автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Математические модели процессов при брожении полуфабрикатов хлебопекарного производства

На правахрукописи

ЗЛОБИН ДМИТРИЙ ЛЕОНИДОВИЧ

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ ПРИ БРОЖЕНИИ ПОЛУФАБРИКАТОВ ХЛЕБОПЕКАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05.13.18 - Математическое моделирование,

численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена на кафедре «Информационные технологии» Московского государственного университета технологий и управления (МГУТУ).

Научный руководитель

Официальные оппоненты

доктор физико-математических

наук, профессор

Краснов Андрей Евгеньевич

доктор технических наук, профессор

Щербаков Борис Георгиевич; кандидат технических наук, старший научный сотрудник Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Суховеров Виктор Степанович

Ведущая организация

Государственный научно-исследовательский институт хлебопекарной промышленности,

г. Москва.

Защита диссертации состоится мая 2005 г. в 14 ч. на

заседании Диссертационного Совета ¡¡(/Л/ЯЛ ОТ__

Московского государственного технологического университета технологий и управления по адресу: 109316, г.Москва, ул. Талалихина, д. 31, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУТУ.

Автореферат разослан $ апреля 2005 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, д.т.н., проф.

Восканян О.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Основные направления и актуальность исследований. Хлеб и хлебобулочные изделия являются традиционным продуктом питания человека.

Одной из современных тенденций развития хлебопекарной промышленности является производство конкурентоспособных хлебобулочных изделий с заданным химическим составом (по белку, углеводам, жирам, витаминам и т.д.), оптимальных по пищевой и энергетической ценности, экологически чистых и соответствующих стандартным нормам качества. Поэтому разработка новых и совершенствование существующих технологий производства хлебобулочных изделий является актуальной задачей.

В последнее время большое внимание уделяется технологическим процессам, в которых используется жизнедеятельность организмов, так называемые биотехнологические процессы. Развитие биотехнологии сулит в будущем экономические и экологические выгоды.

Современным инструментом исследования биотехнологических процессов, протекающих при производстве хлебобулочных изделий заданного состава и свойств в современных условиях является применение новых технологий и высокопроизводительного оборудования, средств оперативного контроля и соответствующего математического обеспечения этих производств.

Степень разработанности проблемы. Для моделирования технологий в реально существующих условиях производства следует учитывать: объективную информационную неопределенность, обусловленную нечеткостью характеристик сырья; отсутствие надежных экспресс-анализаторов для определения качественных показателей в цикле "сырье - полуфабрикат - готовый продукт". Возможности нечеткого моделирования в условиях неопределенности описаны в работах Серебрякова А.В., Трефилова В.А. (масложировое производство); Митина В.В., Протопопова И.И., Рогова И.А., Красули О.Н., Краснова А.Е. (переработка мяса); Тужилкина В.И., Гольден-берга СП (производство сахара); Zhang (Л(производство кондитерских изделий). При этом следует отметить недостаток информации по этому вопросу при производстве хлебобулочных изделий.

Таким образом, необходимость учета информационной неопределенности при моделировании технологических процессов производства хлебобулочных изделий является актуальной задачей, тре-

бующей как новых методологических подходов, так и инструментов (методов, алгоритмов, программ) при совершенствовании существующих технологий хлебопекарного производства и разработке новых, что будет способствовать повышению качества этих изделий.

Одним из передовых научных направлений исследования биотехнологических процессов является математическое моделирование. Нами рассматривается применение этого метода при брожении (созревании) полуфабрикатов, для прогнозирования оптимальной готовности их, при дальнейшей переработке, так как именно на этом этапе формируется структура, приятный вкус и аромат хлебобулочных изделий.

Цели и задачи исследования.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка математических моделей процессов, протекающих при брожении полуфабрикатов хлебопекарного производства.

В соответствии с поставленной целью основными задачами исследования являются:

разработка методологии и алгоритмов моделирования процессов, протекающих при брожении полуфабрикатов на основе стохастического имитационного моделирования;

- разработка моделей коллоидных, биохимических и микробиологических процессов (преобразований), протекающих при брожении полуфабрикатов и их реализация;

использование предложенных моделей (коллоидных, биохимических и микробиологических процессов) для совершенствования методов контроля качества полуфабрикатов хлебобулочного производства.

Научная новизна. В диссертационном исследовании впервые автором получены следующие научные результаты:

- предложены (в первом приближении) математические модели процессов (коллоидных, биохимических, микробиологических), протекающих при брожении полуфабрикатов хлебопекарного производства;

- обосновано использование моделей коллоидных, биохимических, микробиологических процессов для совершенствования метода контроля качества полуфабрикатов и хлебобулочных изделий;

- предложена методология формирования критерия качества хлебобулочных изделий и регрессионная модель хлеба сорта "Орловский".

Практическая значимость разработок, полученных лично автором:

- предложен метод контроля оптимальной готовности полуфабрикатов по величине ОВП;

- выявлена тесная корреляционная взаимосвязь величин титруемой (град °Н) и активной кислотности (ед. рН) и разработаны регрессионные модели взаимосвязи этих величин при производстве 2-х сортов хлебобулочных изделий;

- определены номиналы величины рН этих сортов хлебобулочных изделий, которые обеспечивают производство продукции стандартного качества;

- предложен проект ГОСТа и произведен расчет экономической эффективности внедрения потенциометр ичес ко го метода контроля кислотности хлебопекарных сред по величине рН.

Реализация результатов диссертационного исследования.

Разработанные математические модели биотехнологических процессов основных составляющих комплексов дисперсных систем пищевых продуктов использованы в рамках проводимого в 2003 -2004 г. международного проекта "Разработка принципов управления качеством пищевых продуктов с использованием информационных технологий", раздел "Информационные технологии моделирования гетерогенных рецептурных смесей с дисперсными фазами" (Госконтракт № 43.700.11.003). Практические результаты работы реализованы в ряде хоздоговорных НИР, выполненных с участием автора диссертации в рамках инициативных тем МГТА.

Результаты проведенных исследований использовались при написании учебного пособия (с грифом УМО) " Цифровые системы управления в пищевой промышленности". Издательство "Высшая школа" (план издания II квартал 20005 г.), 408 с. (авторы: Краснов А.Е., Злобин Л.А., Злобин Д.Л.).

Апробация работы.

Апробация работы осуществлена на ЗАО ИПП (Институт Перерабатывающей Промышленности) в декабре 2004 г. Представлен акт внедрения и расчет экономической эффективности потенциометри-ческого метода контроля кислотности муки по величине рН.

Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на нижеследующих конференциях: 1. Краснов А.Е., Злобин Д.Л. Разработка модели анализа и прогнозирования технологических процессов на основе метода "затраты -выпуск". Доклад на Научно-практической конференции МГТА, март-апрель 2003 г.;

2. Краснов А.Е., Злобин Л.А., Злобин Д.Л. Цифровые системы управления в пищевой промышленности. Учебное пособие (гриф УМО), 408 с. Доклад на Международной российско-итальянской научно-методической конференции "Роль государственных образовательных стандартов в условиях реализации Болонской декларации", 22-23 марта 2005 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 1 учебное пособие с грифом УМО (в соавторстве).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы, включающей 154 наименований (из них 38 иностранных) и 7 приложений. Работа изложена на 121 странице машинописного текста, содержит 5 таблиц и 12 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цель и задачи, решаемые для достижения научных и практических результатов, сформулирована научная новизна и отражена практическая значимость исследования процессов, протекающих при брожении полуфабрикатов хлебопекарного производства, указана необходимость разработки оперативных методов контроля оптимальной готовности их. Сложную задачу обеспечения высокого качества хлебобулочных изделий можно решить с помощью привлечения теории вероятностей и математической статистики для осмысления процессов, протекающих при созревании полуфабрикатов, и разработки математических моделей этих процессов.

Глава 1. Аналитический обзор. Приведен аналитический обзор по существующим теоретическим и экспериментальным исследованиям биотехнологических процессов при производстве продуктов питания, как отечественной, так и зарубежной научно-технической и патентной информации. Определен объект исследования - технологический процесс брожения (созревания) полуфабрикатов хлебопекарного производства. Это позволило сделать нижеследующие выводы и рекомендации.

Предложено для исследования этого объекта применить системный подход и использовать при этом имитационное моделирование данного объекта, как современного метода моделирования сложных биотехнологических процессов с высокой степенью неопределенности.

Определено, что имитационное моделирование - это процесс создания модели реальной системы с высокой степенью неопреде-

ленности и проведение с ней экспериментов, с целью осмысления поведения системы и оценки различных стратегий, которые могут использоваться при управлении ею.

Глава 2. Современный подход к вопросам моделирования процессов при производстве пищевых продуктов. Проведен критический обзор литературы по вопросам математического моделирования пищевых сред. Выявлены основные тенденции моделирования пищевых технологий и отмечено, что биотехкологические процессы, протекающие при производстве хлебобулочных изделий, мало изучены и с трудом поддаются формализации.

Контроль процессов производства хлебобулочных изделий в настоящее время на хлебозаводах осуществляется лабораторными экспресс-методами (метод отбора проб продукта) и оценивается чаще всего человеком (органолептически). Это не позволяет перейти к методам объективного оперативного управления производством этих изделий.

Предложенный нами системный подход в исследовании процессов (преобразований), протекающих при брожении полуфабрикатов хлебопекарного производства, дает возможность осуществить моделирование этих процессов с целью оптимизации и оперативного непрерывного контроля, так как именно при созревании полуфабрикатов формируются хлебобулочные изделия стандартной формы и структуры, приятного вкуса и аромата.

Глава 3. Программное обеспечение имитационного моделирования. Приведен обзор программного обеспечения имитационного моделирования. Описаны возможности математических пакетов, а именно Mathematica, Maple, MatLAB, Mathcad, Statistica, их достоинства и недостатки; отмечена привлекательность средств разработки законченных приложений для операционной системы MS Windows и имитационного моделирования (Delphi, MS Visual Basic) их возможности и недостатки.

Отмечено, что математические пакеты для имитационного моделирования - это системы, среды, языки типа Mathematica, Maple, MatLAB, Mathcad, а также семейство систем статистического анализа данных, например, Statistica, и др. Рассмотренные пакеты программ обладают средствами выполнения различных численных и аналитических математических расчетов, от простых арифметических вычислений и методов корреляционного и регрессионного анализа до решения уравнений с частными производными, а также задач: оптимизации, проверки статистических гипотез и конструирования математических моделей.

Глава 4. Имитационное моделирование процессов, протекающих при брожении полуфабрикатов хлебопекарного производства. Глава посвящена экспериментальным исследованиям процессов, протекающих при брожении (созревании) полуфабрикатов хлебопекарного производства, результаты исследований обработаны на ЭВМ, сделаны выводы и рекомендации.

Технология производства хлебобулочных изделий рассматривается как сложный биотехнологический процесс, который состоит из шести этапов: приема и хранения сырья; подготовки сырья для производства; приготовления полуфабрикатов; разделки, формования и расстойки тестовых заготовок; их выпечки; хранения готовых изделий и отправка их в торговую сеть.

Технологический процесс производства хлебобулочных изделий представляется совокупностью операций, процессов и преобразований, обеспечивающий переход сырья в полуфабрикаты и готовые изделия. Он характеризуется большим количеством разветвляющихся и соединяющихся потоков вещества и энергии, сложен по структуре, обладает многомерностью, значительной неопределенностью и случайным характером изменения параметров.

При системном подходе исследования технологических процессов хлебопекарного производства особый интерес представляют структурные и параметрические модели, а также граф целей и задач этого производства.

В диссертации технологический процесс производства хлебобулочных изделий представлен в виде графа целей и задач. Вершинами графа А, В, С, Д, Е, Б являются цели подсистем, а ребрами (связями) АВ, ВС, СБ, БЕ, ЕБ - задачи, которые необходимо выполнить подсистемам для достижения поставленных целей. Цели графа определяются целью всей системы и последовательностью операций для ее достижения. Задачи обусловлены физическими, коллоидными, биохимическими, микробиологическими, деформационными, теплофизическими и другими процессами (преобразованиями), которые протекают в системе для достижения поставленной цели. Целью системы хлебопекарного производства является максимальный выход хлебобулочных изделий оптимального качества.

Поэтому предлагается рассматривать технологический процесс хлебопекарного производства от выхода ко входу, т.е. А, В, С, Б, Е, начиная с конца. Подсистема Б подразделяется на Б1 и Б2 (т.е. двухфазное тестоприготовление).

Подсистема Б1 - характеризуются процессами дозирования и смешивания воды, основного и дополнительного сырья, жидкого по-

луфабриката согласно рецептуре, механической обработкой теста и созревание его.

Подсистема D2 - определяются процессами дозирования и смешивания воды, основного и дополнительного сырья согласно рецептуре, механической обработкой полуфабриката (опара, закваска и др.) и созревание его.

Основными подсистемами следует считать D1 и D2, в которых формируются структура, вкус и аромат хлебобулочного изделия.

Этап приготовления полуфабрикатов представлен подсистемами D1 и D2. Характерными процессами для подсистем D2 и D1 - это процессы набухания и растворения, ферментативного гидролиза, размножения и метаболизма бродильной микрофлоры, деформации полуфабрикатов и др. Для этого этапа характерно двухфазное тесто-приготовление, которое определяется подсистемами D2 (приготовление и созревание жидких полуфабрикатов) и D1 (приготовление и созревание теста).

Главное назначение подсистемы D2 заключается в размножении и метаболизме бродильной микрофлоры с оптимальной концентрацией и бродильной активностью, обеспечивающей необходимую подъемную силу полуфабрикатов.

Основное назначение подсистемы D1 - образование и накопление необходимых веществ-предшественников, обеспечивающих в дальнейшем получение продуктов, которые формируют приятный вкус и аромат, а также равномерную структуру мякиша.

Рассмотрим подробно подсистему D1 (однофазный способ приготовления и созревания теста), как наиболее важную при производстве хлебобулочных изделий. Ее цель - получить тесто оптимального состава и свойств при заданной производительности и минимальных затратах сырья.

Цель и задачи подсистемы D1 (как системного объекта) целесообразно представить с помощью сетевой модели, которая отражает последовательность и логическую взаимосвязь операций и процессов, протекающих в тесте при его созревании, в терминах теории графов. Вершины графа а, Ь, с, d, e, f (рис. 1) характеризуют цели операторов и процессоров (элементов подсистемы), а ребра ab, be, cd, de. ef- задачи, поставленные перед ними. Цели графа определяются последовательностью и назначением операций тестоприготов-ления, а задачи - коллоидными, биохимическими и микробиологическими процессами (преобразованиями), а также оптимальными условиями, необходимыми для протекания их.

Смешать основное и дополнительное сырье согласно рецептуре

Получить Получить Получить Получить тесто за- тесто тесто тесто заданной заданной заданной данного струк- влаж- консис- состава и туры ности тенции свойств

Произвести Произвести

механическую обра-боткуполу-фабриката

дозирование основного и дополнительного сырья

Создать оптимальные условия для протекания коллоидных процессов

Создать оитималь-ныеусло-вня для протекания биохимических процессов

Создать оптимальные условия для протекании микробиологических процессов

Рис.1. Граф целей и задач подсистемы Э,

Операторная модель подсистемы Э, представлена на рис.2. Она состоит из операторов I и II . Оператор II определяется операцией созревания теста и состоит из процессоров, которые характеризуют коллоидные, биохимические и микробиологические процессы. Оператор I состоит из процессоров, которые характеризуют процессы дозирования основного и дополнительного сырья, их смешивания и механическую обработку полуфабрикатов.

Рис.2. Операторная модель подсистемы Э1

Функциональные назначения процессоров и операторов, из которых синтезирована подсистема Э, (см. рис. 2), приведены в таблице 1.

Операторная модель достаточно полно описывает содержание подсистемы, ее структуру, происходящие в ней процессы, их последовательность, а также материальные и информационные потоки, их связи между элементами подсистемы и ее внешней средой.

Таблица 1

Функциональные назначения элементов подсистемы

Оператор Процессор Функциональные назначения элементов подсистемы

II Созревание (брожение) теста

1 Протекание микробиологических процессов (размножение и метаболизм бродильной микрофлоры и др. преобразования).

2 Протекание биохимических процессов (протеолиз белка, крахмала, липидов и др. преобразования).

3 Протекание коллоидных процессов (набухание и растворение белковых, крахмальных и углеводных образований, липидных соединений, пенто-занов и других соединений).

I Образование теста с заданными свойствами

1 Механическая обработка (замес) теста (протекание физических процессов).

2 Смешивание компонентов, предусмотренных рецептурой.

3 Дозирование муки.

4 Дозирование воды.

5 Дозирование бродильной микрофлоры.

6 Дозирование раствора соли.

7 Дозирование раствора сахара.

8 Дозирование расплава жира.

9 Дозирование амилолитических и протеолитиче-ских ферментов.

10 Дозирование улучшителей

Моделирование подсистемы осуществим с определения и анализа значимых параметров, характеризующих ее, установления связей между ними на основании диагностического анализа подсистемы, который проводился на хлебозаводе 22 г. Москвы (методом экспертных оценок). Согласно опросу и его анализа с учетом степени совпадения мнений по диаграмме рангов, определили значимые параметры. Установили начальные и граничные уровни изменения этих параметров и определяем их значения, при этом обеспечивается получение готового теста заданного свойства и состава. Строим параметрическую модель подсистемы D1, она представлена на рис.3.

Рис. 3. Параметрическая модель процесса брожения полуфабриката

Параметрическая модель характеризуется следующими параметрами:

- управляющие (вход системы) - Ом - количество муки; рН„ - кислотность муки; wм - влажность муки; О в - количество исходной воды; вуд-* количество улучшителей; СфМ- количество ферментов муки; Ифм - активность ферментов муки; Одс - количество дополнительного сырья; Офмф- количество ферментов микрофлоры; Офмф — активность ферментов микрофлоры; Эисх - количество энергии на замес полуфабрикатов.

- управляемые (выход системы) - 0„ - тах количество полуфабриката; оптимальное качество полуфабриката; - продолжительность брожения;

- возмущения (неконтролируемые параметры) - кф - качество ферментов; 1см - температура полуфабрикатов; км-- качество муки; кдс-качество дополнительного сырья; куЛ - качество улучшителей; к,^ -коэффициент износа оборудования; 104>ср - температура окружающей среды; влажность окружающей среды;

- состояния (контролируемые параметры) - Эзат- затраты энергии; G п- количество полуфабриката; рНд~ кислотность полуфабриката; Цп" вязкость полуфабриката; Ус- количество спирта; Усог- количество углекислоты; ОВП(-О2) - величина потенциала в анаэробных условиях брожения;

- управляющий канал (обратная связь) - формируются биокатализаторами, улучшителями, технологическими приемами (активаторы, ингибиторы и др.).

Описать процесс брожения (созревания) полуфабриката можно уравнением следующего вида:

У = /(У, X, Р1,У / Н), при этом О)

Р1 = /(14, У, X, и IН) - уравнение связи (2)

Согласно параметрической схеме (см. рис.3) математическая модель подсистемы D1 поиска оптимальных решений или функция оптимальности технологического процесса созревания теста будет иметь вид:

Е=/(Оу„, Оы, рН„, вв, бф м, сц м, Одс, кдс, Э„сх,Оф Мф, Оф Мф), (3)

Решением этой функции является вектор управления X, который обеспечивает получение теста оптимального состава и свойства при заданной производительности и минимальных затратах сырья, где Е - критерий оптимальности подсистемы D1.

В общем виде решением функции ( 3 ) при условии ее максимума будет:

Е=/(Оул.См,\ум,рНм,Ов,Сф Офмф)-*тахХ еА,_(4)

где А - векторное пространство управления, при Х= Х„*, то Х0 -

решение функции в области X 2*> X 0*> X векторного пространства А.

Функция ( 4 ) является математическим описанием технологического процесса приготовления и созревания теста, с помощью которой можно осуществить поиск оптимальных решений.

Моделирование коллоидных процессов и их программная реализация.

Процессы набухания и растворения играют значительную роль в технологии хлебопечения. Они в основном обусловлены теорией гидратации основных компонентов полуфабриката и подчиняются законам коллоидной и физической химии. Интенсивность их протекания определяются: водопоглотительной способностью (ВПС) коллоидов муки (белка, крахмала), свойствами воды, дополнительного сырья и внешними условиями.

На данный период уравнение ВПС имеет вид: W=W(Б, У, У„, \УМ). Согласно проведенным исследованиям Фарранд (137) уточнил вид модели ВПС на основании следующих допущений для так называемой модельной или эталонной муки при Б=12,5%, Wu=14,5%. В этом случае уравнение примет вид:

Это уравнение справедливо для эталонной муки и в определенных пределах для муки, близкой по своему составу к эталонной.

Согласно проведенным исследованиям нами было установлено, что ВПС муки, рассчитанная по уравнению (5), соответствует фактической ВПС лишь при Б = 12%. Тогда уравнение имеет вид:

где — ВПС муки, рассчитанная по уравнению ( - фактор

корректировки консистенции теста, обусловленный отличием содержания белка от установленного (Б=12%), который равен

При проведении диагностического анализа технологического процесса производства хлебобулочных изделий (батоны нарезные) мы использовали пшеничную муку I сорта, среднюю по "силе", с со-

держанием белка 12,8%. Применив соотношение . , мож-

но рассчитать AW),

Для этой муки, при значении Уп = 6,6%, содержание которого определили на приборе фирмы SDamatic ( прибор определения количества поврежденного крахмала). Составили программу расчета ВПС муки, которую использовали при производстве хлебобулочных изделий (батоны нарезные). Программную реализацию осуществили в среде Delphi (Приложение 1).

При сопоставлении экспериментальных [уравнение ( 6 )] и расчетных значений ВПС муки установили, что и составляет 4-7%. Этот диапазон можно пояснить воздействием на белковый и крахмальный комплексы гидролитических и окислительных ферментов, а также продуктов метаболизма бродильной микрофлоры. Следовательно, в уравнение (6) следует ввести поправку на вязкость полуфабриката в среднем, которая обусловлена вышеуказанными факторами, т.е. ВПС муки имеет вид:

W=1,4Б+0,3 8Уп-[ 1,6wM+0,045y„(wM+B)]+57,3 (5)

w=w5+aw.

(6)

W = W5 +AW, + AW2)

(7)

Уравнение ( 7 ) можно (при первом приближении) считать математической моделью коллоидных процессов, протекающих при созревании полуфабрикатов. Программную реализацию математической модели ВПС муки, можно осуществить в среде Delphi. Это позволит прогнозировать реологические свойства полуфабриката в зависимости от качественных характеристик используемой муки. Моделирование ферментативных процессов и их программная реализация.

Моделирование ферментативных процессов основано на знании кинетики и механизмов их протекания в хлебопекарных полуфабрикатах. Ферментативный гидролиз благодаря разнообразию и специфичности действия ферментов на полуфабрикаты по существу определяет протекание процессов набухания, растворения, пептиза-ции, размножения и метаболизма микрофлоры.

Согласно имеющейся в литературе информации на данный период ферментативные процессы, протекающие в хлебопекарных полуфабрикатах не формализованы.

Нами предлагается нижеследующий вариант решения этой задачи.

Представляют теоретический и практический интерес исследование окислительно-восстановительных реакций, как следствия воздействия ферментативного комплекса (ферменты муки, бродильной микрофлоры и введенные ферментные препараты) на процесс созревания полуфабриката по энергетической характеристике, т.е. по величине окислительно-восстановительного потенциала (ОВП).

Термин ОВП означает, что потенциал увеличивается с ростом окислительных структур в полуфабрикатах, а уменьшается ОВП с ростом восстановительных структур, т.е. определяет интенсивность протекания окислительно-восстановительных преобразований в полуфабрикатах, а также определяет работу ферментативного комплекса в них. При достижении динамического равновесия между окисленными и восстановленными формами структурных соединений в полуфабрикатах, переход электронов с одной формы на другую стабилизируется и соответственно стабилизируется ОВП, который определяет оптимальную степень готовность полуфабрикатов (43,45, 66).

В производственных условиях (хлебозавод N22, г. Москва) провели исследование биохимических процессов при созревании полуфабриката (теста) с целью разработки математической модели этого процесса. С помощью потенциометрических электродных систем осуществили измерение величин рН, а вязко-

сти по стандартной методике (Дш"шарика" теста) при брожении полуфабриката. Тесто готовили из пшеничной муки I сорта (средней

«силы»), воды, поваренной соли и прессованных дрожжей с маль-тазной активностью 105 мин (штамм S.cerevisiae) при производстве хлебобулочного изделия (батоны нарезные, массой 400 г.).

Автолиз и брожение теста осуществлялось при 32°С в течение 2-х часов.

В первой серии исследовали автолиз теста влажностью 48,5±0,3%, приготовленного из муки и воды. Во второй серии - автолиз теста влажностью 48,5±0,2%, приготовленного из муки, воды и соли (1,0% к весу муки). В третьей серии исследовали брожение теста влажностью 48,5±0,3%, приготовленного из муки, воды, соли и прессованных дрожжей (1,5% к весу муки). Все серии провели с 12-кратной повторностью. Результаты исследований обработали на ЭВМ с помощью программного пакета Mathcad и получили регрессионные модели биохимических процессов (преобразований) протекающих в тесте.

1. При автолизе теста, приготовленного из муки и воды, математическая модель имеет вид:

ОВП (-О2) = -256,3 + 503,5 ехр(-0,014т); ОВП (+02) = 90+194 ехр(-0,014х); pH = 6,07 - 0,28 ехр(-0,01 т); Дш = 76,3 - 23,97 ехр(-0,019 т). (9) Параметры изменялись в указанных интервалах (граничные условия), т.е. работа биохимической системы составляет: 0ВП(-02) = 213 мВ (начальное) и - 310 мВ (конечное), т.е. ДА=520 мВ;

ОВП (+02) = 223 мВ (начальное) и 90 мВ (конечное), т.е. ДА=133мВ;

Дш = 55 мм (начальное) и 75 мм (конечное), при pH = 6,0 2.

2. При автолизе теста, приготовленного из муки, воды и соли, математическая модель имеет вид:

0ВП(-02) =-217,3+653,Зехр(-0,016т);0вп(+02) = 25+253ехр(-0,025т); pH = 5,96-0,18ехр(-0,05т); Дл = 67,3-12,Зехр(-0,018т). (10) Параметры изменялись в указанных интервалах (граничные условия), т.е. работа биохимической системы составляет:

ОВП (-02) =210 мВ (начальное) и - 223 мВ (конечное), т.е. ДА=433 мВ;

ОВП (+02) = 220 мВ (начальное) и 30 мВ (конечное), т.е. Д=190 мВ; Дш = 55 мм (начальное) и 66 мм (конечное), при pH = 6,0.

3. При брожении теста, приготовленного из муки, воды, соли и прессованных дрожжей, математическая модель имеет вид:

0ВП(-02) =-61,3+262,7ехр(-0,036 т); ОВП(+С>2) = 80,0+231,0 ехр(-0,05т); pH = 5,59+0,47 ехр(-0.025 т); Дш = 69,2-14,1 ехр(-0,022т). (11) Параметры изменялись в указанных интервалах (граничные условия), т. е. работа биохимической системы составляет:

ОВП (-02) = 210 MB (начальное) и - 60 мВ (конечное), т.е. ДА =270мВ; ОВП (+02) = 220 мВ (начальное) и 90 мВ (конечное), т.е. ДА = 130мВ; Д = 55 мм (начальное) и 69 мм (конечное); рН = изменилось от 6,0 до 5,6.

Проверка моделей на адекватность производилась по разработанным алгоритмам на ЭВМ. Результаты сравнения расчетных и экспериментальных данных показали, что разность их не превышает по величинам ОВП - 7%, Дш - 5%, рН - 5%.

Математическая модель (11) биохимических процессов, протекающих в тесте, является более "сильной" (точной), чем модели (9) и (10), так как в ней учтено влияние ингибитора (соли), ферментов дрожжевой микрофлоры и продуктов метаболизма их.

По средним значениям измерений показателей построена динамика процесса созревания теста (рис.4).

Анализ динамики процесса брожения теста показал, что динамическое равновесное состояние процесса созревания полуфабриката наступает после 90 мин и величина ОВП (-О2) при этом составляет минус 60 ±2 мВ, что определяет оптимальную готовность его. Это подтверждают показатели качества теста (максимальная подъемная сила, бродильная активность, кислотность, активность дрожжей и МКБ, газообразование) см. рис. 4.

30 во 90 150 (мн

Рис. 4. Динамика процесса созревания теста

Предложенные математические модели процессов брожения позволяют прогнозировать биохимические процессы, протекаю-

щие при автолизе и брожении полуфабрикатов. Это экспериментально подтверждают оптимальные режимы протекания процессов и качественные показатели их при созревания полуфабриката (теста).

Моделирование микробиологических процессов и их программная реализация.

Основными процессами микробиологических преобразований в хлебопекарном полуфабрикате являются кислотонакопление, накопление спирта, являющиеся источником формирования вкуса и аромата изделия.

По имеющейся информации и проведенным исследованиям математическая модель, описывающая процесс кислотонакопления при наличии в полуфабрикатах дрожжей и МКБ, имеет вид:

ЗрН дх

(12)

где рН - величина активной кислотности в полуфабрикате; - количество (концентрация) дрожжевых клеток; - количество (концентрация) МКБ; а0 - коэффициент, учитывающий начальную кислотность полуфабриката; Ь0 - коэффициент, учитывающий температуру брожения полуфабриката. Динамику роста дрожжей и МКБ можно записать уравнением:

(13)

где е - относительная скорость роста микроорганизмов, зависящая от количества питательных веществ и кислотности полуфабриката. Решением уравнения (13) является экспонента.

В соответствии с уравнением (12) динамику роста дрожжей и МКБ для этого случая (при симбиозе) можно записать системой уравнений:

(14)

где СПб - скорость (активность) роста МКБ; уд - коэффициент, учитывающий положительное влияние МКБ на развитие дрожжей; ад -скорость (активность) роста дрожжей; - коэффициент, учитывающий положительное влияние дрожжей на развитие МКБ.

Реализовать эти модели можно в среде Delphi, но при этом следует уточнить значения коэффициентов Уб и уд.

Согласно ГОСТ 5670-51 "Хлеб и хлебобулочные изделия. Методы определения кислотности", следует отметить, что в настоящее время контроль кислотности осуществляется колориметрическим методом (титрование навески продукта) в градусах Неймана (°Н). Данный метод субъективен, длителен и не поддается автоматизации.

Известно, что объективно можно оценить кислый вкус пищевого продукта активной кислотностью, т.е. величиной рН.

В производственных условиях проведены исследования по определению корреляционной и регрессионной зависимости между титруемой кислотностью в градусах °Н (град) и величиной рН (ед. рН) при производстве ржано-пшеничного хлеба (безопарным способом).

Жидкую ржаную закваску, влажностью 85,0±0,5% готовили из смеси муки (50% ржаной обдирной и 50% ржано-пшеничной) по Мытищинской схеме с применением осахаренной заварки по стандартной методике.

Было проведено 25 опытов. В каждом опыте производилось от 10 до 15 измерений: титруемой кислотности по стандартной методике, величины рН с помощью электродной системы на рН-метре, летучих кислот полумикрометодом ВНИИХП, БА по методу Елецкого, ПС методом "всплывания шарика теста", ГО по методу Островского, содержание спирта методом Мартена, размножение дрожжей и МКБ по методу Бургвица и влажности по стандартной методике.

Жидкую ржаную закваску анализировали сразу после освежения и далее через 1,2,3 и 4 часа брожения. По средним значениям результатов исследования построены кривые изменения динамики процесса созревания ржаной закваски (рис.5).

Полученные результаты экспериментов обработали с помощью программного пакета Mathcad на ЭВМ. Анализ этих данных показал, что оптимальная готовность ржаной закваски наступает после 2,45 часа брожения, что подтверждают показателями качества закваски (ПС, БА, ГО) и активность дрожжей и МКБ. При этом величина рН составляет 3,57-3,53, что соответствует 11,0-11,5 град. Выявлена тесная взаимосвязь между величинами титруемой кислотности и рН, при этом коэффициент корреляции R=- 0,97 и коэффициент регрессии Крн = 0,09. На основании анализа экспериментальных данных и графической взаимосвязи этих величин составили уравнение регрессии, которое имеет вид:

рНтек = рН0 - КрН ( Н - 4,0), где рН0 = 4,20 и КрН = 0,09. (15)

Рис. 5. Динамика созревания ржаной закваски

С помощью уравнения (15) составили таблицу пересчета величин титруемой (в град) и активной кислотности (ед. рН), таблица 3. Относительная погрешность пересчета этих величин составляет 0,2%.

Проведено исследование процесса брожения теста при 18-кратной повторности опытов. В каждом опыте производились измерения величины рН с помощью электродной системой на рН-метре, титруемой кислотности, БА, ПС, объема спирта, количества МКБ и дрожжевых клеток по стандартным методикам. По средним значениям результатов исследования построены кривые изменения динамики процесса созревания теста, рис.6. Полученные экспериментальные данные обработали с помощью программного пакета МаШсаё на ЭВМ.

Анализ этих данных показал, что оптимальная готовность теста наступает через 90 минут брожения, что подтверждается показателями качества теста (ПС, БА, объем спирта) и активностью дрожжей и МКБ (рис.6). При этом величина рН составляет 4,64 +4,60, что соответствует титруемой кислотности 9,0+9,5 град. Выявлено, что между величинами рН и титруемой кислотностью имеет место тесная взаимосвязь, при этом коэффициент корреляции Ы=-0,95, а коэффициент регрессии Крн=0,08. Уравнение регрессии между этими величинами имеет вид:

рНтек=рН0- КрН( "Н - 5,0), где РН0= 4,96; КрН = 0,08. (16)

С помощью уравнения (16) составили таблицу пересчета величин титруемой (град) и активной кислотности (ед. рН), таблица 4. Относительная погрешность пересчета этих величин составляет 0,11%.

Выпечка ржано-пшеничного хлеба производилась на расстойно-печном агрегате ХПА-40, Продолжительность рас-стойки 40 мин, время выпечки 54 мин при t = 250°С.

Таблица 3

Взаимосвязь величин рН и °Н

Величина титруе- Величина активной

мой кислотности, кислотности, рН

град

4,0 4,20

5,0 4,11

6,0 4,02

7,0 3,93

8,0 3,84

9,0 3,75

10,0 3,66

11,0 3,57

12,0 3,48

13,0 3,39

14,0 3,30

К " град РН" •я ПС" мни 6»" ил С 1 % ДР" 1СГ(¥ МКБ" «'(г ОВП- мв млПООг - ---- ----1 1

150- 40- 50- 14- 20- 100- 1000- 200- 100 - . 08Л(-0) ГО_! и 1

/ БА

130- 42- 40- 12- 1 8- 80- 800- 13)- 80-

Ч^С \ /

110 4 4- 30- 10- 1 6- 60- 600- 50- 60- --- -—"Ш \ |

90- 46- 20- 8- 1 4 40- 400- 0 - 40- 1 1

70 48- 10- 6- 1 2- 20- 200- -60- го ■ -л/^^^г-----1---

РН г !

5,0 5,9 0 4 1,0 0 0 -100 0 1

О 30 60 90 120 мК

Рис.6. Динамика процесса брожения теста

Проведено 152 измерения величин титруемой и активной кислотности хлеба. Величину титруемой кислотности определяли по стандартной методике, а величину рН путем размещения электродной системы в мякише хлеба на рН-метре.

Результаты измерений обработали с помощью программного пакета Mathcad на ЭВМ. Выявлена тесная взаимосвязь между величинами титруемой и активной кислотностью, при этом R=- 0,932, а коэффициент регрессии Крн = 0,105. Уравнение регрессии между этими величинами имеет вид:

Таблица 4

Взаимосвязь величин pH и °Н

Величина титруемой Величина активной

кислотности, град кислотности, pH

5,0 4,96

6,0 4,88

7,0 4,80

8,0 4,72

9,0 4,64

10,0 4,56

11,0 4,48

12,0 4,40

13,0 4,32

14,0 4,24

15,0 4,16

рНтек= рН0 - КрН (Н - 6,0), где РН0 = 4,74; Кр„ = 0,105. (17)

С помощью уравнения (17) составили таблицу пересчета величин титруемой (град) и активной кислотности (ед. рН), таблица 5. Относительная погрешность пересчета этих величин составляет 0,12%.

Согласно результатам исследования процесса выпечки ржано-пшеничного хлеба, можно считать, что оптимальная готовность хлеба имеет место при рН = 4,52-^4,47, что соответствует 8,0-^8,5 град. Это подтверждают показатели качества ржано-пшеничного хлеба (пористость, влажность, удельный объем и внешний вид).

Анализ результатов исследования и их обработка на ЭВМ с помощью программного пакета Mathcad показывают, что при производстве ржано-пшеничного хлеба стандартного качества, приятного вкуса и аромата, это подтверждают показатели качества исследуемых сред, контроль кислотности по величине pH следует осуществлять в интервалах: жидкая ржаная закваска - 3,57"="3,53; тесто - 4,64-^-4,60; хлеб - 4,52-^4,47.

Предложенная методология исследования процесса кислотона-копления при производстве хлебобулочных изделий характерна для любого ассортимента этих изделий.

Для подтверждения ее достоверности в производственных условиях провели исследование процесса кислотонакопления при производстве хлеба сорта "Орловский". Опыты проводились в 12-кратной повторности. Результаты исследования обработали с помощью программного пакета Mathcad на ЭВМ.

Таблица 5

Взаимосвязь величин pH и °Н

Величина титруемой Величина активной

кислотности, град. кислотности, pH

6,0 4,74

7,0 4,635

8,0 4,52

9,0 4,415

10,0 4,31

11,0 4,205

12,0 4,10

Ржаная жидкая закваска, влажностью 85±0,5% готовилась из смеси муки (50% ржаной обдирной + 50% ржа-но-пшеничной) по Мытищинской схеме с применением осахаренной заварки по стандартной методике. Оптимальное время брожения - 2,45 часа при t = 30±0,5°С, а величина pH = 3,79+3,74, что соответствует 9,0+9,5 град. Выявлена тесная взаимосвязь между величинами титруемой и активной кислотности, при этом R =- 0,98; КрН = 0,105; рН0=4,314; С = 4,0.

Тесто готовили из смеси муки (70% ржаной обдирной + 30% пшеничной 2 сорта), влажностью 48,5±0,3 % по стандартной методике. Брожение осуществлялось на агрегате ХТР, оптимальное время брожения - 1,5 часа, t=31±0,5°C, при этом величина pH = 4,67-5-4,61, что соответствует 8,0+8,5 град. Выявлена тесная взаимосвязь между величинами титруемой и активной кислотности, при этом R=-0,951; Крн=0,12; рНо=5,03; С=5,0.

Выпечка хлеба сорта "Орловский" производилась на расстойно-печном агрегате ХПА-40, время выпечки - 54 мин. при t=250°C, величина рН=4,47+4,41, что соответствует 8,0+8,5 град, Выявлена тесная взаимосвязь величин титруемой и активной кислотности, при этом R = -0,939; КрН = 0,13; рН0 = 4,73; С = 6,0.

Анализ результатов исследования и обработка их на ЭВМ с помощью программного пакета Mathcad показывают, что при производстве хлеба сорта "Орловский" стандартного качества, приятного вкуса и аромата, это подтверждают показатели качества исследуемых сред, контроль кислотности по величине рН следует осуществлять в интервалах: жидкая ржаная закваска - 3,79+3,74; тесто - 4,67+4,61; хлеб - 4,47+4,41.

Уравнение регрессии в общем виде для пересчета величин титруемой (град) и активной кислотности (ед. pH) имеет вид:

Нтск=рН0-КрН -(°Н-С), (18)

где рН0 - начало шкалы пересчета в ед. pH; КрН - коэффициент регрессии; С - начало шкалы пересчета в град.

Потенциометрический метод контроля кислотности по величине рН позволяет объективно и оперативно осуществить мониторинг кислотности при производстве хлебобулочных изделий. Он обеспечивает получение этих изделий стандартного качества, приятного вкуса и аромата.

Моделирование процесса накопления спирта в полуфабрикатах - задача со значительной неопределенностью и пока не решена в технологии хлебопечения.

Регрессионная модель качества хлебобулочных изделий и ее реализация.

Под качеством пищевого продукта, в частности хлебобулочных изделий, понимают совокупность биологических, пищевых и технологических свойств и признаков, определяющих пригодность их к потреблению. Методология формирования и оценка качества хлебобулочных изделий представлена на рис.7.

Рис. 7. Методология формирования качества хлебобулочного изделия

Используя статистические методы и некоторые положения ква-лиметрии, можно сформулировать зависимость для количественного определения критерия эффективности Рк системы хлебопекарного производства - оптимальное качество хлебобулочных изделий, которое имеет вид:

» я п

Рк—тах К=/(Ма£ ма1ка1+М„ ^ мыкь,+Мс £ мс,кс,+М11 £ м^,), (19)

<=м

/=)И4

где 1, р, g, n-свойства, характеризующие качество хлебобулочных изделий; Mj - коэффициент весомости i-ro относительного показателя качества продукции, его интервал 0 < Hlj < 1; kj - относительный i-ый показатель качества изделия.

По результатам опроса 18 специалистов (метод экспертных оценок), проведенного на хлебозаводе N 22 г. Москвы по форме анкеты значимых параметров качества хлебобулочного изделия с последующим анализом и математической обработкой результатов опроса (методом ранжирования, вычисления коэффициента конкорда-ции W по критерию х2 (хи-критерию)), определили, что при производстве формового хлеба сорта "Орловский" и батонов нарезных из пшеничной муки 1 сорта) наиболее значимыми параметрами, характеризующими качество хлебобулочных изделий, являются: пропе-ченность, кислотность, пористость, вкус и аромат, форма изделия, цвет корки, эластичность мякиша и влажность.

Для формового хлеба сорта "Орловский" обобщенный показатель качества К определяется суммой произведений единичных показателей и соответствующих им коэффициентов ведомостей:

К=0,29к, +0,15к2+0,1 Зк3+0,11М>, 1 0к5+0,10^+0,08^+0,041^, (20)

где - единичные показатели качества, которые соответственно

характеризуют пропеченность, вкус и аромат, кислотность, пористость, эластичность мякиша, цвет корки, форму изделия и влажность.

Предложенная математическая модель (в первом приближении) позволит прогнозировать качество хлебобулочного изделия на стадии созревания полуфабриката, именно на ней формируется изделие стандартного качества, приятного вкуса и аромата. Ее можно реализовать в среде Delphi.

Основные результаты и выводы диссертационной работы.

1. Аналитический обзор литературы показал необходимость исследования и моделирования процессов, протекающих при брожении (созревании) полуфабрикатов с целью оптимизации и совершенствования технологии производства хлебобулочных изделий.

2. Предложены (в первом приближении) математические модели коллоидных, биохимических и микробиологических процессов, протекающих при брожении (созревании) полуфабрикатов с целью оптимизации и прогнозирования готовности их для дальнейшей переработки, для этого:

предложена программная реализация моделей этих процессов;

рекомендовано использовать предложенные математические

модели коллоидных, биохимических и микробиологических

преобразований, для контроля оптимальной готовности полуфабрикатов по величине ОВП.

3. Выявлена тесная взаимосвязь величин титруемой (град °Н) и активной кислотности (ед. рН) и разработаны регрессионные модели этих величин, которые обеспечивают объективный и оперативный контроль кислотности по величине рН при производстве хлебобулочных изделий.

4. Предложены номиналы величины рН для двух сортов хлебобулочных изделий, которые обеспечат производство их стандартного качества.

5. Предложена методология и регрессионная модель (в первом приближении) формирования и оценки качества хлебобулочных изделий, на примере производства формового хлеба сорта "Орловский".

6. Предложен проект ГОСТа "Потенциометрический метод определения кислотности муки, полуфабрикатов и хлебобулочных изделий путем измерения величины рН".

7. Произведен расчет экономической эффективности при внедрении потенциометрического метода контроля кислотности хлебопекарных сред по величие рН.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Краснов А.Е., Злобин Л.А., Злобин Д.Л. Цифровые системы управления в пищевой промышленности. Учебное пособие (с грифом УМО). Издательство "Высшая школа" (план издания - II квартал 2005 г.). 408 с.

2. Краснов А.Е., Злобин Д.Л. Регрессионная модель процесса кислотонако-пления в хлебопекарном полуфабрикате и ее реализация. Ж. "Пищевая промышленность"№ 12, 2004 г, 8 с.

3. Краснов А Е., Злобин Д.Л. Рецептурная модель ферментативных процессов и ее реализация. Ж. "Хлебопечение России". N 1,2005 г, 5 с.

4. Краснов А.Е. Злобин Д.Л. Регрессионная модель биохимических процессов и ее реализация. Ж. "Хлебопечение России". N 2,2005 г, 5 с.

5. Краснов А.Е., Злобин Д.Л. Рецептурная модель коллоидных процессов и ее реализация. Ж."Хранение и переработка сельскохозяйственного сы-рья1^ 2,2005 г, 3 с.

6. Краснов А.Е. Злобин Д.Л. Разработка модели анализа и прогнозирования технологических процессов на основе метода затраты - выпуск. Доклад на научно-практической конференции МГТА, март-апрель 2003 г.

7. Краснов А.Е., Злобин Л.А., Злобин Д.Л. Цифровые системы управления в пищевой промышленности. Учебное пособие (гриф УМО), 408 с. Доклад на международной российско-итальянской научно-методической конференции "Роль государственных образовательных стандартов при реализации Болонской декларации", МГУ ТУ, 22-23 марта, 2005 г.

Лицензия № ЛР-№ 040830 от 17.07.97

Подписано в печать 30.03.2005 г. Формат 60x84 1/16

Печать офсетная Объем 1,5 п.л.

Бум. тип Тираж 80 экз. Заказ № 35

ООО «Полиграфсервис» 109316 Москва, ул. Талалихина, 26

/■

/MÉi&^C? * \ I »ВЕЛИ Wt « i í \ "M4 _/-

902

09 ЙЮН 2005

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор. 1.1. Имитационное моделирование - современный метод моделирования процессов пищевых производств.

1.1.2. Объекты моделирования.

1.1.3. Методология имитационного моделирования.

1.1.4. Структура моделей.

1.1.5. Анализ и синтез процесса моделирования.

1.1.6. Требования к хорошей модели.

1.1.7. Реализация задачи моделирования и документирование объекта.

Выводы к главе

Глава 2. Современный подход к вопросам моделирования процессов при брожении полуфабрикатов хлебопекарного производства.

2.1. Современное описание гетерогенных пищевых сред.

9 2.2. Хлебопекарная среда (система) как объект исследования.

2.2.1. Анализ структуры белкового комплекса.

2.2.2. Анализ структуры углеводного (крахмального) комплекса.

2.2.3. Анализ структуры липидного (жирового) комплекса.

2.3. Современные методы контроля качества хлебопекарных сред.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Программное обеспечение имитационного моделирования.

3.1. Существующее математическое программное обеспечение, его достоинства и недостатки (MathCad, Mathematica, Maple, Statistica).

3.2. Привлекательные средства разработки программного обеспечения для имитационного моделирования.

Выводы к главе 3 (выбор средств разработки).

Глава 4. Имитационное моделирование процессов при брожении полуфабрикатов хлебопекарного производства

4.1. Анализ и моделирование процесса производства хлебобулочных изделий

4.2. Анализ и моделирование процесса брожения хлебопекарных полуфабрикатов.

4.2.1. Моделирование коллоидных процессов и их программная реализация

4.2.2. Моделирование ферментативных процессов и их программная реализация

4.2.3.Моделирование микробиологических процессов и их программная реализация.

4.2.3.1. Исследование взаимосвязи величин титруемой и активной кислотности

4.2.3.2. Моделирование процесса накопления спирта.

4.3. Анализ и моделирование процесса расстойки тестовых заготовок.

4.4. Регрессионная модель качества хлебобулочных изделий.

Основные направления и актуальность исследований. Хлеб и хлебобулочные изделия являются традиционным продуктом питания человека.

Одной из современных тенденций развития хлебопекарной промышленности является производство конкурентоспособных хлебобулочных изделий с заданным химическим составом (по белку, углеводам, жирам, витаминам и т.д.), оптимальных по пищевой и энергетической ценности, экологически чистых и соответствующих стандартным нормам качества. Поэтому разработка новых и совершенствование существующих технологий производства хлебобулочных изделий является актуальной задачей.

В последнее время большое внимание уделяется технологическим процессам, в которых используется жизнедеятельность организмов, так называемые биотехнологические процессы.

В общем понимании биотехнология - это интегированное использование биохимии, микробиологии, молекулярной биологии и прикладных наук в исследовании технологических процессов.

Современным инструментом исследования процессов, протекающих при производстве хлебобулочных изделий заданного состава и свойств в современных условиях, является применение новых технологий и высокопроизводительного оборудования, средств оперативного контроля и соответствующего математического обеспечения этих производств.

Степень разработанности проблемы. Для моделирования технологий в реально существующих условиях производства следует учитывать: объективную информационную неопределенность, обусловленную нечеткостью характеристик сырья; отсутствие надежных и недорогих экспресс -анализаторов для определения качественных показателей в цикле "сырье -полуфабрикат - готовый продукт"; большую размерность технологических задач. Результаты нечеткого моделирования в условиях неопределенности описаны в работах Серебрякова А.В., Трефилова В.А.(масложировое производство); Митина В.В., Протопопова И.И., Рогова И.А., Липатова Н.Н.,

Красули О.Н., Краснова А.Е. (переработка мяса); Тужилкина В.И., Голь-денберга С.П (производство сахара); Zhang Q. (производство кондитерских изделий) и почти отсутствет информация по этому вопросу при производстве хлебобулочных изделий.

Таким образом, необходимость учета информационной неопределенности при моделировании технологических процессов производства хлебобулочных изделий является актуальной задачей, требующей изменений, как методологических подходов, так и инструментов (методов, алгоритмов, программ) при совершенствовании и разработке современных технологий этого производства. Решение этой задачи будет способствовать повышению качества хлебобулочных изделий.

Исходя из анализа изученной литературы, одним из основных научных направлений исследования современных технологий является моделирование - как инструмент формализации состояния объекта с помощью математического описания его. В частности - это моделирование технологии брожения (созревания) полуфабрикатов, а также прогнозирования оптимальной готовности их для дальнейшей переработки, так как именно на этом этапе формируется внешний вид, форма, структура, приятный вкус и аромат хлебобулочного изделия.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка математических моделей технологических процессов, протекающих при брожении полуфабрикатов хлебопекарного производства.

В соответствии с поставленной целью основными задачами исследования являются:

- разработка методологии и алгоритмов моделирования технологических процессов, протекающих при брожении полуфабрикатов, на основе стохастического имитационного моделирования;

- разработка моделей коллоидных, биохимических и микробиологических процессов (преобразований), протекающих при брожении полуфабрикатов и их реализация;

- использование предложенных моделей (коллоидных, биохимических и микробиологических процессов) для совершенствования методов контроля качества полуфабрикатов хлебопекарного производства.

Научная новизна.

В диссертационном исследовании впервые автором получены следующие научные результаты:

- предложены (в первом приближении) математические модели процессов (коллоидных, биохимических и микробиологических), протекающих при брожении полуфабрикатов хлебопекарного производства;

- обосновано использование моделей коллоидных, биохимических, и микробиологических процессов для совершенствования метода контроля качества полуфабрикатов и хлебобулочных изделий;

- предложена методология формирования критерия качества хлебобулочных изделий и регрессионная модель хлеба сорта "Орловский".

Практическая значимость разработок, полученных лично автором:

- предложен метод контроля оптимальной готовности полуфабрикатов по величине ОВП;

- выявлена тесная корреляционная взаимосвязь величин титруемой (град °Н) и активной кислотности (ед. рН) и разработаны регрессионные модели взаимосвязи этих величин при производстве 2-х сортов хлебобулочных изделий;

- определены номиналы величины рН этих сортов хлебобулочных изделий, которые обеспечивают производство продукции стандартного качества.

- предложен проект ГОСТа и произведен расчет экономической эффективности внедрения потенциометрического метода контроля кислотности хлебопекарных сред по величине рН.

Реализация результатов диссертационного исследования.

Разработанные математические модели биотехнологических процессов основных составляющих комплексов дисперсных систем пищевых продуктов использованы в рамках проводимого в 2003 - 2004 г. международного проекта "Разработка принципов управления качеством пищевых продуктов с использованием информационных технологий", раздел "Информационные технологии моделирования гетерогенных рецептурных смесей с дисперсными фазами"( Госконтракт № 43.700.11.003).

Практические результаты работы реализованы в ряде хоздоговорных НИР, выполненных с участием автора диссертации в рамках инициативных тем МГТА.

Результаты проведенных исследований использовались при написании учебного пособия (с грифом УМО) " Цифровые системы управления в пищевой промышленности". Издательство "Высшая школа" (план издания -II квартал 20005 г.), 408 с.

Апробация работы.

Апробация работы осуществлена на ЗАО ИПП в декабре 2004 г. Представлен акт внедрения и расчет экономической эффективности потенцио-метрического метода контроля кислотности муки по величине рН (см. Приложение 7).

Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на нижеследующих конференциях:

Краснов А.Е., Злобин Д.Л. Разработка модели анализа и прогнозирования технологических процессов на основе метода "затраты - выпуск". Доклад на научно-практической конференции МГТА, март-апрель 2003 г.;

Краснов А.Е., Злобин Л.А., Злобин Д.Л. Цифровые системы управления в пищевой промышленности. Учебное пособие (гриф УМО), 408 с. Доклад на международной российско-итальянской научно-методической конференции "Роль государственных образовательных стандартов в условиях реализации Болонской декларации", 22-23 марта 2005 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 1 учебное пособие с грифом УМО ( в соавторстве).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения , 4 глав, выводов, списка литературы, включающей 154 наименований (из них 38 иностранных) и 7 приложений. Работа изложена на 121 страницах машинописного текста, содержит 5 таблиц и 12 рисунков.

Основные результаты и выводы диссертационной работы.

1. Аналитический обзор показал необходимость исследования и моделирования процессов, протекающих при брожении (созревании) полуфабрикатов с целью оптимизации и совершенствования технологии производства хлебобулочных изделий.

2. Предложены (в первом приближении) математические модели коллоидных, биохимических и микробиологических процессов, протекающих при брожении (созревании) полуфабрикатов с целью оптимизации и прогнозирования готовности их для дальнейшей переработки, для этого:

- предложена программная реализация моделей этих процессов;

- рекомендовано использовать предложенные математические модели коллоидных, биохимических и микробиологических преобразований, для контроля оптимальной готовности полуфабрикатов по величине ОВП.

3. Выявлена тесная взаимосвязь величин титруемой (град °Н) и активной кислотности (ед. рН) и разработаны регрессионные модели этих величин, которые обеспечат объективный и оперативный контроль кислотности по величине рН при производстве хлебобулочных изделий.

4. Предложены номиналы величины рН для 2-х сортов хлебобулочных изделий, которые обеспечат производство их стандартного качества.

5. Предложена методология и регрессионная модель (в первом приближении) формирования и оценки качества хлебобулочных изделий, на примере производства формового хлеба сорта "Орловский".

6. Предложен проект ГОСТа "Потенциометрический метод определения кислотности муки, полуфабрикатов и хлебобулочных изделий путем измерения величины рН" (см. Приложение 5).

7. Произведен расчет экономической эффективности при внедрении по-тенциометрического метода контроля кислотности хлебопекарных сред по величие рН (см. Приложение 6).

1. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984г. -414с.

2. Авраменко В.Н., Есельсон М.П. Спектральный анализ в пищевой промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1979 г., 182 с.

3. Алишмарин И.П., Петриков М.Н. Об изменении рН в малых объемах растворов. «Аналитическая химия», 1968, т.23, вып. 7. стр 142.

4. Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. М.: Колос, 2001 г., 376 с.

5. Appareil polonais de mesure automatigue des ions pH. "Industries alimentaires et Agricoles", 1968, v. 85, 10, pp.1323.

6. Bayfield E.C., Iannier G.Z. Ionng W.W.Flong brew stuies IV. The importance of corsect pH. "Baker's Didest", 1963, v.37, 2, pp5.

7. Brews E., Spicher G., Boiling H., Zur Standardisierung der Sauregradbestimmung bei Brot. "Brot und Geback", 1963, Bd.17, N 6, 115.

8. Бабков E.B. Прикладные задачи имитационного моделирования. Учебное пособие. Уфимский гос. авиац. техн. университет Уфа, 1997. -176 с.

9. Батунер Л.М., Позин М.В. Статистические методы в химической технике. М.: Химия, 1960 г., 639 с.

10. Ю.Березкин В.Т. Методы спутники в газовой хромотографии. М.: 1977 г, 198 с.

11. П.Бейтс Р.Г. Определение рН. Теория и практика. Перевод с английского. Л. «Химия», Ленинградское отделение, 1968.

12. Бобренёва И.В., Николаева С.В.Прогнозирование технологических режимов экструзионной обработки лечебно-профилактических продуктов // Мясная индустрия. 2002. № 5. С. 28 30.

13. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии. М.:Химия, 1969 г, 586 с.

14. Бражников A.M. К вопросу об оценке качества продуктов. Известия вузов. Пищевая технология, 1971, №1, с. 153-155

15. Бриллиантов Н.В., Ревокатов О.П. Молекулярная динамика неупорядоченных сред : Учебное пособие. М.: Изд-во Московского Университета, 1996 г, 160 с.

16. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука. 1978 г.

17. Бусленко Н.П. Математическое моделирование производственных процессов на цифровых вычислительных машинах, М.: Наука. М.: Наука. 1964 г.

18. Васин М.И., Пучкова Л.И., Петров И.К. Пути автоматизации измерения качества хлеба и свойств его полуфабрикатов. М/.ЦНИИТЭИ Пищепром, 1981 г, 31 с.

19. Гинзбург А.Г. Новые приборы технохимического контроля в хлебопекарной промышленности. М.: ЦНИИТЭИ Пищепром, 1974 г,38с.

20. Гличев А.В. Управление качеством продукции и задачи квалимет-рии. И.С., Стандарты и качество. 1971, № 6. с. 56-59

21. Горошенко М.К., Злобин JI.A. Методы и приборы для определения активной кислотности полуфабриката и хлеба. М.:ЦНИИТЭИ Пищепром, 1972 г, 30 с.

22. Гоцкий С.П. Датчик для измерения рН с непрерывной очисткой измерительного электрода. «Сахарная промышленность», № 3,1972г.

23. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. М.: Пищевая промышленность, 1979 г., 198 с.

24. Grenn G.C., Schwarue I.W. Cilmour Marion. Automatic electrade Selection device for monitoring pH. "Bioteshnol and Bioeng", 1969, V.II, N5, pp 1027-1032.

25. Дорецкий C.H., Егоров А.Ф., Дорецкий Д.С. Компьютерное моделирование и оптимизация технологических процессов и оборудования. Учебное пособие. Тамбов. Изд-во Тамбовского гос.техн. университета, 2003. 224 с.

26. Добровидов А.В., Кошкин Г.М. Непараметрическое оценивание сигналов. М.: Наука. Физматлит, 1997 г, 336 с.

27. Долженко А.И. Имитационное моделирование систем. Учебное пособие/ БрИИ-Братск, 1995, 95 с.

28. Демиденко Н.Д. Моделирование и оптимальное управление сложными химико-технологическими процессами: Автореферат на соискание ученой степени д.т.н.: 05.13.14.-Красноярск, 1993, 35с.

29. Дорохина Ю.Н. Корреляция между плотностью и пористостью некоторых пищевых продуктов. Известия вузов. Пищевая технология, 1975, №6, с. 146.

30. D6fner Н.Н. Fehlermoglichkeiten bei der Bestimmung von pH-Wert und Sauregrad in Teigen und Brot. "Brotinustrie", 1972, N15, 18, 312.3 l.Dofrner H.H. Der pH-Wert undd seine Bedeutung in der Backerei 4, 157, 19, 1971. "Industriebackneister".

31. Drews E., Spicher G., Boiling H. Fur standarclisterung der Sauregrand-bestimming ber Brot. "Brot und Geback", 1963, Bd. 17, N 6,115.

32. Евтихеев H.H., Евтихеева О.А., Компанец И.Н., Краснов А.Е., Куль-чин Ю.Н., Одиноков С.Б., Ринкевичус Б.С. Информационная оптика: Учебное пособие: Под ред. Евтихеева Н.Н., М.: Изд-во МЭИ, 2000 г., 612 с.

33. Zuddekl G. Uber die Aussagekraft von Saurgrad undd pH-Wert in der Betriebskontrolie der Buckerei. "Backer und Konditer", 1965, Bd. 13(19), N6, 171C35.3адорожный B.H. Имитационное моделирование. Учебное пособие. Омск: Омский университет, 1999. 151 с.

34. Информация от компании SoftLine(http://www.softline.ru/)

35. Информация от компании Wolfram Reseache Incorporated(WRI)

36. Информация от компании Waterloo Maple Inc.

37. Информация от компании MathSoft Inc.

38. Информация от компании Inprise Inc.

39. Информация от компании Microsoft Cor.

40. Информация от компании Компания StatSoft Russia. (http://www.statsoft.ru/)

41. Казанская Л.Н., Васильева А.И., Афанасьева О.В. О методах изучения микрофлоры закасок. «Хлебопекарная и кондитерская промышленность», №1, 1972, с. 19-23

42. Казанская JI.H., Синявская Н.Д. Исследование процесса накопления кислотности в пшеничных полуфабрикатах и готовой продукции «ЦНИИТЭИПищепром». М., 1971, 27 с.

43. Казанская Л.Н., Лопашева Е.В. и др. Перспективы применения рН-метрии для контроля кислотности полуфабрикатов и хлеба. «ЦНИИТЭИПищепром». М., 1973, 24 с.

44. Кантаре В.М., Кулаков М.В. Многопредельный прибор для измерения рН и окислительных потенциалов. «Приборостроение», № 4, 1967, с. 39-42

45. Каталог изделий фирмы «Radiometer» /Дания/, 1972 г.

46. Каталог изделий Гомельского ЗИП 1960, 1967, 1972 гг.

47. Каталог изделий предприятия «Раделкис», /Венгрия/, 1972 г.

48. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1976 г., 464 с.

49. Козьмина Н.П. Биохимия хлебопечения. М: Пищевая промышленность, 1978 г, 277с.

50. Козьмина Н.П., Новокшонов Ю.И., Смирнов М.С. Математическое моделирования и прогнозирование хлебопекарных свойств пшеничной муки. М.:ЦНИИТЭИ Пищепром, 1973 г, 53 с.

51. Козьмина Н.П., Злобин Л.А. Оптимальные значения активной кислотности (рН) хлеба ржаного. «ЦНИИТЭИПищепром», вып.3,1974г.

52. Козлов Г.Ф., Остапчук Н.В., Щербатенко В.В. Системный анализ технологических процессов на предприятиях пищевой промышленности. Киев: Техника, 1977 г, 199с

53. Косой В.Д. Научные основы совершенствования и оптимизации процессов производства вареных колбас методами инженерной реологии. Автореферат дисс. д.т.н. М.: 1984 г., 42 с.

54. Кузьминский Р.В. Исследования по повышению пищевой ценности хлеба.Пшцевая и перерабатывающая промышленность,!985,№ 6,с.46

55. Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия: в 3-х т, /Пер. с англ. М.: Мир, 1984 г., 336с.

56. Кирюхин В.М. Имитационное моделирование сложных систем. Учебное пособие. М.: МИФИ, 1990 г. 60 с.

57. Краснов А.Е.,Красуля О.Н., Большаков О.В., Шленская Т.В. Информационные технологии пищевых производств в условиях неопределенности (системный анализ, управление и прогнозирование с элементами компьютерного моделирования). М.: ВНИИМП, 2001,496 с.

58. Краснов А.Е, Способ контроля состояний объектов. Авт. свид. № » 1368729,1988 г. Б.И. № 3.

59. Краснов А.Е., Красников С.А., Красуля О.Н. Патент РФ №2178562, I» 2001 г.

60. Краснов А.Е., Николаева С.В. Вычислительные проблемы разработки моделей многокомпонентных конденсированных сред // Труды международной конференции Параллельные вычисления и задачи управления. М.: Институт проблем управления, 2001,с. 3-32.

61. Краснов А.Е., Красуля О.Н., Красников С.А., Николаева С.В. Спектральная квалиметрия пищевого сырья и готовых продуктов. В сб.: «Пища. Экология. Человек». Доклады четвёртой международной научно-технической конференции. - М.: МГУПБ, 2001,с. 295 297.

62. Краснов А.Е., Бобренёва И.В., Николаева С.В., Красуля О.Н. Способ оптимизации рецептурной смеси. Положительное решение о выдаче патента по заявке № 2002108507 от 4.04.02, 22.04.02.

63. Краснов А.Е., Злобин JI.A., Злобин Д.Л. Цифровые системы управления в пищевой промышленности. Учебное пособие (с грифом УМО). Издательство «Высшая школа»(план издания II квартал 2005 г.). 408 с.

64. Краснов А.Е., Злобин Д.Л. Регрессионная модель процесса кислото-накопления в хлебопекарном полуфабрикате и ее реализация. Ж. "Пищевая промышленность"^ 12, 2004 г, 8 с.

65. Краснов А.Е., Злобин Д.Л. Рецептурная модель ферментативных процессов и ее реализация. Ж. "Хлебопечение России". N 1, 2005 г, 5 с.

66. Краснов А.Е. Злобин Д.Л. Регрессионная модель биохимических процессов и ее реализация. Ж. "Хлебопечение России". N 2, 2005 г, 5 с.

67. Краснов А.Е., Злобин Д.Л. Рецептурная модель коллоидных процессов и ее реализация. Ж."Хранение, производство и переработка сельскохозяйственного сырья".N 2, 2005 г, 3 с.

68. Краснов А.Е. Злобин Д.Л. Разработка модели анализа и прогнозирования технологических процессов на основе метода затраты выпуск. Доклад на научно-практической конференции МГТА, март-апрель 2003 г.

69. Kratz I., Die Glasselektrode und Jhre Anwedungen, Frankfurt en Mein, 1970.

70. Kriems P. Neue Moglichkeiten der Messung des Jahrzustandez bei Teigen und bei der Stuckgare durch Kontinuierliche pH-Wert und Viscositatkontrolle. Ber. 3-er Tagung, 98, 1967.

71. Куприянов E.M. Стандартизация и качество промышленной продукции. М.: Высшая школа, 1991 г. 303 с

72. Ладенко И.С., Полищук Ю.М. Адаптивное имитационное моделирование. Новосибирск. Препринт, 1990 г.

73. Лисовенко А.Т. Процессы выпечки и типовые режимы в современных хлебопекарных печах. М.: Пищевая промышленность, 1976 г, 212 с.

74. Литвинов В.В., Марьянович Т.П. Методы построения имитационных систем. Киев: Нучная думка, 1991 г, 120 с.

75. Liegel N. pH-Messungen an Apfelfruchten mittels einer Einstich-elektrode. Klosternenburg 1970, 20, N 5, c. 392.

76. Luddekl G. Uber die Aussagekraft von Sauregrad und pH-Wert in der Betriebskontrolle derBackerei. "Backer und Koditor", 1965. Bd. 13(19), N6, c. 171.

77. Логинова Л.Г., Головачева Р.С., Егорова Л.А. Жизнь микроорганизмов при высоких температурах. Изд-во АН СССР, 1966 г.

78. Майоров А.А. Математическое моделирование биотехнологических процессов производства сыров. Барнаул, 1999, 247 с.

79. Максимей Н.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. М.: 1988, 178 с.

80. ЮО.Матялис А.П. Математическое моделирование и оптимизация производственных и технологических процессов: Учебное пособие. Томск, 1999, 93 с.

81. Месарович М., Мако Д., Тахакара И. Теория иерархических многоуровневых систем: перевод с англ./под ред. И.Ф.Шафранова М.: Мир, 1973 г, 344 с.

82. Методические материалы по количественным методам оценки ка чества однородной продукции. Изд-во стандартов, 1975 г, 178 с.

83. Миркин Б. Групповой выбор и экстремальные задачи анализа качества продуктов. Новосибирск, 1974 г., 2003 с.

84. Митропольский А.К. Техника статических процессов на зернопе-рерабатывающих предприятиях. М.: Колос, 1974 г, 142 с.

85. Моик Л.Б. и др. Термо- и влагометрия пищевых продуктов. М.: Агропромиздат, 1988г., 303 с.

86. Моисеева А.И., Рыжиков Г.Г. Основы стандартизации и управле ния качеством продукции. М.: Колос, 1993 г, 301 с.

87. Николаева С.В. Методологические аспекты термодинамического подхода к синтезу моделей смесей // Информационные технологии, 2003, №4.

88. Никольский Б.П. Оксредметрия. JL: Химия, 1975 г., 303 с.

89. Никольский Б.П., Шульц М.М., Белюстин А.А. Стеклянный электрод и химическое строение стекол. Изд-во «Знание», М., 1971

90. Образовательный математический сайт http://www.exponenta.ru/

91. Остапчук Н.В. Оптимизация технологических процессов на зерно-перерабатывающих предприятиях. М.: Колос, 1974 г, 142 с.

92. Островская JI.H., Еникеева Н.Г., Купилова Е.И. Приготовление жидких заквасок по джамбульской схеме. «Хлебопекарная и кондитерская промышленность» № 6, 33, 1971.

93. Павловский Ю.Н. Имитационные модели и системы. Изд-во Фазис, Вычислительный центр РАН, 2000 г, 134 с.

94. Переносной иономер И-102. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Гомель, 1973.

95. Попов Р.Б. Кибернетические пути повышения поточности автома• тического анализа состава многокомпонентных веществ. Сб. статейпод ред. Б.Ф. Руденко. Киев: Техника, 1970 г., с 11 15.

96. Попадич И.А., Кащеева Г.И. и др. Изменение окислительно-восстановительного потенциала теста из пшеничной муки при брожении. «Хлебопекарная и кондитерская промышленность», № 8, 9, 1971 г.

97. Попадич И.А., Кащеева Г.М., Лысюк Ф.А. Маслова Л.Г. Влияние биохимических процессов при брожении теста на изменение окислительно-восстановительного потенциала. «Хлебопекарная и кондитерская промышленность», № 12, 14, 1971 г.

98. Проспекты фирмы «Васктап» /США/, 1968, 1970 гг.

99. Проспекты фирмы «Backman Instruments GMBH» /ФРГ/, 1968, 1970, 1972 гг.

100. Проспекты фирмы «PYE UNICAM» /Великобритания/, 1967, 1969,1970 гг.

101. Проспекты фирмы «WR PYE» /Великобритания/, 1971 г.

102. Проспекты фирмы «RIDAN» /Польша/, 1971 г.

103. Проспекты фирмы «ELECTROIMPEX» /Болгария/, 1971 г.

104. Пучкова Л.И., Злобин Л.А. Системный подход к исследованию технологических систем. Ж. Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1983 г, № 9, с 16-19.

105. Пучкова Л.И., Гришин А.С., Злобин Л.А. Системное исследование технологических процессов хлебобулочных изделий. М.: ЦНИИt ТЭИ Пищепром, 1983 г, 32 с.

106. Reed Gerald.pH in liguid ferments. "Backer's Didest, 1965, 39, N4, 32, 79."

107. Родионова Г.С., Бравичева Р.Н., Бокова В.Н. Влияние рН среды на-накопление биомассы дрожжей в процессе непрерывного культивирования на средах с Н-парафинами. «Микробиологическая промышленность», вып. 4., 1, 1971 г.

108. Румшинский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное пособие. Изд. «Наука» М., 1971 г.

109. Рыжиков Ю.И. Имитационное моделирование. Теория и технологии. СПб.: Корона принт. М.: Альтекс-А, 2004 г, 384 с.

110. Репославский В.В., Лисовенко А.Т., Михелев А.А. Рентгенографическое исследование пористости мякиша хлеба. Ж. Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1969 г, № 4, с 10-12.

111. SchwabaK.Z. pH-Mestechnik, 3, Au/lage. Teodor Schteinkop/, Dre-den, 1963 r.

112. Spiecher G.D. Sauregrad und pH-Wert als Qualitatsmerkmale. "Brot-industrie", N 7, 1971, 14, 282, 286, 290.

113. Салимов Д.Т. Моделирование и оптимизация ферментационных процессов с распределенными параметрами. Автореферат на соискание ученой степени к.т.н.: 05.13.01. -Ташкент, 1991. -21с.

114. Смирнов М.С., Цоронова Е.А., Лысенко В.И. Об аналитическом выражении температуры в центре теста-хлеба при выпечке. Ж. Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1984 г, № 3, с 29-31.

115. Солошенко М.М., Халамайзер М.Б., Сорокин Л.И. Автоматическая система контроля и управления некоторыми технологическими параметрами хлебопекарного производствами. М.: ЦНИИТЭИ-Пищепром, 1972 г, 18 с.

116. Тараканов К.В., Овчаров Л.А., Тырышкин А.Н. Аналитические методы исследования систем. М.: Советское радио, 1974 г, 240с.

117. Там Б.Г., Пуусепп М.Э., Таваст P.P. Анализ и моделирование производственных систем. М.: Финансы и Статистика, 1987 г., 240 с.

118. Ту Дж., Гонсалес Р. Принципы распознавания образов. М.: Мир, 1978 г, 411 с.

119. Харин Ю.С. и др. Имитационное и статистическое моделирование.

120. Учебное пособие.- Минск: Белгосуниверситет, 1992 г, 176 с.

121. Хлеб и хлебобулочные изделия. ГОСТ. М.: Стандарты, 1976 г, 234 с.

122. Химмельбрау Д. Анализ процессов статистическими методами: перевод с англ. Мир, 1973 г, 960 с.

123. Царев В.В. Математическое моделирование и оптимальное управление биохимическим процессом ферментации на примере производства кормовых дрожжей: Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н.: 05.13.07.-М.: 1992, 16 с.

124. Цветков В.Д. Системно-структурное моделирование и автоматиз-ция проектирования технологических процессов. Минск, 1979 г, 203 с.

125. Чижова К.Н. Белок клейковины и его преобразования в процессехлебопечения. М.:Пищевая промышленность, 1979 г., 135 с.

126. Чижова К.Н. Новое в технохимическом контроле хлебопекарной промышленности. «ЦНИИТЭИПищепром», М., 1972 г., 174 с.

127. Р. Шеннон. Имитационное моделирование систем: исккусство и наука. М.: Мир. 1978 г, 418 с.

128. Шульц М.М. и др. Электродные свойства и химическая природа стекла. Изд. «Химия» М: 1964 г., 328 с.

129. Щербатенко В.В. Регулирование технологических процессов производства хлеба и повышение его качества. М.: Пищевая промышленность, 1976 г., 230 с.

130. Щербатенко В.В., Патт В.А., Немцова З.С. и др. Контроль кислоности полуфабрикатов в хлебопечении путем измерения рН. «Хлебопекарная и кондитерская промышленность», № 1,4, 1971г.

131. Электроды и измерительные принадлежности рН. Исследовател-ский институт Майсберг при Техническом Университете г. Дрезден, 1996 г., 53 с.

132. Wutzel Н. "Brot und Geback", 1969, N5, s. 100-106.

133. Юхновский В.П. Исследование и разработка аппаратуры для измерения рН в промышленных и лабораторных условиях. М: 1989 г., 177 с.