Многокритериальная оптимизация технологических параметров СВЧ-выпечки сбивного бездрожжевого бескоркового хлеба
Автор: Таратухин А.С., Магомедов Г.О., Хвостов А.А., Магомедов М.Г., Журавлев А.А., Плотникова И.В.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Пищевая биотехнология
Статья в выпуске: 3 (97) т.85, 2023 года.
Бесплатный доступ
Для снижения энергозатрат и продолжительности выпечки сбивных бездрожжевых хлебобулочных изделий, повышения их качества, актуальным является применение эффективных источников подвода энергии к тестовым заготовкам. Для равномерного прогрева тестовых заготовок по всему объему наибольший интерес представляет их сверхвысокочастотный нагрев при выпечке, что позволяет повысить экономичность производства. Одним из известных методов изучения процесса выпечки сбивного бездрожжевого бескоркового хлеба был выбран метод математического моделирования, основанный на формализации математической модели. Планирование эксперимента является наиболее эффективным в получении максимума информации об объекте моделирования при минимальном объеме экспериментальных исследований. В данной работе рассмотрено моделирование и оптимизация технологических параметров СВЧ-выпечки сбивного бездрожжевого бескоркового хлеба с применением экспериментально-статистических методов. В качестве основных факторов выбраны масса тестовой заготовки и мощность СВЧ-выпечки. Выходными параметрами являлись продолжительность выпечки до готовности, упек и высота хлеба. По результатам центрального композиционного ротатабельного планирования эксперимента построены математические модели в виде регрессионных уравнений, адекватно описывающие исследуемые процессы. Статистическая обработка экспериментальных данных выполнена по критериям Стьюдента, Кохрена и Фишера (при доверительной вероятности 0,95). Приведена математическая интерпретация регрессионных уравнений. Оптимизацию параметров СВЧ-выпечки сбивных бездрожжевых хлебобулочных изделий проводили методом неопределенных множителей Лагранжа. Определены оптимальные значения основных факторов эксперимента: масса тестовой заготовки - 465 г; мощность СВЧ-выпечки - 865 Вт, - что обеспечивает наименьший упек хлеба - 1,2 % и максимальную высоту хлеба - 78,5 мм при минимальной продолжительности выпечки хлеба - 3,4 мин.
Сбивной бездрожжевой бескорковый хлеб, выпечка, планирование эксперимента, оптимизация, метод неопределенных множи-телей лагранжа
Короткий адрес: https://sciup.org/140303231
IDR: 140303231 | DOI: 10.20914/2310-1202-2023-3-143-152
Список литературы Многокритериальная оптимизация технологических параметров СВЧ-выпечки сбивного бездрожжевого бескоркового хлеба
- Магомедов Г.О., Хвостов А.А., Журавлев А.А. и др. Формирование структуры мякиша сбивного бездрожжевого хлеба при интенсивной СВЧ-конвективной выпечке // Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52 № 3. С. 426 - 438. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-3-2375.
- Алехина Н.Н., Пономарева Е.И., Жаркова И.М., Гребенщиков А.В. Оценка функциональных свойств и показателей безопасности зернового хлеба с амарантовой мукой // Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 2. С. 323-332. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-2-323-332
- Руднев С.Д., Шевченко Т.В., Устинова Ю.В., Крюк Р.В. Технологические особенности и теоретическое обоснование применения механически активированной воды в производстве мучных изделий // Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51. № 4. С. 768-778. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-4-768-778
- Кулишов Б.А., Новосёлов А.Г., Иващенко С.Ю., Гусаров Н.Е. Применение электроконтактного нагрева в хлебопечении: обзор // Ползуновский вестник. 2019. №. 1. С. 106-113.
- Магомедов Г.О., Плотникова И.В., Магомедов М.Г., Чешинский В.Л. Санитарно-технологические мероприятия при производстве хлеба без дрожжей // Гигиена и санитария. 2019. № 98(7). С. 775-780. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-7
- Маклюков В.И. Анализ методов моделирования процесса выпечки хлеба // Хлебопродукты. 2021. № 7. С. 26-32. https://doi.org/10.32462/0235-2508-2021-30-7-26-32
- Purlis E. Modeling convective drying of foods: A multiphase porous media model considering heat of sorption // Journal of Food Engineering. 2019. V. 263. P. 132-146. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng. 2019.05.028
- Kutlu N., Pandiselvam R., Saka I., Kamiloglu A. et al. Impact of different microwave treatments on food texture // Journal of Texture Stud. 2021. https://doi.org/10.1111/jtxs.12635
- Purlis E. Simple methods to predict the minimum baking time of bread // Food Control. 2019. V. 104. P. 217-223. https://doi.org/10.1016/j.foodcont. 2019.04.021
- Bou-Orm R., Jury V., Boillereaux L., Le-Bail A. Microwave baking of bread; a review on the impact of formulation and process on bread quality // Food Reviews International. 2021. https://doi.org/10.1080/87559129.2021.1931299
- Purlis E., Cevoli C., Fabbri A. Modeling volume change and deformation in food products/processes: An overview // Foods. 2021. V. 10(4). P. 778. https://doi.org/10.3390/foods10040778
- Wang M., Sun M., Zhang Y., Chen Y. et al. Effect of microwave irradiation-retrogradation treatment on the digestive and physicochemical properties of starches with different crystallinity // Food Chemistry. 2019. V. 298. P. 125015. https://doi.org/10.1016/j.foodchem. 2019.125015
- Houšová J., Hoke K. Temperature profiles in dough products during microwave heating with susceptors // Czech J. Food Sci. 2002. V. 20. №. 4. P. 151-160. https://doi.org/10.17221/3526-CJFS
- Bhatt K., Vaidya D., Kaushal M., Gupta A., Soni P. et al. Microwaves and radiowaves: In food processing and preservation // International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2020. V. 9. №. 9. P. 118-131. https://doi.org/10.20546/ ijcmas.2020.909.015
- Guzik P., Kulawik P., Zając M., Migdał W. Microwave applications in the food industry: an overview of recent developments // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2021. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.1922871
- Thuengtung S., Ogawa Y. Comparative study of conventional steam cooking and microwave cooking on cooked pigmented rice texture and their phenolic antioxidant // Food Scienceand Nutrition. 2020. V. 8. №. 2. P. 965-972. https://doi.org/10.1002/ fsn3.1377
- Vu K.D., Bazhenova S.I. Modeling the influence of input factors on foam concrete properties // Magazine of Civil Engineering. 2021. №. 3 (103). P. 10311. https://doi.org/10.34910/MCE.103.11
- Дранников А.В., Шевцов А.А., Квасов А.В., Лыткина Л.И. и др. Многофакторный статистический анализ процесса смешивания при получении кормовой добавки на основе свекловичного жома // Вестник ВГУИТ. 2020. Т. 82. № 1. С. 27-33. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-1-27-33
- GargА., Malafronte .L, Windhab E.J. Baking kinetics of laminated dough using convective and microwave heating // Food and Bioproducts Processing. 2019. V. 115. P. 59-67. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2019.02.007
- Ахметова Ф.Х., Акимова И.Я., Чигирёва О.Ю. Методика приведения уравнений кривых и поверхностей второго порядка к каноническому виду с применением среды MathCAD // Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2016. № 11. С. 151-161.
- Коротченко А.Г., Кумагина Е.А., Сморякова В.М. Введение в многокритериальную оптимизацию. Н. Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2017. 55 с.
- Цирлин А.М. Методы оптимизации для инженеров. М.-Берлин: Директ-Медиа, 2015. 214 с.
- Senkevich S., Bolshev V., Ilchenko E., Chakrabarti P. et al. Elastic Damping Mechanism Optimization by Indefinite Lagrange Multipliers // IEEE Access. 2021. V. 9. P. 71784-71804. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3078609
