Розробка фізичної та математичної моделі процесу випікання тістових заготовок в хлібопекарських печах
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.179170Ключові слова:
промислова піч К-ПХМ-25, радіаційно-конвективний тепломасообмін, математична модель процесу випікання хлібаАнотація
Об'єктом дослідження є фізична та математична моделі, призначені для опису тепломасоперенесення всередині пористого матеріалу під час випікання. З метою підвищення якості та одночасного зниження енергоспоживання у виробництві, а також покращання техніко-економічних показників роботи печей, тривалості і безпеки їхньої експлуатації ведеться удосконалення конструкцій пічних агрегатів, розробка нових і оптимізація теплових режимів їх роботи. Однією з найбільших проблем є задача по заміні застарілих конструкцій печей новими, з автоматичним регулюванням теплового режиму випікання, що забезпечить високу якість хліба при зниженні витрат палива, пари, електроенергії та людських ресурсів. Оскільки якість виробленої продукції, зокрема смак, аромат, пористість, глянець, зовнішній вигляд та інші показники хлібобулочних виробів в значній мірі залежать від конструкції пічного агрегату, теплового та гігротермічного режимів робочої камери, а також правильної його експлуатації. Ці фактори впливають на втрати при випіканні, які можуть змінюватись від 6 до 12 %, що впливає на вихід хліба. У даній роботі наведено фізичну і математичну модель процесу випікання тістових заготовок в хлібопекарських печах на прикладі розробленої автором промислової печі К-ПХМ-25 (Україна).
Приведена математична модель процесу випікання хліба в газових каналах пекарної камери з врахуванням радіаційно-конвективного теплообміну, масообміну з врахуванням введення водяної пари для зволожування тістових заготовок та турбулентності багатофазного потоку. Залежність турбулентності багатофазного потоку сформульована на основі осереднених за Рейнольдсом системи рівнянь Ейлера. Дана модель дозволяє з достатньою точністю і детальністю враховувати технологічні режими та конструктивні особливості сучасних конвеєрних хлібопекарських печей. А також дозволяє проводити широкі параметричні дослідження сполученого теплообміну в них з виходом на кінцевий показник – якість готових виробів.Посилання
- Vanin, F. M., Lucas, T., Trystram, G. (2009). Crust formation and its role during bread baking. Trends in Food Science & Technology, 20 (8), 333–343. doi: http://doi.org/10.1016/j.tifs.2009.04.001
- Purlis, E., Salvadori, V. O. (2009). Modelling the browning of bread during baking. Food Research International, 42 (7), 865–870. doi: http://doi.org/10.1016/j.foodres.2009.03.007
- Purlis, E. (2010). Browning development in bakery products – A review. Journal of Food Engineering, 99 (3), 239–249. doi: http://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.03.008
- Lostie, M., Peczalski, R., Andrieu, J., Laurent, M. (2002). Study of sponge cake batter baking process. II. Modeling and parameter estimation. Journal of Food Engineering, 55 (4), 349–357. doi: http://doi.org/10.1016/s0260-8774(02)00132-2
- Bikard, J., Coupez, T., Della Valle, G., Vergnes, B. (2008). Simulation of bread making process using a direct 3D numerical method at microscale: Analysis of foaming phase during proofing. Journal of Food Engineering, 85 (2), 259–267. doi: http://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.07.027
- Broyart, B., Trystram, G. (2003). Modelling of Heat and Mass Transfer Phenomena and Quality Changes During Continuous Biscuit Baking Using Both Deductive and Inductive (Neural Network) Modelling Principles. Food and Bioproducts Processing, 81 (4), 316–326. doi: http://doi.org/10.1205/096030803322756402
- Bikard, J., Coupez, T., Della Valle, G., Vergnes, B. (2010). Simulation of bread making process using a direct 3D numerical method at microscale: analysis of baking step. International Journal of Material Forming, 5 (1), 11–24. doi: http://doi.org/10.1007/s12289-010-1018-3
- Baldino, N., Gabriele, D., Lupi, F. R., de Cindio, B., Cicerelli, L. (2014). Modeling of baking behavior of semi-sweet short dough biscuits. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 25, 40–52. doi: http://doi.org/10.1016/j.ifset.2013.12.022
- Desyk, M. G., Telychkun, Yu. S., Lytovchenko, I. M., Telychkun, V. I. (2016). Mathematical modelling of heating the dough pieces of cylindrical shape. Scientific Works o f NUFT, 22 (4), 134–140.
- Cornejo, P., Farías, O. (2011). Mathematical Modeling of Coal Gasification in a Fluidized Bed Reactor Using a Eulerian Granular Description. International Journal of Chemical Reactor Engineering, 9 (1), 1515–1542. doi: http://doi.org/10.1515/1542-6580.2288
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Alexander Kovalyov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
