WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Расчет коэффициентов уравнений регрессии, проверку адекватности уравнений регрессии и поиск оптимума полученной функции в заданной области факторного пространства осуществляли на ПЭВМ с использованием программы DataFit Ver. 8.1.

В третьей главе обобщены результаты исследований по получению коптильного препарата на основе дымовой среды, вырабатываемой ИК ДГ.

В качестве аппарата для получения жидкой коптильной среды использован абсорбер, разработанный на кафедре ТПП МГТУ (пат. РФ № 2172106).

Абсорбер представляет собой металлический корпус прямоугольной формы, выполненный из нержавеющей стали. Внутреннее пространство абсорбера разделено рядом вертикальных перегородок на зоны таким образом, чтобы в первой по ходу движения зоне дымовые газы перемещались сверху вниз, а во второй зоне снизу вверх и т.д. В каждой зоне между форсунками для распыления воды и поверхностью воды, находящейся в нижней части абсорбера расположена горизонтальная деревянная насадка с развитой поверхностью для создания контакта между стекающей водой в виде пленки и дымовыми газами.

Дымовые газы в каждой из зон корпуса, разделенных перегородками, контактируют с частицами распыленной воды и с её тонко стекающей пленкой. При этом в первой зоне дымовые газы вначале контактируют с мелко диспергированными частицами воды, а затем с тонко стекающей пленкой воды, во второй зоне дымовые газы в первую очередь взаимодействуют с тонкой пленкой воды, а затем с ее мелко диспергированными частицами. Зоны корпуса имеют довольно большую площадь поперечного сечения, поэтому скорость газов в каждой из зон мала, что увеличивает продолжительность контакта с мелко распыленными частицами воды. Дымовые газы поступают на сорбцию непрерывно, а определенный объем воды рециркулирует через форсунки и насадки и насыщается коптильными компонентами до заданной концентрации. Для рециркуляции воды в абсорбере предусмотрена установка насоса, который перекачивает воду, насыщаемую коптильными компонентами дыма из нижней части абсорбера к форсункам, расположенным в его верхней части.

По достижении коптильным препаратом требуемых технологических свойств подача дымовых газов в абсорбер прекращается, коптильный препарат фильтруется и разливается в емкости.

Предварительными экспериментами установлено, что на качество получаемого коптильного препарата влияют два фактора -, - продолжительность в часах рабочего цикла получения коптильного препарата и Г - гидромодуль, (отношение суммарного, с учетом доливаемого по ходу технологического процесса объема воды, израсходованного на получение коптильного препарата, к исходному, залитому в абсорбер в начале технологического процесса).

Рис. 1. Опытно-промышленная установка по изготовлению коптильного препарата «Сквама-2»: 1 - ИК ДГ повышенной производительности; – абсорбер.

Остальные параметры процесса (режимы дымогенерации, температура пиролиза, параметры дымовой коптильной среды, количество дымовой коптильной среды, подаваемой в абсорбер в единицу времени), поддерживали постоянными, исходя из условия получения коптильного дыма с наименьшим содержанием канцерогенных соединений.

Результаты экспериментов по определению влияния (гидромодуля и продолжительности технологического процесса) параметров на органолептическую оценку коптильного препарата и производительность установки приведены в виде диаграмм на рис. 2, 3.

Анализ полученных данных показал, что при прочих постоянных параметрах процесса насыщения воды коптильными компонентами дыма, органолептическая оценка коптильного препарата зависит от гидромодуля.

С ростом его величины при постоянной продолжительности процесса, органолептические признаки ухудшаются. Так, при величине гидромодуля, равной 3, уровень органолептической оценки препарата составляет всего 55 % от максимально возможной. Наилучшую оценку получил коптильный препарат, изготовленный при величине гидромодуля равной 1 (95 % от максимально возможной). Однако при таком технологическом режиме обеспечивалась минимальная производительность установки, что недопустимо.

100 90 11,50 75 гидромодуль продолжительность рабочего цикла, ч органолептическая оценка, балл в % от максимальной органолептическая оценка, балл в % от максимал Рис. 2 – Влияние гидромодуля на Рис. 3 – Влияние продолжительорганолептическую оценку копности рабочего цикла на органотильного препарата «Сквама-2» в лептическую оценку коптильного баллах и процентах от максимально препарата в баллах и процентах возможной от максимально возможной Из анализа рис. 3 и 4 следует, что продолжительность рабочего цикла установки также существенно влияет на органолептическую оценку коптильного препарата влияния приближается к линейному. При постоянной величине гидромодуля характер С ростом продолжительности насыщения воды компонентами коптильного дыма улучшаются органолептические показатели препарата. Увеличение гидромодуля ведет к росту производительности установки при устойчивом снижении качества, при этом увеличение продолжительности рабочего цикла при прочих равных условиях будет способствовать уменьшению производительности установки при устойчивом улучшении органолептических признаков препарата.

Таким образом, проведенные эксперименты позволили определить основные факторы, влияющие на технологический процесс получения коптильного препарата «Сквама-2» и установить характер этого влияния.

Разработанная технологическая схема получения коптильного препарата «Сквама-2» на основе дымовой коптильной среды, вырабатываемой ИК ДГ, представлена на рис 4.

В качестве сырья для получения коптильного препарата «Сквама-2» использовали древесные опилки с удельной поверхностью от 9,6 до 20,м2/кг, относительной влажностью от 40 до 70 % и питьевую воду (технологические параметры топлива соответствуют параметрам, рекомендуемым Технологическим регламентом на получение коптильного дыма с использованием энергии ИК-излучения, как обеспечивающие приемлемую производительность аппарата при соблюдении канцерогенной безопасности вырабатываемой дымовой коптильной среды).

Анализ литературных данных показал целесообразность использования для оценки качества коптильного препарата «Сквама-2» интегрального показателя, который может включать в себя самые разнообразные его качественные признаки, отражающие характер и глубину химических процессов, формирующих функционально-технологические свойства.

Древесные опилки (лиственные) удельной поверхностью от 9,0 до 20,0 м2/кг Вода, Подготовка древесного сырья t от 15 до 20 С (увлажнение до относительной влажности от 45 до 50 %) Загрузка ванн с топливом в ИК-дымогенератор Дымогенерация с использованием энергии ИК-излучения Заполнение аб- Насыщение воды в адсорбере Отработансорбера (до коптильными компонентами ды- ные дымоуровня), водой ма вые выбросы Отстаивание коптильного препа- рат «Сквама-2» Подготовка Фильтрация фильтра Подготовка та- Дозирование и расфасовывание в ры емкости Подготовка эти- Маркирование кеток, клея Хранение до реализации Реализация Рис. 4. Технологическая схема производства коптильного препарата «Сквама-2».

Для расчета интегрального показателя качества (ИПК) коптильного препарата выбрана универсальная методика оценки его качественных характеристик.

Качество продукции в соответствии с этой методикой оценивается расстоянием, измеряемым от фактического значения отдельного показателя, учтенного в оценке качества до точки оптимума, соответствующей значению этого показателя у «идеала» продукции.

Функция расстояния может иметь различный вид (в зависимости от нормы пространства).

Относительная важность каждого параметра и чувствительность интегрального показателя качества к отклонениям параметра от оптимума учитываются через задание отдельных масштабных коэффициентов для каждого измерения в метрике фактор-пространства. Формально это соответствует введению в фактор-пространстве новой системы координат, причем такой, что каждая новая координата зависит только от одной старой.

Для вычисления расстояния в фактор-пространстве (отличия фактического качества продукции от «идеала») все характеристики-координаты сначала переводятся в единую балльную шкалу (то есть значение данной отдельно взятой характеристики отображается на ось качества, в систему оценок от "отлично" до "неудовлетворительно"), а затем по выбранной метрике вычисляется расстояние от точки оптимума с учетом значимости отдельных характеристик.

Алгоритм оценки качества продукции по выбранной методике включает в себя следующие шаги: 1) определение набора показателей, которые будут включены в оценку; 2) для каждого выбранного показателя создание собственной балльной шкалы качества; 3) построение оценочного полинома (делается автоматически программой); 4) назначение для каждого показателя весового коэффициента; 5) по результатам шагов 1 -4 с применением специально разработанной компьютерной программы построение результирующей оценочной формулы 1.

ci ai i || d ||=, (1) ci i (2) ai =| ai - aид | где i – нормированная оценка;

ид – оценка идеальной точки;

сi – значимость I –ой компоненты.

В качестве базового образца выбран коптильный препарат «ВНИРО», имеющий на сегодня наиболее высокую оценку функциональнотехнологических свойств и безопасности у специалистов. По результатам сравнительного анализа функционально-технологических свойств коп тильных препаратов «Сквама-2» и ВНИРО обоснован перечень показателей и ранжирован диапазон их значений, учитываемых при расчете интегрального показателя.

После расчета численной характеристики качества коптильного препарата в зависимости от условий его получения становится возможной оптимизация последних с применением специальных математических методов.

Под математическим описанием процесса изготовления коптильного препарата принимаем уравнение, связывающее функцию отклика с влияющими факторами. В качестве функции отклика Y выбран интегральный показатель качества коптильного препарата. В качестве влияющих факторов выбраны: Х1 - гидромодуль; Х2 – продолжительность технологического процесса насыщения воды в абсорбере коптильными компонентами дыма, ч. Область факторного пространства ограничивалась следующим образом: по первому влияющему фактору – от 1,0 до 3,0; по второму влияющему фактору – от 50 до 145 ч. Остальные влияющие факторы (параметры дымогенерации, температура пиролиза; температура воды в абсорбере) поддерживались на постоянном уровне в ходе экспериментов.

Уравнение регрессии, описывающее процесс получения коптильного препарата на основе дымовой коптильной среды, вырабатываемой ИКдымогенератором, имеет следующий вид:

0,86 40 Y = 3,56 + + - (3) X1 X X 2 Полученное уравнение регрессии позволяет не только предсказать значение функции отклика для заданных условий проведения эксперимента, но и дает информацию о форме поверхности отклика. Исследование этой поверхности необходимо для выбора оптимальных параметров – величины гидромодуля и продолжительности процесса насыщения воды в абсорбере коптильными компонентами дыма.

Поверхность функции отклика Y процесса получения коптильного препарата на основе дымовой коптильной среды, вырабатываемой ИКдымогенератором, представлена на рис. 5.

Значения влияющих факторов, наиболее близкие к оптимальным, то есть соответствующие максимальному значению функции отклика - интегрального показателя качества, найденные путем анализа поверхности отклика, составляют: Х1 = 1,67, Х2 = 145 ч.

Расчетное значение функции отклика, соответствующее найденным оптимальным значениям влияющих факторов, составляет 4,09. Экспериментальное значение интегрального показателя качества при оптимальных значениях влияющих факторов составило 4,12.

Рис. 5. Поверхность функции отклика Y - ИПК в выбранной области факторного пространства (уравнение 3).

С целью установления предельных сроков хранения коптильного препарата «Сквама – 2» проведено изготовление (в соответствии с найденными оптимальными условиями) трёх опытно-промышленных партий этого продукта.

В процессе хранения с установленной периодичностью (после изготовления, через 4, 8, 12 и 13 месяцев) от каждой партии проводили отбор проб препарата и подвергали органолептическим, химическим и микробиологическим исследованиям. Установлено, что качество коптильного препарата «Сквама-2» практически не снижается в течение годового хранения и только через 13 месяцев ухудшаются его органолептические характеристики, в частности, во всех 3-х партиях появляется помутнение, связанное, вероятно, с агрегацией органических соединений, и в 2-х партиях появляется резковатый дегтярный запах. Канцерогенных соединений в препарате не обнаружено, содержание фенольных соединений поддерживается на оптимальном уровне (0,07–0,09 %), кислотность не превышает 1 %.

Результаты исследований препарата позволили установить его оптимальные показатели безопасности и качества, а также определить условия и предельные сроки хранения (продолжительность не более 12 месяцев с даты изготовления, при температуре не выше 30 С Полученные данные использованы при разработке технической документации (ТУ и ТИ), которые затем согласованы и утверждены в установленном порядке.

В четвертой главе «Обоснование технологии производства слабосоленой рыбы с ароматом копчения с применением коптильного препарата на основе дымовой коптильной среды, вырабатываемой ИК ДГ» приведена разработанная технология изготовления слабосоленой рыбы с ароматом копчения, а также результаты исследований по изучению массообменных процессов, протекающих в тканях рыбы при посоле, совмещенном с ароматизацией коптильным препаратом «Сквама-2».

Анализ имеющихся экспериментальных данных позволяет сделать вывод о том, что из большого числа факторов, влияющих на массообмен при бездымном копчении рыбы, ключевыми являются те, которые определяют интенсивность внешнего массообмена – массовая доля коптильного препарата в тузлуке, а также фактор, определяющие интенсивность внутренней диффузии соли – температура посола. Остальные влияющие факторы (плотность тузлука, продолжительность посола, соотношение рыба :

тузлук, способ разделки сырья и его удельная поверхность) поддерживались на постоянном уровне в ходе экспериментов.

Под математическим описанием процесса посола рыбы, совмещенного с ароматизацией коптильным препаратом «Сквама-2», понимаем уравнение, связывающее функцию отклика с влияющими факторами. Объектом исследований выбрано филе скумбрии атлантической, имеющее следующий химический состав, %: воды 63,1, белковых веществ 18,1; липидов 17,3; минеральных веществ 1,4. В качестве функции отклика Y выбрана органолептическая оценка качества филе рыбы с ароматом копчения в баллах, на основании разработанной шкалы.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»