CC BY
3TEXNOLOGIYA
UDK 10167
QURITILGAN NA'MATAK MEVASINI MATEMATIK MODELLASHTIRISH
JARAYONINING TAHLILI
Sultanova Shaxnoza Abduvaxitovna Toshkent shahar hokimiyati, hokim o'rinbosari, texnika fanlari doktori, professor
Raxmanova Tojiniso Tursunboy qizi Toshkent davlat texnika universiteti, assistent, [email protected]
Annotatsiya. Ushbu maqolada dorivor o'simliklardan hisoblanadigan na'matak mevasining quritish jarayoni va quritish natijasining matematik modellashtirish tahlillari keltirilgan. Quritish jarayonida kombinatsiyalashgan konvektiv quritish qurilmasidan foydalanilgan. Na'matak mevalarini quritishdan oldin 1% va 1,5% li limon kislota eritmasida blanshirlangan. 1,5 % li limon kislota eritmasida blanshirlab quritilgan na'matak mevasining antioksidantlik faolligi yuqori natija ko'rsatgan va ushbu usulning matematik modeli ishlab chiqilgan. Matematik modelda regressiya tenglamalaridan foydalanib rejalashtirish xarakteristikalari tuzilgan. Optimallik shartlari aosida eksperiment natijalari keltirilgan. Regressiya koeffitsiyentlarining o'rtacha kvadratik chetlashuvi 0,3535534 ga, qolgan koeffitsiyentlar soni esa 1 ga teng ekanligi aniqlangan.
Аннотация. В этой статье представлен математический моделирующий анализ процесса сушки плодов шиповника и результата сушки, который рассчитывается из лекарственных растений. В процессе сушки применялось комбинированное конвективное сушильное устройство. Перед сушкой плоды шиповника бланшируют в 1% и 1,5% растворе лимонной кислоты. Антиоксидантная активность сушеных плодов шиповника, бланшированных в 1,5% растворе лимонной кислоты, показала высокие результаты, и была разработана математическая модель этого метода. В математической модели планировочные характеристики строятся с помощью уравнений регрессии. Приведены результаты эксперимента на основе условий оптимальности. Установлено, что среднее квадратичное отклонение коэффициентов регрессии равно 0,3535534, а число оставшихся коэффициентов равно 1.
Abstract. This article presents a mathematical modeling analysis of the drying process of rosehip fruits and the drying result, which is calculated from medicinal plants. A combined convective drying device was used in the drying process. Before drying, rosehip fruits are blanched in 1% and 1.5% citric acid solution. The antioxidant activity of dried rosehip fruits blanched in 1.5% citric acid solution showed high results, and a mathematical model of this method was developed. In the mathematical model, the planning characteristics are constructed using regression equations. The results of the experiment based on optimality conditions are presented. It is established that the mean square deviation of the regression coefficients is 0.3535534, and the number of remaining coefficients is 1.
Kalit so'zlar: na'matak, quritish, saqlash, antioksidant, konvektiv, kinetika, blanshirlaash, limon kislota, matematik model, regressiya.
Ключевые слова: шиповник, сушка, хранение, антиоксидант, конвективный, Кинетика, бланширование, лимонная кислота, математическая модель, регрессия.
Keywords: rosehip, drying, storage, antioxidant, convective, kinetics, blanching, citric acid, mathematical model, regression.
Kirish
Quritish-bu mahsulotdagi suv miqdorini juda past darajaga tushirish yoki kamaytirish, mumkin bo'lgan mikrobiologik va kimyoviy degidratatsiyani oldini olish, shu bilan birga turli xil
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
TEXNOLOGIYA
meva va sabzavotlarni uzoq vaqt saqlash va ularni ishlab chiqarish mavsumidan tashqarida iste'mol qilish uchun amalga oshiriladigan jarayon hisoblanadi. Quritish jarayonida mahsulotning turidan kelib chiqib bir qancha usullar qo'llaniladi [1].
Konvektiv quritgichlar sanoat quritish tizimlarining 85 foizini tashkil qiladi va konvektiv quritish bugungi kunda meva va sabzavotlarni quritish uchun eng ko'p ishlatiladigan quritish usuli hisoblanadi. Meva va sabzavotlarni konvektiv quritish bo'yicha ko'plab ilmiy tadqiqotlar mavjud. Ushbu mavzu bo'yicha olib borilgan tadqiqotlar asosan mahsulotning quritish kinetikasini modellashtirish, sorbsiya izotermalarini aniqlash va quritish jarayonida yuzaga keladigan rang, to'qima va ozuqaviy qiymat kabi fizik-kimyoviy o'zgarishlarni o'rganishga qaratilgan [2].
Usui va natijalar
Ushbu tadqiqot ishida na'matak mevasini quritishda turli xil muhitlar qo'llanilgan. Bular oddiy suvda blanshirlab quritish, blanshirlamasdan quritish, 1 va 1,5% li limon kislotalari eritmasida blanshirlab quritish. Quritish 50°C, 60°C va 70°C haroratlarda olib borildi. Bunda 60°C
haroratda 1,5% li limon kislota eritmasida blanshirlangan na'matak mevasi boshqa sharoitda quritilgan na'matak mevasiga qaraganda tez quridi va ranggi ham saqlanib qolindi.
Blanshirlash - bu barcha turdagi sabzavot va mevalarga qo'llanilishi mumkin bo'lgan issiqlik ta'sir ettirish usuli bo'lib, u oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash texnologiyasida keng qo'llaniladi. Blanshirlash to'g'ridan-to'g'ri mahsulotga issiq suvli hammom yoki bug'dan foydalangan holda qo'llanilishi mumkin. Ikkala usul ham sabzavot va meva mahsulotlariga bir nechta va turli xil ta'sir ko'rsatadi [3].
Tadqiqot o'tkazish uchun olib kelingan Blanshirlash jarayoni
na'matak mevasi
1,5% li limon kislotasi eritmasida 1% li limon kislotasi eritmasida
blanshirlab quritilgan na'matak mevasi blanshirlab quritilgan na'matak
mevasi
1-rasm. Na'matak mevasini quritish jarayoni
Quritilgan na'matak mevasining antioksidantlik xususiyatini tekshirish uchun laboratoriya tekshiruvidan o'tazildi. Laboratoriya tekshiruvi DPPH usulida amalga oshirildi.
DPPH ya'ni difenilpiknilgidrazil erkin radikalni bog'lash usuli lipidlarning oksidlanishiga to'sqinlik qiluvchi antioksidantlar uchun keng tarqalgan mexanizmdir. Boshqa usullar bilan taqqoslaganda, erkin radikalni bog'lash usuli qisqa vaqt ichida tekshirilayotgan xomashyoning antioksidant faolligini aniqlashga imkon beradi. Antioksidantlarning DPPH erkin
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
TEXNOLOGIYA
radikalini bog'laydigan ta'siri ularning vodorod (H) ionlarini yetkazib berish qobiliyatiga bog'liq
[4].
Vodorod ionlarini hosil qila oladigan muhit mavjud bo'lganda, DPPH ildizi kamayadi va erkin ildizning barqaror shakli hosil bo'ladi. DPPH kontsentratsiyasini 50% ga kamaytirish uchun zarur bo'lgan namuna kontsentratsiyasi (IC50) antioksidant faollikni hisoblash uchun ishlatiladigan usuldir [4].
Quyida quritilgan na'matak mevasining laboratoriya tekshiruv tahlillari keltirilgan.
1-jadval
№ Namuna IC50 qiymat № Namuna IC50 qiymat
Na'matak mevasi Na'matak mevasining suvli ekstrakti
1 Oddiy suvda blanshirlangan na'matak 125 mkl 1 Oddiy suvda blanshirlangan na'matak V
2 Blanshirlanmagan na'matak V 2 Blanshirlanmagan na'matak 175 mkl
1,5% li limon kislota 1,5% li limon kislota
3 eritmasida 190 mkl 3 eritmasida 185 mkl
blanshirlangan na'matak blanshirlangan na'matak
4 Soyada quritilgan na'matak 155 mkl 4 Soyada quritilgan na'matak V
Na'matak danagi Na'matak mevasining spirtli ekstrakti
1 Oddiy suvda blanshirlangan na'matak 105 mkl 1 Oddiy suvda blanshirlangan na'matak 78 mkl
2 Blanshirlanmagan na'matak - 2 Blanshirlanmagan na'matak 149 mkl
1,5% li limon kislota 1,5% li limon kislota
3 eritmasida 155 mkl 3 eritmasida 195 mkl
blanshirlangan na'matak blanshirlangan na'matak
4 Soyada quritilgan na'matak - 4 Soyada quritilgan na'matak 110 mkl
"-" - faollik yo'q
1-jadvaldan quyidagilarni tahlil qilish mumkin: limon kislotasining 1,5% eritmasida blanshirlab quritilgan na'matak mevalarining antioksidant xususiyatlari eng yuqori darajada saqlanib qolingan, bu ko'rsatkich natijasi meva miqdori bo'yicha - 190 mkl, urug' miqdori bo'yicha - 155 mkl. mkl, suvli meva ekstraktida 185 mkl, spirtli ekstraktida 195 mkl.
Na'matak mevasini quritish jarayonini optimallashtirish masalasini yechishda texnologik parametrlarning ratsional chegaralarini yoki qurilmaning berilgan ish unumdorligini ta'minlovchi minimal issiqlik uzatish yuzasini aniqlash maqsadga muvofiq bo'ladi [5].
Tadqiqotning maqsadidan kelib chiqib, texnologik rejimlarning optimal chegaralarini aniqlash yo'nalishida bajariladigan izlanishlarda optimallik mezoni aniqlanadi qilindi.
Optimallik mezonining faktorlardan bog'liqligi 1-darajali ko'phad orqali ifodalanadi.
y = bo + b!X1+ bx + ... + bnxn
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
(1)
5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
TEXNOLOGIYA
Eksperimentlar jadvali
2-jadval
Model: y = 173,23 - 2,687- x + 23,375- x2 + 2,81- x3
Nomlanishi OaKTop^ap Natijalar
Quritish harorati, Dc Amplitud a, m/s Chastota, Gs Chiqish parametrlari
Boshlang'ich nuqta 60 0,014 9,05
Ishchi qadam 1 0,0005 0,005
Qadam nomeri Eksperi ment turi Model bo'yicha Eksperimentlar O'rtachasi
y y2 yi y
1 M 59,00 0,0135 9,045 13
2 M 58,00 0,013 9,04 14
3 M 57,00 0,0125 9,035 15
4 P 56,00 0,012 9,03 18 18 18
5 M 55,00 0,0115 9,025
6 P 54,00 0,011 9,02 16 16 16
7 M 53,00 0,0105 9,015
8 P 52,00 0,01 9,01 14 12 13
9 M 51,00 0,0095 9,005
10 p 50,00 0,009 9 24 22 23
11 p 49,00 0,0085 8,995 22 20 21
12 p 48,00 0,008 8,99 20 18 19
13 p 47,00 0,0075 8,985 18 16 17
14 p 46,00 0,007 8,98 16 14 15
15 p 45,00 0,0065 8,975 14 12 13
16 p 44,00 0,006 8,97 12 10 11
17 p 43,00 0,0055 8,965 10 8 9
18 p 42,00 0,005 8,96 8 6 7
Izoh: M - modeldagi eksperimentlar; P - hisoblash eksperimenti.
Eksperimentning maqsadi - Boks-Uilson usulida amalga oshiriladigan protsedura uchun gradiyentning yangi yo'nalishini aniqlash. Bu protseduraning ikkinchi siklik mazmunini tashkil qiladi [6].
Yuqoridagilarga o'xshab, faktorlarning har biri uchun o'zgarishlar oraliqlarini tanlaymiz va eksperiment davomida faktorlar qiymatlari jadvalini to'ldiramiz. So'ngra, eksperiment rejasini tuzamiz, uni amalga oshiramiz va olingan natijalarni tajribani amalga oshirish jadvaliga joylashtiramiz.
3- jadval
Model koe ffitsiyentlarini baholash jadvali
Baholash Baholash i-statistika tkr Farazni tekshirish
koeffitsiyenti aiymati natiiasi
bo 16,0000 45,254834 2,31 1
bl -1,0000 2,8284271 2,31 1
b2 -2,0000 5,6568542 2,31 1
b -4,0000 11,313708 2,31 1
b12 0,0000 0 2,31 0
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
TEXNOLOGIYA
b13 0,0000 0 2,31 0
b23 0,0000 0 2,31 0
Regressiya koeffitsiyentlarining o'rtacha kvadratik chetlashuvi 0,3535534 ga, qolgan koeffitsiyentlar soni esa 1 ga teng. Farazni tekshirish natijasiga ko'ra y=16.
Jarayonning matematik ifodasi natural o'zgaruvchilarda quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi:
y = 16,312- 2,687 • (xx - 60)/1 + 0,187 • (x2 - 0,014)/0,008 + 0,062• (x3 - 9,05)/0,22 (2)
bundan:
y = 173,23 - 2,687 • x + 23,375 • x2 + 2,81 • x3
(3)
bu yerda: xi - quritish harorati, T; x2 - Amplituda, А; x3 - chastota, F; у - qurigan massaning namligi, %.
Olingan matematik ifoda chiziqli komponentni o'z ichiga oladi. Shuning uchun na'matak mevasini quritish natijalari maksimal qiymati tajriba maydoni chegarasida bo'lishi kerak. Shu sababdan, jarayon rejimlarini o'zgartirish orqali na'matak mevasini quritish natijalari o'zgartirish mumkin. Mazkur holatda o'rganilayotgan jarayon parametrlarini optimallashtirish uchun Boks-Uilson usulidan (optimumga keskin ko'tarilib borish usuli) foydalanish tavsiya etiladi [6].
Tajriba natijalari tadqiqot markazi sohasida hususiy ekstremumning mos koordinatalari faqat b0 koeffitsiyenti ahamiyatga ega bo'lishini ko'rsatadi, uning baholash qiymati b0 = 16.
Fisher kriteriysining hisoblangan qiymati Fh = 1,78; katta va kichik dispersiyalarning erkinlik darajalari soni k1 = 7 va k2 = 8. Fisher mezonining jadval qiymati Fj = 3,50 ga teng.
Taqqoslash natijalariga Fh < Fj asosan 1,78 < 3,50 ga ko'ra qurigan massaning namligi W=16 ekanligini ko'rsatadi.
2-rasm. Qurigan massa namligining quritish qurilmasidagi quritish harorati va chastotaga
bog'liqlik grafigi
Bundan shunday xulosa qilish mumkinki, quritishning optimal harorati 60°C, chastotasi esa 9,05 bo'lishi aniqlandi.
Xulosa. Turli sharoitda quritilgan na'matak mevalarining ichida 1,5% li limon kislota eritmasida blanshirlab 60°C haroratda quritilgan na'matak mevalari tez quridi va antioksidantlik xususiyati saqlanib qolindi. 1,5% li limon kislota eritmasida blanshirlab quritish jarayonning optimallashtirish masalasi shakllantirildi va optimallik mezoni tanlandi. Tajriba qurilmasida o'tkazilgan eksperimentlar natijalarini "tajribalarni rejalashtirish" usulida qayta ishlash natijasida blanshirlab quritish jarayonning ulushini ifodalovchi regressiya tenglamalari olindi. Regressiya koeffitsiyentlarining o'rtacha kvadratik chetlashuvi 0,3535534 ga teng ekanligi aniqlandi.
ADABIYOTLAR
1. Грачев Ю.П., Плаксин Ю.М. Математические методы планирования экспериментов. Учебное пособие. - М.: ДеЛи Принт, 2005. - 296 c.
2. Yusufbekov N.R., Muxammedov B.E., G'ulomov Sh.M. Texnologik jarayonlarni
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
TEXNOLOGIYA
boshqarish sistemalari: texnika OO'Yu uchun darslik. - Toshkent: O'qituvchi, 1997. - 704 b.
3. Stahl, W. , & Sies, H. (2003). Antioxidant activity of carotenoids. Molecular Aspects of Medicine, 24, 345-335.
4. Sultanova Sh.A., Safarov J.E., Usenov A.B., Raxmanova T.T. Definitions of useful energy and temperature at the outlet of solar collectors. E3S Web of Conferences 216, 01094 (2020) RSES 2020, https://doi.org/10.1051/e3sconf/202021601094.
5. T.T.Raxmanova, A.A.Mambetsheripova, J.E.Safarov, Sh.A.Sultanova Mathematical modelling of the process of drying rosehips, AEGIS-III-2023 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 1231 (2023) 012037 IOP Publishing doi:10.1088/1755-1315/1231/1/012037
6. Rakhmanova T.T., Sultanova Sh.A., Sunil Verma, Safarov J.E., Dadayev G.T. A method to study and analyse the drying process of raw materials 2021 AEGIS 2021 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 868 012080.
7. T.T. Raxmanova, N.A. Afanaseva, Sh.A. Sultanova. Laboratory analyzes for determining the antioxidant activity of dried red hawthorn fruits, Technical science and innovation №4/2022. P:30-37.
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 2-son, 2024 Maxsus son
