Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Деева_2014 .docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
4.38 Mб
Скачать

3.3. Визначення оптимальних параметрів приготування хліба з пектиновмісними порошками

Попередніми дослідженнями встановлено, що внесення в тісто ПВП впливає на якість хлібобулочних виробів. Проте в реальному технологічному процесі на якість хліба впливає не лише кількість внесеної в тісто добавки, а й технологічні параметри процесу, а саме: масова частка вологи, тривалість замісу і тривалість бродіння тіста. Оптимальні значення цих параметрів можна визначити, вивчаючи вплив цих факторів у взаємозв’язку.

З цією метою використовували методику експериментально – статистичного моделювання для вирішення задач типу “Технологія – властивість”. Вивчали залежність формостійкості (У1) і питомого об’єму (У2) хліба з ЯПП від масової частки вологи в тісті (Х1), тривалості замісу (Х2) і тривалості бродіння тіста (Х3). Тісто готували опарним способом.

Багатофакторний експеримент ставили за Д – оптимальним планом для повних поліномів другого ступеня, вибраний з каталогу послідовно генерованих планів за редакцією І.Н. Вучкова [28, 160, 217].

Нижній, верхній рівні значень досліджуваних факторів, інтервали варіювання при внесенні в тісто 3 % ЯПП до маси борошна наведені в таблиці 3.9.

Таблиця 3.9

Діапазони факторного простору

Досліджувані фактори

Рівні варіювання

Інтервал варіювання

Нижній

Верхній

Нульовий

Х1

Масова частка вологи, %

42

44

43

1

Х2

Тривалість замісу тіста, хв.

8

16

12

4

Х3

Тривалість бродіння тіста, хв.

40

60

50

10

Матриця планування експерименту і результати проведених досліджень представлені в таблиці 3.10.

Таблиця 3.10

Матриця планування експерименту і його результати

№ п/п

Рівні факторів

Вихідні змінні

X1

Х2

X3

У1сер.

У1розр.

У2сер.

У2розр.

1

-1.000

-1.000

-1.000

0.450

0.442

2.560

2.553

2

-1.000

-1.000

0.000

0.440

0.448

2.740

2.734

3

-1.000

-1.000

1.000

0.450

0.454

2.850

2.916

4

0.000

-1.000

-1.000

0.440

0.448

2.720

2.729

5

0.000

-1.000

0.000

0.450

0.447

2.880

2.892

6

-1.000

-1.000

1.000

0.460

0.454

2.980

2.916

7

1.000

-1.000

-1.000

0.450

0.448

2.660

2.662

8

1.000

-1.000

0.000

0.440

0.439

2.820

2.806

9

1.000

-1.000

1.000

0.430

0.431

2.950

2.951

10

-1.000

0.000

0.000

0.460

0.462

3.080

3.091

11

0.000

0.000

-1.000

0.470

0.472

3.150

3.161

12

1.000

0.000

1.000

0.470

0.472

3.100

3.111

13

0.000

0.000

0.000

0.480

0.473

3.240

3.208

Після реалізації експерименту здійснювали статистичне оброблення результатів, яке полягало в одержанні коефіцієнтів регресії математичної моделі і оцінці її адекватності досліджуваному процесу.

Результати обробки експериментальних даних, дозволили отримати наступні адекватні рівняння регресії:

У1 = 0.473225 + 0.008063.X1 + 0.026695.X2 +0.000990.X3+ 0.012443.X1.X2 - 0.007135.X1.X3 + 0.002421.X2.X3 - 0.002907.X12

Коефіцієнт кореляції = 0,933345

У2 = 3.208069 -0.004406.X1+0.315820.X2+0.047425.X3 - 0.040441.X1.X2 - 0.018611.X1.X3 - 0.115785.X1.X3 - 0.121832.X12

Коефіцієнт кореляції = 0,989623

Оскільки коефіцієнти кореляції близькі до одиниці, то рівняння регресії адекватно описують даний процес й можуть бути використані для вибору оптимальних параметрів для виробництва пшеничного хліба з ЯПП.

На основі отриманих математичних моделей була здійснена оптимізація процесу за комплексним методом Бокса – Уілсона.

Встановлено, що максимальне значення формостійкості

У1 = 0,48456 і питомого об’єму У2 = 3,24567 досягається при таких координатах оптимуму:

в кодованому вигляді

в натуральному вигляді

Х1 = 0,0023,

Х1 = 43 %,

Х2 = 0,0041,

Х2 = 12 хв.,

Х3 = 0,0017,

Х3 = 50 хв.

Для пошуку оптимальних рішень використовували також прийом, який полягає в дослідженні поверхні відгуку при фіксованому значенні вихідної змінної.

Такою змінною було обрано оптимальне значення тривалості замісу тіста: Х2 = 12 хвилин. При фіксованому значенні Х2 оцінювали можливі співвідношення між Х1 і Х3 в зоні експерименту для необхідного рівня значень формостійкості і питомого об’єму.

На основі проведеного математичного моделювання встановили оптимальні параметри технологічного процесу для отримання пшеничного хліба з ЯПП найкращої якості.

При дослідженні залежність формостійкості (У1) і питомого об’єму хліба (У2) з БПП від масової частки вологи в тісті (Х1), тривалості замісу (Х2) і тривалості бродіння тіста (Х3) нижній, верхній рівні значень досліджуваних факторів, інтервали варіювання наведені в табл. 3.11.

Таблиця 3.11

Діапазони факторного простору

Досліджувані фактори

Рівні варіювання

Інтервал варіювання

Нижній

Верхній

Нульовий

Х1

Масова частка вологи, %

42

44

43

1

Х2

Тривалість замісу тіста, хв.

8

16

12

4

Х3

Тривалість бродіння тіста, хв.

40

60

50

10

В якості параметру оптимізації для пшеничного хліба з БПП було обрано формостійкість і питомий об’єм хліба. Матриця планування експерименту і результати проведених досліджень представлені в табл. 3.12.

Таблиця 3.12

Матриця планування експерименту і його результати

№ п/п

Рівні факторів

Вихідні змінні

X1

Х2

X3

У1сер.

У1розр.

У2сер.

У2розр.

1

0.000

1.000

1.000

0.450

0.452

2.960

2.962

2

0.000

-1.000

0.000

0.460

0.457

3.040

3.020

3

0.000

-1.000

1.000

0.460

0.462

3.060

3.077

4

1.000

-1.000

-1.000

0.440

0.442

2.920

2.924

5

1.000

-1.000

0.000

0.450

0.447

2.960

2.967

6

1.000

-1.000

1.000

0.450

0.452

3.020

3.009

7

0.000

1.000

-1.000

0.460

0.460

3.080

3.114

8

0.000

1.000

0.000

0.470

0.470

3.280

3.227

9

0.000

1.000

1.000

0.480

0.480

3.320

3.339

10

1.000

1.000

-1.000

0.450

0.450

3.060

3.062

11

1.000

1.000

0.000

0.460

0.460

3.180

3.160

12

1.000

1.000

1.000

0.470

0.470

3.240

3.258

Після реалізації експерименту здійснювали статистичне оброблення результатів, яке полягало в одержанні коефіцієнтів регресії математичної моделі і оцінці її адекватності досліджуваному процесу.

Результати обробки експериментальних даних, дозволили отримати наступні адекватні рівняння регресії:

У1 = 0.463333-0.010000.X1+0.006667.X2+0.007500.X3+0.000000.X1.X2 +

+0.000000.X1.X3+0.002500.X2.X3

Коефіцієнт кореляції = 0.987730

У2 = 3.123317-0.059990.X1+0.103330.X2+0.084995.X3-0.006663.X1.X2 -

- 0.014995.X1.X3+0.027508.X2.X3

Коефіцієнт кореляції = 0.984251

Оскільки коефіцієнти кореляції близькі до одиниці, то рівняння регресії адекватно описують даний процес й можуть бути використані для вибору оптимальних параметрів для виробництва пшеничного хліба з БПП.

На основі отриманих математичних моделей була здійснена оптимізація процесу за комплексним методом Бокса – Уілсона.

Встановлено, що максимальне значення формостійкості

У1 = 0,48576 і питомого об’єму У2 = 3,324167 досягається при таких координатах оптимуму:

в кодованому вигляді

в натуральному вигляді

Х1 = 0,0013,

Х1 = 44 %,

Х2 = 0,9901,

Х2 = 15 хв,

На підставі отриманих залежностей була здійснена інтерпретація математичних моделей для формостійкості і питомого об’єму хліба, яка дозволяє вибрати параметри технологічного процесу для одержання пшеничного хліба з БПП найкращої якості.

Для пошуку оптимальних рішень використовували також прийом, який полягає в дослідженні поверхні відгуку при фіксованому значенні вихідної змінної. Такою змінною було обрано оптимальне значення вологості тіста: Х1 = 44 %.

На основі проведеного математичного моделювання були обрані оптимальні технологічні параметри процесу для отримання пшеничного хліба з БПП найкращої якості.