Моделирование технологического процесса производства хлебобулочных и мучных кондитерских изделий с использованием электромагнитных ко

УДК 664.65.05:664.66 (476.6)

Потеха В.Л.

доктор технических наук,

Никольский А.И., Потеха А.В., Шведко А.А., Чурак К.В., Веренич М.И.

УО «Гродненский государственный аграрный

университет» г. Гродно (Беларусь)

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ И МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ СВЧ

В статье представляются результаты моделирования технологического процесса производства хлебобулочных и мучных кондитерских изделий (ХБМКИ) с использованием электромагнитных колебаний сверхвысоких частот (СВЧ). Для моделирования использовали метод анализа размерностей. Полученная модель включает следующие факторы технологического процесса производства ХБМКИ: время выпечки, влажность, плотность и масса тестовой заготовки, высота тестовой заготовки и мощность СВЧ-излучения. Модель является непротиворечивой с физической точки зрения. Экспериментально-расчётным методом определены значения коэффициента пропорциональности С для использованных интервальных значений мощности СВЧ-излучения и массы тестовых заготовок.

Ключевые слова: моделирование, хлебобулочные и мучные кондитерские изделия, технологический процесс, метод размерностей, электромагнитные колебания СВЧ.

Potekha V.L. D.Eng.Sc.,

Nikolski A.I., Potekha A.V., Shvedko A.A., Churak K.V., Verenich M.I.

EE “Grodno State Agrarian University” Grodno (Belarus)

MODELING OF THE TECHNOLOGICAL PROCESS OF BAKERY AND FLOUR CONFECTIONERY GOODS MANUFACTURING WITH THE USE OF ELECTROMAGNETIC MICROWAVE OSCILLATIONS

The article presents the results of the technological process modeling for the production of bakery and flour confectionery goods using electromagnetic waves of ultrahigh frequencies (SHF). The dimensional analysis method was used for modeling. The obtained model includes the main factors of the technological process of production of bakery and flour confectionery goods: baking time, humidity, density and mass of the test billet, the height of the dough piece and the power of the microwave radiation. The model is consistent from the physical point of view. The values of the proportionality coefficient C were determined experimentally and computationally for the used microwave power interval and the dough piece mass.

Keywords: modeling, bakery and flour confectionery goods, technological process, dimensional method, electromagnetic microwave oscillations.

Введение. В последние годы ХХ-первые годы XXI века значительно активизировались исследования и попытки использования в практических целях электромагнитных колебаний сверхвысоких частот (СВЧ) в пищевой отрасли [1-7]. При этом направления исследований концентрировались преимущественно по инженерно-технологическому направлению [8-9]. Дальнейшее получение важных с научной и практической точек зрения результатов возможно путём создания эффективных математических и физических моделей. При этом модели должны адекватно описывать связи и соотношения между основными параметрами СВЧ-технологии и обеспечивать получение конкурентоспособных продуктов питания.

Среди большого числа методов моделирования технологических процессов одним из наиболее эффективных, но, к сожалению, недостаточно используемым в исследовательской практике, является метод анализа размерностей [10-12].

Цель работы. Использовать метод анализа размерностей для моделирования СВЧ-технологии производства хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.

Основная часть. Применение метода анализа размерностей очень часто не имеет альтернативы при моделировании сложных технологических процессов и явлений, для которых математическая постановка задачи отсутствует. Особенно эффективным метод размерностей является для начальной стадии изучения инженерных и технологических систем, имеющих большое количество переменных.

Анализ размерностей можно применить, когда известно, какие именно величины существенны в данном случае и в какой системе единиц они выражены. По данному методу нужно выбрать и записать все физические величины, от которых зависит изучаемое явление. Из них выбирают первичные величины – те, которые можно непосредственно измерить (размерные величины). Их называют основными единицами: сила [p, H]; путь [s, м]; время [t, с]; температура [T, К] и т. д. Численные значения величин зависят от принятых масштабов, т. е. системы единиц измерения.