейных членах указывает на то, что при увеличении этого параметра, значение выходного параметра возрастает. Квадратичный член в уравнении (1) имеет положительный знак, это свидетельствует о том, что при повышении дозировки АЯС (уравнение 2) пластическая прочность возрастает.

Практический интерес представляют поверхности отклика и кривые равных значений представленные на рисунках 1 – 2 которые несут смысл номограмм и представляют практический интерес.

а)		б)
Рисунок 1 – Кривые равных значений a и поверхность отклика б зависимости пластической прочности жгута массы типа пралинеY1, кПа от: доли замещаемой на АЯС сахарной пудры X1, % и температура резания X2, ºС
а)		б)
Рисунок 2 – Кривые равных значений a и поверхность отклика б зависимости формоудерживающей способности жгута массы типа пралине Y2, м/м от доли замещаемой на АЯС сахарной пудры X1, % и температура резания X2, ºС

Графическая интерпретация оптимальных значений входных факторов получена путём наложения графиков кривых равных значений (рисунок 3). Номограмма оптимизации процесса резания отформованных жгутов масс типа пралине представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Номограмма оптимизации процесса резания масс типа пралине, где X1 – доля замещаемой на АЯС сахарной пудры, % и X2 – температура резания, ºС

Задача оптимизации сводилась к определению таких значений , которые удовлетворяли бы условию:

.

Полученные первые 5 результатов оптимизации, отвечающих критерию , представлены в таблице 3.

Таблица 3 Оптимальное значение дозировки АЯС (выходными параметрами является пластическая прочность и формоудерживающая способность)

№	X1	Х2	Y1	Y2
1	34,599	21,14	471,616	1
2	41,213	22,016	465,842	1
3	44,232	22,252	485,678	1
4	50,443	22,324	573,711	1
5	51,069	22,29	586,863	1

Таким образом выбрана рациональная дозировка АЯС – 50 % от рецептурных значений сахарной пудры с ее заменой

Список литературы

Буданина Л.Н., Верещагин А.Л., Бычин Н.В. Применение методов термического анализа для идентификации состава эмульсионных жировых продуктов // Техника и технология пищевых производств. 2016. Т. 40. №. 1. С. 103-108.

Баланов, П. Е. Технология солода : уч.-метод. пос./П. Е. Баланов, И. В. Смотраева. -Электрон. дан. -СПб.: НИУ ИТМО (С.-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики), 2014. -80 с. -Режим доступа: http://e.lanbook.com/books/element.php? pl1_id=71136 -Загл. с экрана.

Магомедов Г.О., Плотникова И.В., Магомедов М.Г., Саранов И.А., Кочетов В.К. Порошок из солодового ячменного концентрата для производства пралиновых конфет пониженной сахароемкости // Кондитерское производство. 2016. № 6. С. 27 - 30.

Магомедов, Г.О. Установка для агломерирования пищевых порошкообразных полуфабрикатов комбинированным способом / Г.О. Магомедов, М.Г. Магомедов, С.В. Шахов, И.А. Саранов, И.А. Безбородых // Современные наукоёмкие технологии. - 2014 - № 6 - С. 69 - 70

Нахмедов, Ф.Г. Технология кофе-продуктов / Ф.Г. Нахмедов. – М.:Лег. и пищ. пром-сть, 1984. – 184 с.

Плотникова, И.В. Способ повышения пищевой ценности пряников пониженной сахароемкости / И.В. Плотникова, Бордунова М.М., В.В. Трощенко // Иновационная наука. - 2015. - № 12-2. - С. 127-128

Саранов, И.А. Исследование термопластических характеристик солодовенного экстракта ячменя, концентрата квасного сусла и экстракта цикория / И.А. Саранов, М.Г. Магомедов, С.В. Шахов, А.А. Козловский // Международный студенческий научный вестник. - 2016. - № 3-2. - С. 281.

Саранов, И.А. Разработка установки для агломерирования пищевых порошкообразных полуфабрикатов комбинированным способом / И.А. Саранов, Г.О. Магомедов, С.В. Шахов // Сборник докладов конференции «Инновационные технологии на базе фундаментальных научных разработок - прорыв в будущее». - Воронеж: Воронежский ЦНТИ, 2014 - С. 186 - 190

Ячменно-солодовый концентрат – перспективный сахарозаменитель производстве кондитерских изделий [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://vsuet.ru/conf_innov_techn_v_pp/2015_12_04_sbornik.pdf. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 28.02.2019).

Код для цитирования: Скопировать