Влияние интенсивности замеса дрожжевого теста на качественные характеристики пшеничного хлеба

Введение. Снижение себестоимости выпускаемой хлебобулочной продукции при одновременном увеличении ее объемов надлежащего качества можно достичь за счет сокращения длительных стадий тестоприготовления [1, 2]. Получение теста осуществляется в тестомесильных машинах, которые на основе выполненных научных исследований и производственного опыта непрерывно совершенствуются и модернизируются [3–5].

Следует отметить, что до настоящего времени в литературных источниках не получили подробного научного освещения системные вопросы влияния процесса замеса теста в зависимости от конструктивно-технологических и режимных параметров работы тестомеса на качество готовой продукции.

Следовательно, актуальной является разработка новой конструкции тестомесильной машины и модели влияния комплекса конструктивно-технологических и режимных параметров работы тестомеса на качество готовой продукции.

Цель исследования. Совершенствование технологии приготовления дрожжевого теста посредством обоснованного выбора конструктивно-технологических параметров и эффективного режима функционирования разработанной тестомесильной машины.

Задачи исследования: разработать модель влияния комплекса конструктивно-технологических и режимных параметров работы тестомеса на качество готовой продукции; определить экстремумы модельных представлений комплекса процессов функционирования тестомесильной машины; обосновать эффективные режимы и сформировать результативные показатели тестоприго-товления для разработанной новой тестомесильной машины.

Методы исследования. Экспериментальные исследования проводились на запатентованной тестомесильной установке [1]. Определены высота, ширина, формо-устойчивость, масса выемок и пористость хлеба. Использованы утверждённые методики по оценке качества хлеба из пшеничной муки согласно ГОСТ 27669-88 и ГОСТ 27842-88, методы теории конструирования и автоматического регулирования технических средств и технологий, регрессионного анализа, интерполяции данных [6–8]. Применены алгоритмы и прикладные программы компьютерных пакетов DataFit и Maple.

Результаты исследования и их обсуждение . На основе экспериментальных данных выполнена систематизация и моделирование процессов. Для практического использования выявленных закономерностей приведены модельные представления формоустойчивости и пористости, рассчитаны числовые значения в окрестности предполагаемого оптимума.

Модельное представление величин высоты, ширины и формоустойчивости хлеба. Величина высоты формы хлеба (h, см) в зависимости от частоты вращения месильного органа (ю, мин~1) и угла наклона месильных лопастей (а, град) представляется следующей функцией (рис. 1):

h (ю, a ) = b0 + — + b, a + —3- + b4 a2, ш     ю где b0, Ьх, b2, b3, b4 – числовые коэффициенты, отыскиваемые с помощью пакета регрессионного анализа DataFit (табл.).

Коэффициент детерминации данной зависимости составляет 99,67 % [6, 9]. Относительная погрешность сглаживания опытных данных величины высоты формы хлеба не превосходит принятого порогового значения 5 % (табл.).

Рис. 1. Изменение высоты формы хлеба ( h , см ) при изменении частоты вращения ( ю , мин ¹) месильного органа и угла наклона месильных лопастей ( а , град )

Сравнение опытных и расчётных данных величины высоты формы хлеба

Частота вращения месильного органа	Угол наклона установленных месильных лопастей	Величина высоты		Отклонение опытной от расчётной*	Относительное отклонение
		Опытная	Расчётная
- 1 ю, мин	а , град	h , см	h ( ш , а ) , см	г	8 ,%
120,0	30,0	6,0	6,0000	0,0000	0,0000
60,0	45,0	6,0	6,0000	0,0000	0,0000
90,0	45,0	5,4	5,4000	0,0000	0,0000
120,0	45,0	4,9	4,9000	0,0000	0,0000
120,0	60,0	5,4	5,4000	0,0000	0,0000

* Фактически рассчитаны по неполиномиальной интерполяции.

Исходя из определения функции h(ш, а), вычислим высоту формы хлеба, получаемого при частоте вра- щения 90 мин-1 и угле наклона месильных лопастей 60 град.

Очевидно, что искомая высота формы равна

h ( 90, 60 ) = 5,9 см .

Величина ширины формы хлеба

( s , см ) в зависимо

s (ю, а ) = b0 + — + b2 а + —3- + b4 а2, ю     ю

сти от частоты вращения месильного органа ( ю, мин ¹) и

угла наклона месильных лопастей ( а , град ) представ-

где b ₀, b ₁, b ₂, b ₃, b ₄ – числовые коэффициенты, отыскиваемые с помощью пакета регрессионного анализа DataFit.

ляется следующей функцией (рис. 2):

Рис. 2. Изменение ширины формы хлеба ( s , см ) при изменении частоты вращения ( ю, мин ¹) месильного органа и угла наклона месильных лопастей ( а , град )

Коэффициент детерминации данной зависимости – 97,18 %.

Относительная погрешность сглаживания опытных данных величины ширины формы хлеба составляет 0,7407 % – не превосходит принятого порогового значения 5 % [6, 9].

Исходя из определения функции s ( ю , а ) , вычислим ширину формы хлеба, получаемого при частоте вращения 90 мин^-1 и угле наклона месильных лопастей 60 град.

Искомая ширина формы равна

Величина формоустойчивости хлеба ( fl, ед . ) в зави-

симости от частоты вращения месильного органа

( ю , мин - ) и угла наклона месильных лопастей

( а , град ) представляется следующей функцией (рис. 3):

п(ю, а) = bo + b-ю

+ b2 а +—3- + b4 а , ю

s ( 90, 60 ) = 13,3 см .

где b ₀, b ₁, b ₂, b ₃, b ₄ – числовые коэффициенты, отыскиваемые с помощью пакета регрессионного анализа DataFit.

Рис. 3. Изменение формоустойчивости хлеба ( fl , ед .) при изменении частоты вращения ( ю, мин ¹) месильного органа и угла наклона месильных лопастей ( а , град )

Коэффициент детерминации данной зависимости составляет 99,04 %.

Относительная погрешность сглаживания опытных данных величины формоустойчивости хлеба составляет 0,7143 % и не превосходит принятого порогового значения 5 % [6, 9].

Исходя из определения функции ц ( ф , а ) , вычислим формоустойчивость хлеба, получаемого при частоте вращения 90 мин^-1 и угле наклона месильных лопастей 60 град.

Искомая формоустойчивость равна

Модельное представление величин веса выемок и пористости хлеба . Величина веса выемок ( w , г . ) формы хлеба в зависимости от частоты вращения месильного органа ( ф , мин ¹) и угла наклона месильных лопастей ( а , град ) представляется следующей функцией (рис. 4):