Гидродинамическое моделирование процесса формования хлебопекарного теста и кондитерских масс
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-3-25-31
Аннотация
Исследуется процесс формования (плоского прессования) хлебопекарных и кондитерских тестовых заготовок, являющихся одним из важных подготовительных элементов в технологии производства качественной готовой продукции. Учитывая, что оценочные показатели для прогноза качества хлебобулочных и кондитерских изделий определяются, главным образом, реологическими свойствами теста, предложена гидродинамическая модель, в рамках которой решается задача осесимметричного течения нелинейно-вязкого слоя, полностью заполняющего пространство между двумя параллельными абсолютно жесткими сближающимися дисками. При этом предполагается, что несжимаемая модельная среда описывается известным уравнением Оствадьда де Виля, которая и по основным реологическим свойствам соответствует хлебобулочным и мучным кондитерским полуфабрикатам. Целью предлагаемой работы является исследование течения тестового материала в условиях осесимметричного сжатия под действием постоянного усилия сближающихся дисков. Использование осесимметричного потока обусловлено его большей реалистичностью и простотой воспроизведения в лабораторных условиях. В предположении линейной зависимости касательных напряжений от радиального градиента давления, а также идеального прилипания деформируемой среды на границе сближающихся плоскостей, получены аналитические выражения, показывающие распределение радиальной скорости течения по толщине деформируемого слоя. Используя уравнение неразрывности, получены распределение давления формования по поверхности деформирующих плит и суммарное усилие со стороны сближающихся дисков. Полученные соотношения описывают не только динамику течения среды, но и позволяют в условиях одного испытания, определить значения реологических характеристик модельной среды: коэффициента консистенции (густоты) и степени вязкости. Экспериментальная зависимость толщины слоя от времени деформирования дает возможность управлять технологическим процессом осесимметричного формования плоских тестовых заготовок: пиццы, коржей, лапши и т.д..
Об авторах
Б. М. Кумицкийк.ф.-м.н., доцент, кафедра теплогазоснабжения и нефтегазового дела, ул. 20-летия Октября, 84, г. Воронеж, 394006, Россия
З. С. Гасанов
к.т.н., доцент, кафедра теплогазоснабжения и нефтегазового дела, ул. 20-летия Октября, 84, г. Воронеж, 394006, Россия
Е. В. Плаксина
старший преподаватель, ведущий инженер, кафедра теплогазоснабжения и нефтегазового дела, ул. 20-летия Октября, 84, г. Воронеж, 394006, Россия
М. А. Долбилова
старший преподаватель, кафедра теплогазоснабжения и нефтегазового дела, ул. 20-летия Октября, 84, г. Воронеж, 394006, Россия
Список литературы
1. Римарева Л.В., Фурсова Н.А., Соколова Е.Н., Волкова Г.С. Биодеструкция белков зернового сырья для получения новых хлебобулочных изделий. // Вопросы питания. 2018. Т.87. № 6. С. 67–75. doi: 10.24411/0042–8833–2018–10068
2. Тощев А.Д., Колесник Н.А. Хлеб как элемент здорового питания // Молодой ученый. 2020. № 23(313). С. 73–76.
3. Туляков Д.Г., Витол И.С. Биохимические и реологические свойства в оценке разных видов муки // Хлебопродукты. 2017. № 6. С. 30–34.
4. Пономарева Е.И., Алехина Н.Н., Губарева Ю.П., Терещенко Д.А. Влияние дозировки кукурузного масла на показатели качества теста и хлебобулочного изделия с пророщенными семенами льна // Вестник ВГУИТ. 2020. Т. 82. № 1 (83). С. 53–58.
5. Калинина И.В., Фаткуллин Р.И., Иванов Д.С., Киселова-Канева Й. и др. Исследование влияния пищевых ингредиентов на основе дигидрокверцетина на реологические свойства теста для хлебобулочных изделий // Вестник ЮУГУ. Серия «Пищевые биотехнологии». 2019. Т. 7. № 1. С. 21–30. doi: 10.14529/food190103
6. Шокабалинова А.М., Тарабаев Б.К. Влияние пищевых добавок на реологические свойства теста // Международный студенческий научный вестник. 2016. № 3–1. С. 154–155.
7. Полынкова Н.Э, Жиляева Н.С. Новые технологии при производстве макаронных изделий // Образование и наука без границ: фундаментальные и прикладные исследования. 2020. № 12. С. 122–126. doi: 10.36683/2500–249X/2020–12–122–126
8. Васюкова А.Т., Кусова И.У., Алексеев А.Е., Мошкин А.В. и др. Влияние пищевых добавок на структуру теста // Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 81. № 1(91). С. 196–201. doi: 10.20914/2310–1202–2022–1–196–201
9. Герасимов Т.В., Талейсник М.А., Щербакова Н.А., Святославова И.М. Теоретические предпосылки управления технологией мучных кондитерских изделий и их практическая реализация // Вестник ВГУИТ. 2018. Т. 80. № 2(76). С. 64–67. doi: 10.20914/2310–1202–2018–2–64–67
10. Vasyukova A.T., Ganina V.I., Egorova S.A., Moshkin A.V. et. al. The dietary supplement: Composition, control and functional properties // Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems. 2020. V. 12. № 4. P. 903–906. doi: 10.5373/JARDCS/V12SP4/20201560
11. Быкова Н.Ю., Черных В.Я. Комплексная оценка реологических свойств зерна ржи, ржаной хлебопекарной муки и ржаного теста // Реология и физико-химическая механика гетерофазных систем: V конференция молодых ученных. Москва. 19–20 июня. 2017. С. 55–59.
12. Бредихин С.А., Антипов С.Т., Андреев В.Н., Мартеха А.Н. Влияние реологических характеристик на качество 3Dпечати пищевых паст // Вестник ВГУИТ. 2021. Т. 83. № 2(88). С. 40–47. doi: 10.20914/2310–1202–2021–2–40–47
13. Joyner S., Melito H. Explaning food texture Ehrough rheology // Current Opinion in Food Science. 2018. V. 21. P. 7–14. doi: 10.1016/j.cofs.2018.04.003
14. Tappi S., Laghi L., Dettori A., Piana L., Ragni L., Rocculi P. Investigation of water state during induced crystallization of honey // Food Chem. 2019. V. 294. P. 260–266. doi: 10.1016/j.foodchem.2019.05.047
15. Romano A., Ferranti P., Gallo V., Masi P. New ingredients and alternatives to durum wheat semolina for a high gualiy dried pasta // Gurrtnt in Food Science. 2021. V. 41. P. 249–259. doi: 10.1016/j.cofs.2021.07.005
16. Бредихин С.А., Мартеха А.Н., Каверина Ю.Е. Исследование реологической модели макаронного теста для аддитивного производства // Вестник ВГУИТ. 2021. Т. 83. № 3(89). С. 55–60. doi: 10.20914/2310–1202–2021–3–55–60
17. Jaensson N.O., Anderson P.D., Vermant J. Computational interfacial rheology // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. 2021. V. 290. 104507. doi: 10.1016/j.jnnfm.2021.104507
18. Коган В.В., Семенова Л.Е. Инженерная реология в пищевой промышленности // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2019. № 4. С. 147–156. doi: 10.24143/2073–5529–2019–4–147–156
19. Магомедов Г.О., Журавлев А.А., Плотникова И.В. Реологическая модель деформационного поведения сахарного теста в условиях одноосного сжатия // Вестник ВГУИТ. № 4(62). 2014. С. 110–114. doi: 10.20914/2310–1202–2014–4–110–114
20. Зобова С.Н., Фролова Л.Н., Алексеев Г.В., Бирченко А.А. и др. Разработка математической регрессивной модели процесса прессования свекловичного жома на прессе глубокого отжима // Вестник ВГУИТ. 2021. Т. 83. № 4(90). 2021. С. 31–36. doi: 10.20914/2310–1202–2021–4–31–36
21. Перфилова О.В., Магомедов Г.О. Исследование реологических свойств пасты на основе свекольных выжимок // Вестник ВГУИТ. 2019. Т. 81. № 1(79). С. 72–76. doi: 10.20914/2310–1202–2019–1–72–76
22. Кумицкий П.М., Тульская С.Г., Аралов Е.С., Плаксина Е.В. К методике определения коэффициента вязкости аномальных жидкостей // Химия, физика и механика материалов. 2021. № 4(31). С. 94–105.
23. Петров А.Г. Точное решение уравнений осесимметричного движения вязкой жидкости между параллельными плоскостями при их сближении и раздвижении // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2019. № 1. С. 58–67. doi: 10.1134/S0568528119010109
24. Kumitskiy B.M., Savrasova N.A., Mel'kumov V.N., Aralov E.S. Mathematical modeling of cold pressing the sheet composite // Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2020. № 3(47). P. 55–64. doi: 10.36622/VSTU.2020.47.3.005
25. Kumitskiy B.M., Savrasova N.A., Nikolaichik A.V., Aralov E.S. Rheological modeling of the stress-strain state in flat compaction of composite materials // Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2020. № 4(48). P. 21–30. doi: 10.36622/VSTU.2020.48.4.003
26. Ostwald W., Auerbach R. Ueber die Viskositat Kollaider Losungen im Struktur – Laminar – und Turbulenzgebiet // Kolloid-Zeitschrift. 1926. № 38. P. 261–280. doi: 10.1007/BF01460846
27. Сабуров А.М., Борисова А.В. Современное оборудование для формования заготовок теста для пиццы // Инновационные технологии в пищевой промышленности: Сборник статей III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Самара, 14–16 апреля 2016 года. Самара: Самарский государственный технический университет. 2016. С. 75–77.
Рецензия
Для цитирования:
Кумицкий Б.М., Гасанов З.С., Плаксина Е.В., Долбилова М.А. Гидродинамическое моделирование процесса формования хлебопекарного теста и кондитерских масс. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2022;84(3):25-31. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-3-25-31
For citation:
Kumitsky B.M., Gasanov Z.S., Plaksina E.V., Dolbilova M.A. Hydrodynamic modeling of the molding process of baking dough and confectionery masses. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2022;84(3):25-31. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-3-25-31