автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и совершенствование технологического потока производства сухого гранулированного напитка на основе кукурузной муки

На правах рукописи

ЯКИМЧУК КОНСТАНТИН СЕРГЕЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПОТОКА ПРОИЗВОДСТВА СУХОГО ГРАНУЛИРОВАННОГО НАПИТКА НА ОСНОВЕ КУКУРУЗНОЙ МУКИ

Специальность: 05.18.12 — Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

з 1АР 2015 005560015

Кемерово - 2014

005560015

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» Министерства образования и науки РФ

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Попов Анатолий Михайлович

Официальные оппоненты: Лисин Пётр Александрович

доктор технических паук, профессор, ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет им. П.А.Столыпина», профессор кафедры «Кафедра продуктов питания и пищевой биотехнологии»

Карнадуд Олеся Сергеевна

кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачёва», начальник Организационного отдела

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Кемеровский государственный

сельскохозяйственный институт», г. Кемерово

Защита состоится «_» _ 2015 г. в _часов на заседании

диссертационного совета Д 212.089.02 при ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, г. Кемерово, Бульвар Строителей, 47. тел./факс 8(3842)39-68-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» и на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (www.kemtipp.ru)

С авторефератом можно ознакомиться на официальном сайте ВАК Минобрнауки РФ (http://vak.ed.gov.ru/ru/dissertation) и ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (mvw. кет tipp, rü)

Автореферат разослан «_»_201 _ г.

Ученый секретарь /df^ Попова

диссертационного совета Дина Геннадьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Согласно государственной политике России в области здорового питания было принято распоряжение Правительства РФ Xs 1873-р от 25.10.10 г. «Основы государственной политики РФ в области здорового питания населения на период до 2020 г.». Планируется наращивать производство пищевых продуктов. Поэтому необходимо разрабатывать новые виды продуктов питания на основе сырья растительного происхождения, в котором в большом количестве содержаться витамины и микроэлементы.

В настоящее время кукуруза и продукты её переработки широко применяются в рационе питания человека и благодаря питательным веществам удовлетворяют потребности человека. У кукурузы сбалансированный химический состав, высокое содержание растительного крахмала, благоприятный минеральный состав и высокое содержать витаминов группы В. Напитки, произведённые на основе кукурузного крахмала, нормализируют кровообращение, укрепляют сердечнососудистую систему, замедляют процессы старения.

Современные продукты, производимые в виде гранул, постепенно вытесняют сухие продукты, которые производятся в виде порошков. Эта тенденция наблюдается во многих странах. Увеличение доли безалкогольных напитков в рационе человека положительно сказывается на оздоровлении общества. Это связано с тем, что при расширении ассортимента напитков, снижает процент потребления спиртосодержащих напитков

В экономически развитых странах наблюдается рост производства безалкогольных напитков, включая гранулировшшые быстрорастворимые. Эти напитки получили широкое распространение в США, Японии, странах Европейского союза. Такие напитки удобны в употреблении, не требуют большой тары при транспортировке, обладают длительным сроком хранения.

Степепь разработанности темы исследовании. В настоящее время ассортимент комбинированных продуктов питания, композицио1шых материалов, полуфабрикатов, которые выпускаются пищевой, химической и другими отраслями промышленности имеет тенденцию к постоянному расширению. Разработке таких продуктов и совершенствованию технологий и технологических потоков их производства посвящены работы видных ученых, таких как академик Панфилов В.А., Попов A.M., Лисин П.А., Федоренко Б.Н. и др. Одним из основных составляющих в таких потоках является процесс смешивания сыпучих материалов (с добавками жидкости и без). Исследованиям в этой области посвящены работы, специальные монографии и фундаментальные труды ученых: Ахмадиева Ф.Г., Бакина И.А., Горбатова A.B., Генералова М.Б., Дерягина Б.В., Зайцева А.И., Иванца В.Н., Ива-нец Г.Е., Кафарова В.В., Макарова Ю.И., Федосенкова Б.А., и др.

Цель работы. Развитие технолопиеской системы процессов сухого гранулированного напитка на основе кукурузной муки

Задачи исследования. Проведение диагностики ведущих процессов быстрорастворимых гранулированных напитков на начальной и конечной стадии производства. Модернизация конструкции лопастного смесителя и совершенствование в нём описания процесса дозирования методом вейвлет-анализа для

повышения качества смешившшя компонентов быстрорастворимого гранулированного напитка. Проведение исследований технологических и структурно-механических свойств кукурузного крахмала и кукурузной муки с точки зрения их использования в производстве быстрорастворимого гранулированного напитка. Построение операторной модели технологии быстрорастворимого гранулированного напитка на основе кукурузного крахмала и кукурузной муки и оценка уровня её организации.

Научная новизна. Установлены закономерности организации технологического потока с модифицированным процессом смешивания, проведён их сравнительный анализ для производства напитка на основе кукурузной муки и кукурузного крахмала. Изучены физико-механические свойства кукурузного крахмала и кукурузной муки, а также их суспензий, необходимые при производстве быстрорастворимых гранулированных напитков. Выявлены рациональные конструктивные и технологические параметры смесителя, при которых возможно получение увлажнённых смесей заданного качества. Доказано, что применение метода вейвлет-анализа сигналов с дозаторов повышает точность дозирования компонентов, соответственно и качество смеси.

Практическая значимость. Предложена модернизированная конструкция центробежно-лопастного смесительного агрегата. Для повышения качества дозирования микропорционных составляющих применён метод вейвлет-анализа. Составлена рецептура быстрорастворимого гранулированного напитка на основе кукурузной муки. Скомпонована поточная линия производства быстрорастворимого гранулированного напитка на основе кукурузной муки.

Методология и методы исследования. При организации и проведении диссертационных исследований использовались общепринятые, стандартные и оригинальные методы в определении органолептических, физико-химических, реологических показателей, а также методы математического моделирования и статистической обработки результатов исследования.

Научные положения, выносимые на защиту:

- анализ технологии производства быстрорастворимых гранулированных напитков как системы процессов и диагностика и оценка их качества;

- оптимизация ведущего технологического процесса смешивания с дозаторами и обратной связи их управления;

- система процессов и система машин для получения быстрорастворимых гранулированных напитков с применением вейвлет-анализа сигналов для контроля процессов дозирования.

- машинно-аппаратурное оформление технологического потока по производству быстрорастворимых гранулированных напитков с применением вейвлет-обработки cm-налов со шнекового дозатора.

Степепь достоверности и апробация работы. Степень достоверности экспериментальных данных оценивали методами математической статистики и математического моделирования с привлечением современных программных средств Microsoft Office, Lab View. Основные результаты и положения работы были представлены и обсуждены на Международном научном форуме «Пищевые инновации и биотехнологии» (г. Кемерово, 2013); Международной конфе-

ренции студентов, аспирантов и молодых учёных «Пищевые продукты и здоровье человека» (г. Кемерово, 2012); Инновационном конвенте «Кузбасс: образование, наука, инновации» (г. Кемерово, 2013); IV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (г. Кемерово, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность и формулируется цель работы, приводится ее общая характеристика. Программа исследования показана на рисунке 1.

Рисунок 1 - Программа исследования

Наиболее полно охарактеризовать структурно-механические свойства продукта могут реологические кривые течения, которые описывают поведение системы при малых напряжениях сдвига и при больших значеших, которые в свою очередь полностью разрушают систему. Этот подход выявляет закономерности струкгурообразования гранул (косвенно - через дисперсный апализ) и дает возможность составлять рецептуры необходимые для производства качественного быстрорастворимого напитка.

На рисунке 2 изображена зависимость напряжения сдвига от скорости сдвига 4,5% суспензий крахмала кукурузного, 3,5 % суспензии модифицированного картофельного крахмала и 6,5 % кукурузной муки через 1300 с после приготовления суспензии при температуре 95-100 С0. Изменение напряжения сдвига у суспензии 4,5 % кукурузного крахмала по скорости сдвига происходит от 21,49 до 331,30 Па, а у 3,5 % суспензии модифицированного картофельного же крахмала напряжение сдвига изменяется от 31,7 до 486,21 Па. Также органолегггические показатели у суспензии 4.5 % кукурузного крахмала хуже: не устойчивая структура суспензии. Поэтому было решено использовать '5.5% кукурузную муку для достижения вязкости и орга-нолептических параметров, сопоставимых с параметрами суспензии картофельного крахмала.

Для правильного подбора оборудования и его технико-геометрических характеристик оказывающих влияние, как на процесс смешивания, так и в дальнейшем на структурообразование гранул и их растворение была выявлена дисперсность компонентов смеси, её истинная плотность и удельная поверхность (таблица 1). Помимо этого определены пористость гранул, коэффициенты внутреннего трения и трения гранул по различным поверхностям и угол естественного откоса.

Таблица ! Свойства дисперсных материалов

Материал ржгг, хг/м S-y-д, м-/кг 4 р. ттов, МКМ

Крах мал кукурузный 1610 53,65 84,0

_Сах арная пудра 1580 41,55 90,9

Протёртая выжимка из ягод черной смородины 850 139,24 43,6

Смесь для гранулирования 1450 39,52 99,8

В третьей главе проанализирована технологическая система производства быстрорастворимого гранулированного напитка на основе кукурузной муки и черной смородин ы.

500,00 450,00 400,00 ' 350,00 ; 300,00 250,00 200,00 . 150,00 100,00 50,00 0,00

mF1-..........

ЩГ'

6 9 16 27 49 81 155 243 437 Скорость сдвига, с"1

суспензия картофельного крахмала -■■-•-#"•■5.5% суспензия кукурузной муки

Рисунок 2 - Зависимости напряжений сдвига от скорости сдЕига модифицированного картофельного, кукурузной муки и кукурузного крахмала

а На рисунке 3 представлена

^ [■---^------------^----------------------------------------------------структурная схема производ-

| | ВЗ ] стна быстрорастворимого гра-' ! :----! нулированного напитка на ос____________.......~~1И '....... 13____нове кукурузной муки, постро-

—---1 В4 ? I В2 ------! 81 :—»52. енная в ходе проводимого ис-

[__: _________j ■ ____; '

__' II ; | следования. Выбранные кон......................!................................ | тролируемые параметры каж-

.»•суЦ-----------------——■ [--дой подсистемы внесены в таб-

Рисунок 3 — Структурная схема производства лицу 2.

быстрорастворимого гранулированного напитка На структурной схеме про-

на основе кукурузной муки сматривается поступающий по-

луфабрикат или сырье в подсистемы, а также продукт, выходящий из подсистем. Таким образом, представлены все связи внутри общей системы. Стабильность каждой подсистемы определялась за 8 часов (смену).

Таблица 2 - Контролируемые параметры подсистем производства быстрорастворимого гранулированного напитка

Подсистема Выход подсистемы Наименование контролируемого параметра (показателя качества) Размерность Нормативное значение Поле допуска, %

В1 сушка и упаковка массовая доля влаги % 5 ±2

В2 влажный граиулят кол-во гранул з диапазоне от 0,5 до Змм % 98 ~2

ВЗ концентрированный сок сухие вещества % 56 ±2

1 В4 жидкий витаминный премикс массовая доля премик-са % 0,5 ±0,1

1 В4 сахарная пудра количество пудры в диапазоне до 1 ООмкм % 95 ±4

1 В5 выжимка влажность выжимки % 56 ±2

В5' сок выход сока % 60 ±2

Уровень целостности технологической системы, состоящей из пяти подсистем и семи выходов подсистем В1, В2, ВЗ, В41, В42, В51 и В52 показанных на рисунке 3, определяется формулой (1):

^В51В51В41В42ВЗВ2В1 = УвЬ2 + ЛвБ1 + Т?В4г + ?7в42 + ЛВЗ/ВБ1 + (1) 7?В2/ВЗВ41В51В52 + ??В1/В2ВЗВ41В51В52 —

где г]В52, г]В42, 77В41 - стабильность функционирования подсистем В4п В5, соответственно Лпз/вб1 ~ условная стабильность подсистемы ВЗ относительно подсистемы В5, Пв4/вб2 " условная стабильность подсистемы В4 относительно

В5 \ \ВЗ

\п4 I................152 !------1 В1

подсистемы В6, ЛВ2/ВЗВ4В5В62В61 ' условная стабильность подсистемы В2 относительно подсистем ВЗ, В4 и В5 ,ЛВ1/ВЗВ4В5В62В61 ' условная стабильность подсистемы В1 относительно подсистемы В2, ВЗ, В4 и В5.

Уровень целостности за сме!гу:

0В62В61В5В4ВЗВ2В1 = 1 + 0,55 + 0,63 + 0,63 + 1 + 1 + 1- 6= -0,18 (2)

Из уравнения (2) видно, что стабильность функционирования системы зависит от стабильности отдельных подсистем.

В производственных условиях во время проведения измерений установили, что стабильность подсистемы В5 равна 1, так как все взятые пробы сока и выжимки обладают показателями качества, находящимися в нормативном диапазоне. В подсистемах В4, ВЗ наблюдаются отклонения по крупности сахарной пудры, содержанию сухих веществ в концентрированном соке, содержание влаги, соответственно. Невысокая стабильность функционирования всей линии значительно снижается из-за нестабильного функционирования подсистемы В2, что обусловливается нестабильностью процессов смешивания компонентов и гранулирования смеси и, поэтому, качество получаемых гранул невысоко. Во время сушки и упаковки в подсистеме В1, отклонения от нормативов не наблюдались.

В ходе исследования выявлено, что подсистемой, вносящая наибольшую нестабильность является подсистема В2 образования гранул, представленная на рисунке 4.

Рисунок 4 — Подсистемы смешивания и образования гранул

Значения ее стабильности составили 0,55 за одну смену. Уровень целостности технологической системы находится в области плохо организованных суммативных систем.

Как следствие, развитие технологии производства быстрорастворимого гранулированного напитков на основе кукурузного крахмала в перспективе,

связано с повышением качества процессов в подсистеме В2, особенно, процесса дозирование и смешивания исходных компонентов напитка.

Также было проведено моделирование режимов работы непрерывных и порционных объемных дозаторов. В качестве основного математического подхода к описанию материалопото ков, формируемых дозаторами, выбрано представление анализируемых материалопотоковых сигналов в виде гармонического Фурье-разложения. Чтобы построить модель дозирующих сигналов с дальнейшим исследованием режимов смесеприготовления был применён эмпирический подход.

Сигнал порционного дозирования, который был сформирован с учетом этого подхода, показан на рисунке 5.

Алгоритм формирования сигналов (рисунок 6) состоит из следующих этапов: сначала задаётся тип сигнала, затем вводятся параметры модели сигнала, далее рассчитываются коэффициенты Фурье при моделировании сигналов порционного дозирования и в конце воспроизводится моделируемый сигнал в виде его аппроксимант.

Способ непрерывного дозирования посредством вейвлет-преобразований отличается тем, что с целью повышения надёжности и экономичности используется нетрадиционный подход на базе вейвлет-преобразований.

В четвертой главе исследован и усовершенствован ведущий процесс технологии смешивание исходных компонентов. Представлены теоретические основы процесса центробежно-лопастного смешивания исходных компонентов быстрорастворимых гранулированных напитков.

Все исследования по смешиванию сухих исходных компонентов для производства быстрорастворимых гранулированных, напитков были проведены на экспериментальном смесителе. Через блок управления электродвигателем смесителя происходило ручное изменение скорости вращения рабочего органа от 400 до 1200 об/мин. Чаша, в которой смешивались исходные компоненты напитка, обладает внутренним диаметром 500 мм и высотой борта 700 мм. На валу смесителя, который крепится к электродвигателю, прикреплены две лопасти, расположенные крест-накрест и имеющие противоположные углы наклона.

В качестве модельных материалов, чтобы оценить качество процесса смешивания, были использованы:

Материал А - гранулированный кукурузный крахмал с гранулами до 0,5 мм, который окрашен в красный цвет; Материал В - кукурузный крахмал.

Содержание доли окрашенных частиц в отобранной навеске производилось на сканере. Специальная компьютерная программа для распознавания об-

Рисунок 5 - Параметризация сигнала порционного дозирования 1 —реальный сигнал; 2 - аппроксимация реального сигнала трапецеидальным импульсом

разов обрабатывала фотографии образца. После того, как определили концентрацию ключевого компонента, осуществлялось вычисление коэффициента неоднородности смеси.

Исследовано влияние конструктивных параметров на качество процесса смешивания исходных компонентов. Проведён полный факторный эксперимент типа 2 .В качестве факторов были использованы частота вращения вала смесителя (дгО, время смешивания (х2) и угол образующей конуса отбойника (х3).

Результат обработки полного факторного эксперимента представлен в форме регрессионного уравнения 3.

где коэффициент неоднородности смеси исходных компонентов; х\- частота вращения вала смесителя, об/мин; .г2- время смешивания, с; х3- угол образующей конуса отбойника (а), град. Угол а рассчитывается через коэффициенты внутреннего трения и трения гранул по различным поверхностям.

12,09-0,94ху-1,32х2-1,78хг0,71х,х ;

(3)

Ввод параметров модели., соответствующих выбранному тину сигнала О, и, V. и. N1

I

Расчет коэффициентов

Ввод параметров модели

Фурье: А^.А*, В*

Ж

5!

Расчет массива, содержащего семейство функ-

Постросттие синтезированного сигнала

ций Ак соз(гЬг/^С) и /[Г] =Хт

№ =Хпа(1+8Щ2 я/„0)

5!

Построение ыгнтезированного сигнала порционного дозирующего устройства

ПДУ

Рисунок 6 - Алгоритм формирования синтезированных сигналов. - порционное дозирующее устройство; ШДУ - шнековое (непрерывное) дозирующее

устройство

Анализируя уравнение можно сделать вывод, что на неоднородность смеси исходных компонентов в наибольшей степени влияет угол образующей конуса отбойника. Чуть меньше влияет на коэффициент неоднородности смеси взаимодействие частоты вращения вала и времени смешивания. По результатам экспериментов было проведено совершенствование конструктивных параметров процесса смешивания исходных компонентов. Совершенствование конструктивных факторов выполнено на экспериментальной установке, на которой было возможно варьировать количество оборотов вала смесителя, время смешивания, а также угла конуса отбойника. Остальные конструктивные параметры стабилизированы. Проведенное совершенствование процесса смешивания исходных компонентов улучшило качество смешивания.

В работе был использован особый способ внесения жидкой составляющей напитка (менее 13 %) непосредственно в смесительный аппарат. При таком способе отпадает необходимость введения жидкой составляющей в смесительный аппарат через крышку, так как жидкость распыляется через форсунку в зону турбулентного движения смеси, между лопастями смесителя (рисунок 7). В качестве центробежной форсунки взята модель В05В1/34 (ЬШ 2465065), изготовленная из Латуни ЛС59. Расположение форсунки (в боковое стенке смесительного аппарата рядом с нижней лопастью) является оптимальным для ввода жидкой составляющей, потому что в этой зоне происходит турбулентное движение частиц (рисунок 7).

Проведенное совершенствование процесса смешивания исходных компонентов быстрорастворимого гранулированного напитка позволяет улучшить качество смешивания.

В пятой главе были проведены поисковые эксперименты, которые установили, что структурообразователем при производстве быстрорастворимых гранулированных напитков целесообразно использовать кукурузную муку, имеющую ряд полезных свойств для человека. Выявлено, что кукурузная мука не ухудшает свойства структурообразователя в напитке по сравнению с кукурузным крахмалом, к тому же содержание полезных веществ по сравнению с кукурузным крахмалом значительно выше. Также кукурузную муку легче вырабатывать, чем кукурузный крахмал.

В составе кукурузной муки содержится большое количество фосфора, кальция, калия, цинка, марганца и железа, то есть тех минералов и элементов,

Рисунок 7 - Конструкция смесителя с форсункой

которые необходимы нашему организму. Мука богата витаминами А, Б, Е, РР и практически всеми витаминами группы В. Является эффективным средством для профилактики малокровия, стимулирует желчевыделение и перистальтику кишечника, обладает мочегонными свойствами. Среди лечебных свойств выделяют её способность к очищению организма от токсинов и шлаков. Она содержит лизин, который оказывает противовирусное действие. Кукурузная мука имеет диетические свойства, поэтому её применяют, чтобы очищать организм при избыточном весе, проблемах с кишечником.

Представленная на рисунке 8 операторная модель производства быстрорастворимых гранулированных напитков, адаптирована для кукурузной муки. В1- подсистема образования продукта с показателями качества, соответствующими техническому регламенту. В2- подсистема образования гранул с заданными физико-механическими свойствам. ВЗ- подсистема образования концентрированного сока чёрной смородины. В4- подсистема образования сахарной пудры и жидкого премикса. В5- подсистема образования выжимки и сока из чёрной смородины.

С целью проверки полученных результатов и эффекта от адаптации его к кукурузной муке, было проведено системное исследование адаптированной машинной технологии быстрорастворимого гранулированного напитка.

После внедрения нового решения повторно проведена оценка уровня целостности технологической системы. Стабильность подсистем определена в ходе экспериментов за одну смену. Уровень целостности за смену рассчитывается по формуле 4:

®В62В61В5В4ВЗВ2В1 = 1 + °'63 + + °'63 + 1 + 1 + 1-6 = "ОД (4)

Проведенное повторное исследование показало, что стабильность подсистемы образования гранул возросла с 0,55 до 0,63 за одну смену. Это привело к повышению уровня целостности технологической системы производства быстрорастворимого гранулированного напитка, благодаря чему произошло смещение уровня целостности технологической системы к области высокоорганизованных систем.

Рисунок 9 представляет собой диаграмму процесса развития технологической системы. В координатах 1(средняя стабильность подсистем) и Ь (количество выходов подсистем) показывается эквидистантные кривые, представляющие собой уровни целостности <9 той или иной технологической системы. Диаграмма состоит из двух зон: А — зона уровней целостности существующей технологической системы; В — зона уровней целостности адаптированной технологической системы.

I

Рисунок 8 - Операторная модель технологической системы производства быстрорастворимых гранулированных напитков на основе кукурузной муки

Системное исследование новой, адаптированной машинной технологии производства гранулированного

напитка на основе кукурузной муки показывает повышение уровня организации системы по сравнению с уже известной технологией. Также происходит повышение стабильности функционирования подсистемы В2 образования гранул с 0,55 до 0,63 за одну смену. Уровень целостности технологической системы повысился с —0,18 до — 0,11 за одну смену. Технологическая система адаптирована для производства быстрорастворимого гранулированного напитка на основе кукурузной муки.

В шестой главе показано, что в целях расширения ассортимента быстрорастворимых напитков, внедрения безотходных технологий переработки плодово-ягодного сырья, улучшения пищевой ценности на предприятии ООО НПО «Здоровое питание» (г. Кемерово) были разработаны рецептура и технология производства быстрорастворимых напитков

Быстрорастворимый гранулированный напиток разработан в следующем варианте: напиток из чёрной смородины, обогащенный витаминным премик-сом.

Разработана базовая технология производства гранулированных напитков. При этом с учетом технологии были внесены корректировки в рецептуры напитков.

Высокие органолептические показатели напиток имеет в результате подбора ингредиентов по гармоничной сочетаемости и органолегггическим показателям: вкусу, аромату, цвету и консистенции. Для выбора оптимальной дозировки компонентов рецептуры готовили модельные напитки с различным сочетанием этих компонентов.

Лучшие органолептические показатели проявляются в следующем количественном соотношении компонентов представленных в таблице 3.

технологической системы производства быстрорастворимого гранулированного напитка.(заштрихованная область -область высокоорганизованных (целостных) систем, не заштрихованная -область плохо организованных (суммативных) систем)

Таблица 3 - Рецептура готового продукта

Наименование компонентов Состав, кг/100 кг

сахарная пудра (сухих веществ 98,5 %) 50,04

кукурузная мука ('сухих веществ 95,5 %) 36,0

концентрированный сок чёрной смородины (сухих веществ 50 %) 13,0

кислота лимонная (сухих веществ 98,5 %) 0,5

премикс витаминный (сухих веществ 98 %) 0,46

Основные результаты работы и выводы

1. По результатам диагностики технологических подсистем, формирующих систему производства гранулированного напитка на основе кукурузной муки, было выявлено, что подсистема В2, в которую входит процессор смешивания, вносит наибольшую нестабильность в функционирование технологического потока. За счёт модификации процессора смешивания уровень её стабильности повысился с 0,55 до 0,63 за одну смену;

2. Исследованы физико-механические свойства кукурузного крахмала и кукурузной муки. Обосновано использование кукурузной муки высшего сорта в качестве структур оо бр аз о пате л я в производстве быстрорастворимого гранулированного напитка;

3. Исследовано влияние конструктивных факторов лопастного смесителя на процесс смешивания. Показано, что конструкция конуса отбойника, фиксация его удалённости от форсунки, а также применения вейвлет-анализа сигналов для контроля процессов дозирования микропорционных составляющих (например, премикса) позволили интенсифицировать процесс смешивания и улучшить качество смеси;

4. Произведена количественная оценка уровней организации известной и усовершенствованной технологии изготовления быстрорастворимых гранулированных напитков, на основании которой показано, что если стабилизировать процесс в технологической линии производства быстрорастворимых гранулированных напитков, это увеличит уровень целостности всей технологической системы с -0,18 до -0,1 за одну смену;

5. Разработана рецептура напитка на основе кукурузной муки и технология его производства, которые внедрены в производство в ООО «НПО «Здоровое питание» (г. Кемерово).

Результаты работы отражены в следующих публикациях: Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Моделирование режимов работы непрерывных и дискретных дозаторов объемного типа / E.H. Карнадуд, P.P. Исхаков, К.С. Якимчук и др. // Техника и технология пищевых производств. - 2013. - № 2. - С. 80 - 84.

2. Совершенствование технологического потока производства гранулированных продуктов/А.М. Попов, Д.В. Доня, К.С. Якимчук, И.А. Михайлова // Современные проблемы науки и образования. — 2014. - № 1. - Режим доступа: http://www.science-education.ni/l 15-12239.

3. Особенности процессов и технологии получения быстрорастворимых гранулированных киселей на основе аронии / А.М. Попов, Д.В. Доня, Е.Е. Пе-тушкова, Е.С. Миллер, К.С. Якимчук // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 3. - Режим доступа: http://www.science-education.ru/l 1713103.

Тезисы докладов на конференциях

1. Автоматизированное управление техническими и технологическими объектами в вейвлет-среде /Б.А. Федосенков, E.H. Карнадуд, К.С. Якимчук и др. // Пищевые инновации и биотехнологии: сборник статей Международного научного форума. —Кемерово, 2013. - С. 253 - 274.

2. Исхаков, P.P. Управление локальным рециклом центробежного смесителя / P.P. Исхаков, К.С. Якимчук, Д.Б. Федосенков // Пищевые продукты и здоровье человека: сборник материалов Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. — Кемерово, 2012. - С. 520 - 521.

3. Структура комплекса управления техническим объектом в вейвлет-среде/ P.P. Исхаков, К.С. Якимчук, Д.Б. Федосенков, О.В. Цыганенко // Сборник материалов 4-й международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - Кемерово, 2011- С.53 - 54.

4. Управление механизмом варьирования степени локального рецикла центробежного смесителя/ Д.Б. Федосенков, P.P. Исхаков, К.С. Якимчук и др.// Кузбасс: образование, наука, инновации: сборник материалов Инновационного конвента. — Кемерово, 2011. — С.ЗО - 32.

5. Якимчук, К.С. Использование средств управляемой рециркуляции при интенсификации процессов смесеприготовления/ К.С. Якимчук, Д.Б. Федосенков, P.P. Исхаков // Пищевые продукты и здоровье человека: сборник материалов Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. - Кемерово, 2012. - С.534 - 535.

Подписано в печать 29.01.2015. Формат 60x86/16. Тираж 70 экз. Объем 1 п.я. Заказ №82 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47.

Отпечатано в рекламно-полиграфической компании «Радуга» 650004, г. Кемерово, ул. Соборная, 6