CC BY
123
рая содержит порядка 15% воды, происходит инверсия фаз.
Таким образом, установлено, что при расчетном моделировании может встретиться инверсия фаз, однако экспериментально это явление нами не обнаружено. Для моделирования систем получения биотоплива рекомендуется использовать метод МЯТЬ.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках гранта № 08-08-99134.
ЛИТЕРАТУРА
1. Емельянов В.Е., Крылов Н.Ф. Альтернативные экологически чистые виды топлива: Свойства, разновидности, примене -ние. - М.: Астрель, АСТ, 2004. - 128 с.
2. Справочник химика. Основные свойства органических и неорганических соединений. Т. 2. - Л.: Химия, Ленигр. отд-ние, 1971.
3. Короткова Т.Г. Прогнозирование энергетических параметров бинарного взаимодействия модели ИМрИАС по параметрам межгруппового взаимодействия модели ИШБАС // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2007. - № 5-6. - С. 90-94.
4. Короткова Т.Г. Прогнозирование энергетических параметров бинарного взаимодействия модели КЯТЬ по параметрам межгруппового взаимодействия модели ИМБАС // Изв. вузов. Пи -щевая технология. - 2008. - № 4. - С. 70-71.
5. Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии: В 2 кн. / Под ред. В.С. Бескова; Пер. с англ. - М.: Мир, 1989.
6. Рид РПраусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. - Л.: Химия, 1982. - 591 с.
Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств
Поступила 02.06.08 г.
658.012.011.56:663.479.1
АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА КВАСА КАК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
В.О. МОРОЗОВ, В.В. ОСОКИН
Кубанский государственный технологический университет
Приготовление основного сырья для хлебного кваса и производство самого кваса - сложные биохимические процессы. Они обусловлены действием входящих в состав сырья особых органических веществ - ферментов (энзимов). На стадии разведения дрожжей и сбраживания квасного сусла происходит накопление витаминов как результат жизнедеятельности микроорганизмов.
Хлебоприпасы - ржаной и ячменный солод, мука ржаная хлебопекарная обойная - основное сырье для производства хлебного кваса. Они (в первую очередь ржаной солод) обусловливают вкус, аромат и цвет напитка. Выпекаемые из смеси ржаного и ячменного солодов, ржаной муки и воды квасные хлебцы используются в производстве хлебного кваса по настойному способу получения сусла. Свежевыпеченные квасные хлебцы - распространенное сырье для приготовления квасного сусла, но хранить их можно не более 4-5 сут, поскольку они начинают плесневеть. Для длительного хранения и транспортировки выпеченные хлебцы сушат и дробят, получая так называемый сухой квас. Квасные хлебцы и сухой квас до середины прошлого века широко использовались как сырье в промышленном производстве хлебного кваса. Технология приготовления их неэкономична и не обеспечивает однородности качества хлебцев и получаемого из них кваса. Такой квас нередко бывает лишен характерного хлебного аромата и вкуса.
Еще в 1968 г. были доказаны экономические преимущества производства кваса из концентратов [1]. Использование концентрата квасного сусла (ККС) в промышленном квасоварении не только упрощает технологию, позволяет обеспечить повсеместную стабильность и однородность качества кваса, повышает
его вкусовые достоинства, но и дает большой экономический эффект [1].
Технология приготовления кваса на основе ККС выбрана нами для анализа как наиболее распространенная и перспективная с точки зрения автоматизации.
Брожение квасного сусла производят в бродиль-но-купажном аппарате (БКА), представляющем собой цилиндрический сосуд с коническим днищем, сферической крышкой, закрытой герметичным люком, и опорами. Аппарат снабжен штуцерами для подачи воздуха, сусла, сиропа, воды и т. д., а также отводами и технологическими врезками для измерения температуры (термопреобразователь сопротивления), давления (датчик избыточного давления) и уровня (датчик дифференциального давления). Корпус аппарата покрыт слоем теплоизоляционного материала. Сначала в БКА подают квасное сусло, сахарный сироп и воду в количестве, предусмотренном рецептурой, после этого вносят комбинированную закваску из чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий. Брожение производят при температуре 25-28°С до понижения содержания сухих веществ в сусле на 1% мас. и достижения кислотности не ниже 2 см3 раствора щелочи концентрацией 1 моль/дм3 на 100 см3 кваса. Затем производят купажирование сброженного квасного сусла, находящегося в БКА, добавляя сахарный сироп согласно рецептуре. Полученную смесь - купаж - тщательно перемешивают, охлаждают, продувают через нее при необходимости диоксид углерода, проверяют соответствие качества кваса требованиям стандарта и направляют готовый продукт на розлив.
Задание количества дрожжей, молочной кислоты и жидкой углекислоты в автоматическом режиме на данном этапе работ не рассматривается при допущении, что влияние этих компонентов ничтожно мало ввиду их корректной дозировки. Рассмотрим данный технологический процесс как объект управления (рисунок).
Управляющими воздействиями на объект управления являются следующие параметры: температура подаваемой воды для затора Тв, количество подаваемой воды для затора Qв, количество подаваемого сиропа Qс, количество подаваемого ККС Qккс.
Учитывая особенности протекания технологического процесса, изменять их возможно только на начальном этапе, в момент создания затора. Затем в процессе брожения нам доступны для измерения следующие параметры: температура затора во время брожения Тз, давление газовой составляющей в БКА Рг, время брожения
Таким образом, важно определить оптимальные для наилучшего протекания процесса брожения начальные технологические параметры Тв, Qв, Qс, Qккс. Затем необходимо точно установить момент окончания процесса брожения, для чего мы используем достаточно простые и удобные для измерения параметры Тз, Рг, tб. Они позволяют производить измерения непрерывно в ходе технологического процесса с помощью датчиков и приборов, широко применяемых в промышленности. Использование измерительных приборов типа ТРМ 202-Щ 1.ИИ позволяет не только отображать измеренное значение, но и передавать его
Т,-
2в'
&■
2кК
Процесс
брожения
Момент
готовности
Окончание
брожения
на верхний уровень - программируемый логический контроллер и персональный компьютер - в виде унифицированного токового сигнала 4-20 мА для регистрации данных и возможности их математической обработки как на самом контроллере, так на персональном компьютере.
Таким образом, предусматривается получение комплексного показателя готовности кваса, представляющего собой математическую модель, включающую в себя как начальные технологические параметры Тв, Qв, Qс, Qккс, так и параметры Тз, Рг, ^ непосредственно измеряемые в ходе технологического процесса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ермолаева Г .А., Колчева Р.А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков. - М., 2000. -416 с.
Кафедра автоматизации производственных процессов
Поступила 28.12.07 г.
Т
Р
I
664.834:[635.11+635.24]
КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА СУШКИ СВЕКЛЫ И ТОПИНАМБУРА
А.А. ЧУМАК, В.Н. МАМИН, Г.М. ЗАЙКО, Н.С. ГРИЦЕНКО
Кубанский государственный технологический университет
Для нейтрализации вредных последствий для организма человека аварийных ситуаций в нефтяной отрасли [1] предложено использовать пищевые продукты функционального назначения, обладающие детоксика-ционными, иммуномодулирующими, антиоксидант-ными, липотропыми свойствами. Согласно принципам лечебно-профилактического питания (ЛПП), эти продукты должны содержать белок, кальций, липотроп-ные вещества, пектин [2]. При разработке рецептур был произведен научно-обоснованный подбор компонентного состава с учетом действия отдельных биологически активных веществ и выбраны свекла, топинамбур, цикорий, молочная сыворотка, стевия, пектин и лецитин. Данное сырье планируется использовать в высушенном виде. В связи с этим необходимо получить порошкообразный полуфабрикат из свеклы и топинамбура, так как остальные составляющие в высушенном виде производятся пищевой промышленностью.
Цель исследования - изучение кинетических закономерностей процесса сушки свеклы и топинамбура для определения оптимального режима при получении порошковых полуфабрикатов с максимально сохраненными натуральными свойствами выбранных овощей.
Исследования проводили на конвективной сушилке отдельно для свеклы и топинамбура. Для этого были взяты свекла сорта Египетская и топинамбур с начальной влажностью 85 и 80% соответственно. Предварительно очищенные и нарезанные на кубики с ребром 5 мм свеклу и топинамбур укладывали в сетчатые короба, которые устанавливали на рамку, расположенную внутри камеры и связанную с одной из чашек циферблатных весов. Отмечали начальную массу продукта Он, а затем фиксировали время по секундомеру через каждые 5 г убыли массы продукта при установленной скорости воздуха 7 м/с. Эксперимент заканчивали после того, как прекращалась убыль продукта и наступало состояние близкое к равновесному Ос. Во время опыта регистрировались показания сухого и мокрого термометров, а также микроманометра.
По полученным данным построены графики сушки для свеклы и топинамбура (рис. 1: кривые 1 и 2 соответственно), на которых показана зависимость влаго-содержания материала и, %, от времени т, с.
Удаление свободной влаги проходило от начально -го влагосодержания свеклы и топинамбура 600 и 400% до достижения критического влагосодержания 160 и 140% соответственно.
По кривой сушки определяли скорость сушки Ы, кг/(кг • с), свеклы и топинамбура методом графического дифференцирования. Для этого находили тангенс
