Многокритериальная оптимизация процесса отделения корки от мякоти дыни методами экспериментально-статистического анализа
Автор: Медведков Е.Б., Кизатова М.Е., Шевцов А.А., Муравьев А.С.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Процессы и аппараты пищевых производств
Статья в выпуске: 2 (68), 2016 года.
Бесплатный доступ
Научная и инновационная деятельность по созданию энергоэффективных процессов при переработке дыни, является актуальной задачей. Одной из трудоёмких операций в данной технологии является отделение коркиотмякоти с их последующим целевым применением в создании новых продуктов питания. Недостаточная научно-экспериментальная база этой операции сдерживает разработку высокоэффективных машин для её реализации. В связи с этим предлагается методика проведения эксперимента по отделению корки от дыни на опытной установке и поиск оптимальных режимов её работы методами статистического моделирования. Вкачестве объектов исследования были взяты дыни позднеспелых сортов: Калайсан, Торлами, Гуляби-сары. Для исследования взаимодействия факторов, влияющих на процесс отделения корки от мякоти дыни, применяли центральное композиционное ротатабельное униформпланирование идробный факторный эксперимент. Использование метода планирования эксперимента с обработкой матрицы планирования в программном модуле Design Expert v.10, позволило получить уравнения регрессии, адекватно описывающие реальный процесс. Установлены рациональные интервалы значений отношения частоты вращения истирающего барабана к частоте вращения подающего барабана; величины зазора между подающим барабаном и срезающим ножом; угла заточки срезающего ножа; количества шипов подающего барабана; диаметра отверстий истирающего барабана. Среднеквадратичная ошибка непревышала 12,4%. Графическая интерпретация уравнений регрессии представлена кривыми равных значений и инженерными номограммами, которые позволяют прогнозировать выбор рациональных значений входных факторов по трём критериям: минимальным значениям удельных энергозатрат на процесс срезания, максимальным значениям удельной производительности по мякоти и коэффициенту извлечения мякоти. Полученные данные могут быть использованы при оперативном управлении технологическими параметрами процесса с учётом геометрических размеров дыни, и её неоднородного состава.
Дыня, оптимизация, мякоть дыни, многофакторный анализ
Короткий адрес: https://sciup.org/14040609
IDR: 14040609 | DOI: 10.20914/2310-1202-2016-2-28-36
Multi-criteria optimization of the flesh melons skin separation process by experimental and statistical analysis methods
Research and innovation activity to create energy-efficient processes in the melon processing, is a significant task. Separation skin from the melon flesh with their subsequent destination application in the creation of new food products is one of the time-consuming operations in this technology. Lack of scientific and experimental base of this operation holding back the development of high-performance machines for its implementation. In this connection, the technique of the experiment on the separation of the skins of melons in the pilot plant and the search for optimal regimes of its work methods by statistical modeling is offered. The late-ripening species of melon: Kalaysan, Thorlami, Gulab-sary are objects of study. Interaction of factors influencing on separating the melon skins process is carried out. A central composite rotatable design and fractional factorial experiment was used. Using the method of experimental design with treatment planning template in Design Expert v.10 software yielded a regression equations that adequately describe the actual process. Rational intervals input factors values are established: the ratio of the rotational speed of the drum to the abrasive supply roll rotational frequency; the gap between the supply drum and the shearing knife; shearing blade sharpening angle; the number of feed drum spikes; abrading drum orifices diameter. The mean square error does not exceed 12.4%. Regression equations graphic interpretation is presented by scatter plots and engineering nomograms that can be predictive of a choice of rational values of the input factors for three optimization criteria: minimal specific energy consumption in the process of cutting values, maximal specific performance by the pulp and pulp extraction ratio values. Obtained data can be used for the operational management of the process technological parameters, taking into account the geometrical dimensions of the melon and its inhomogeneous structure.
Список литературы Многокритериальная оптимизация процесса отделения корки от мякоти дыни методами экспериментально-статистического анализа
- Sannikova T. A. et al. Getting candied fruits from melon crops//Technologies for the food and processing industry of AIC-healty food. 2015. № 26 P. 45-49.
- Villanueva M. J., Tenorio M. D., Esteban M. A., Mendoza M. C. Compositional changes during ripening of two cultivars of muskmelon fruits//Food Chemistry. 2004.V. 87. № 2. P. 179-185. URL: DOI: 10.1016/j.foodchem.2003.11.009
- Медведков Е. Б., Кизатова М. Е., Адмаева А. М., Азимова С. Т. и др. Содержание и структура пектина в плодах дыни//Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований. 2015. № 21. С. 103-107.
- Медведков Е. Б., Кизатова М. Е., Адмаева А. М., Байболова Л. К. и др. Упруго-пластические характеристики мякоти и мезги дыни при сжатии//Достижения вузовской науки. 2015. № 19 С. 99-104.
- Пеленко В. В., Зуев Н. А., Ольшевский Р. Г., Иваненко В. П. и др. Оценка зависимости производительности измельчителей мяса от их конструкции и физико-механических свойств сырья.//Вестник Международной академии холода. 2015. № 1. С. 9-15.
- Myers R. H., Montgomery D. C., Anderson-Cook C. M. Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments. Wiley (Wiley Series in Probability and Statistics), 2009. 680 p.
