Модель процесса с кусочно-постоянными экстремалями для минимизации потерь витаминов при сушке бахчевых культур


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-2-37-45

Полный текст:


Аннотация

Продление сроков хранения плодов бахчевых культур является актуальной задачей перерабатывающей промышленности. Наиболее разработанным и доступным для внедрения является способ обезвоживания сырья за счет подвода теплоносителей. Кроме твердого сухого каркаса в сырье находится до 80–90% воды. В период удаления влаги из сырья происходят изменения теплофизических, структурно-механических и физико-химических характеристик. Соотношение воды и сухих веществ в растительном сырье во многом определяет режимы сушки и условия хранения готовой продукции. В период сушки действует ряд ограничений: температура сушки не должна превышать температуру деградации витаминов и белков, а величина конечного влагосодержания продукта зависит от предупреждения реакции меланоидинообразования сахаров при критическом содержании влаги. Важной проблемой сушильного производства является качественное управление стадиями сушки, динамику которых достаточно сложно описать с помощью математических моделей. К основным факторам оптимизации производственных процессов сушки относится сохранение ценных компонентов исходного сырья, продолжительность сушки, энерго- и ресурсосбережение. Разработка эффективного алгоритма управления процессом обезвоживания сырья описана в статье на примере сушки ломтиков дыни. Выполнен экспериментальный подход к двухэтапному процессу сушки дыни сорта Таманская, предложены регрессионные модели с релаксационным ядром зависимости влажности и содержания витамина С от переменных во времени температуры и давления, на основе имеющихся в литературе и собственных экспериментальных данных. Поставлена задача оптимального управления процессом сушки для поиска термобарического режима, максимизирующего содержание витамина С в конце сушки, при заданных условиях на влажность. Главные выводы заключаются в решении задачи для случая кусочно-постоянных температуры и давления на отдельных N шагах каждого из 2-x этапов экспериментальной сушки ломтиков дыни.

Об авторах

Е. В. Иночкина
Кубанский государственный технологический университет
Россия
к.т.н., доцент, кафедра общей математики, ул. Московская, 2, г. Краснодар, 350042, Россия


С. В. Усатиков
Кубанский государственный технологический университет
д.физ-мат. н., профессор, кафедра математических и компьютерных методов, ул. Ставропольская, 149, г. Краснодар, 350040, Россия


Г. И. Касьянов
Кубанский государственный технологический университет
д.т.н., профессор, кафедра технологии продуктов питания животного происхождения, ул. Московская, 2, г. Краснодар, 350042, Россия


Список литературы

1. Иночкина Е. В. Совершенствование технологии конвективной СВЧ-сушки плодов // Известия вузов. Пищевая технология. 2014. № 5. С. 62–65.

2. Иночкина Е. В. Исследование вакуум-осциллирующей сушки овощей // Материады междун. научно-практич. конф. Инновационные технологии переработки сырья животного происхождения. 2015. С. 110–114.

3. Киселева Т. Ф. Технология сушки. Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2007. 117 с.

4. Мирзоев Г. Х., Деревенко В. В., Лобанов А. А. Основные свойства семян бахчевых культурважные в процессах их переработки // Научные труды Кубанского государственного технологического университета. 2015. № 4. С. 84–94.

5. Журавлев А. В., Бородкина А. В., Черноусов И. М. Разработка математической модели сушки семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем // Вестник ВГУИТ. 2015. № 1. С. 58–62.

6. Керимбеков А. К., Красниченко Л. С. Приближенное решение задачи нелинейной оптимизации тепловых процессов при граничном управлении в случае минимизации кусочно-линейного функционала // Вестник Кыргызско-Российского славянского университета. 2013. Т. 13. № 1. С. 75–79.

7. Усатиков С. В., Шаззо А. Ю., Малеева О. Л. Моделирование процесса хранения зерновой массы с использованием интеграла памяти // Изв. вузов. Пищевая технология. 2009. № 5. С. 61–63.

8. Усатиков С. В., Малеева О. Л. Применение интеграла памяти для моделирования потребительских свойств риса-зерна при хранении // Труды КГАУ. 2010. № 3(24). С. 71–76.

9. Петрова Л. С. Математическое моделирование процессов нагрева кусочно-однородных тел с учетом релаксации теплового потока // Интернет-журнал Науковедение. 2017. Т. 9. № 1(38). С. 38.

10. Жбанова Н. Ю., Блюмин С. Л. Параметрическая идентификация кусочно-линейных и кусочно-нелинейных многоэтапных нечетких процессов // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. Т. 20. № 11. С. 84–93.

11. Akta? M. и др. Analysis of drying of melon in a solar-heat recovery assisted infrared dryer // Solar Energy. 2016. Т. 137. С. 500–515.

12. Amiri M., Tavakolipour H., Gharehyakheh S. Modeling of melon drying by application of microwave using mamdani fuzzy inference system // European Journal of Experimental Biology. 2014. Т. 4. №. 1. С. 44–52.

13. Horuz E., Maskan M. Hot air and microwave drying of pomegranate (Punica granatum L.) arils // Journal of Food Science and Technology. 2015. Т. 52. №. 1. С. 285–293.

14. da Silva G. D. и др. Pretreatments for melon drying implementing ultrasound and vacuum // LWT-Food Science and Technology. 2016. Т. 74. С. 114–119.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Иночкина Е.В., Усатиков С.В., Касьянов Г.И. Модель процесса с кусочно-постоянными экстремалями для минимизации потерь витаминов при сушке бахчевых культур. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2017;79(2):37-45. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-2-37-45

For citation: Inochkina E.V., Usatikov S.V., Kasyanov G.I. Model of the process with piecewise-constant extremals to minimize losses of vitamins during the melting of melons and gourds. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2017;79(2):37-45. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-2-37-45

Просмотров: 148

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)