Многокритериальная оптимизация процессов тепловой обработки мясных полуфабрикатов при ИК-энергоподводе

• Автор: Беляева, Марина Александровна
• Шифр специальности: 05.18.12, 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 531 с. : ил.

Введение.

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФРАКРАСНОЙ ТЕХНИКИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

1.1. Инфракрасная техника и технологии в производстве продуктов питания.

1.2. Характеристика аналитических и физических моделей процессов тепломассообмена при радиационном способе

тепловой обработки

1.3. Проблемы оптимизации и интенсификации процессов производства высококачественных продуктов питания
1.4. Задачи системного анализа технологических процессов производства пищевых продуктов

1.5. Цель и задачи исследования

Выводы

ГЛАВА 2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОВОЙ

ОБРАБОТКИ МЯСНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
2.1. Характеристика и физическая модель процесса тепловой обработки мясных полуфабрикатов при ИКэнергоподводе.
2.2. Общий подход к структурнопараметрическому анализу процесса тепловой обработки в технологической системе
2.3. Иерархическая структура тепломассообмениых и биохимических
процессов при тепловой обработке мясных полуфабрикатов
Выводы
ГЛАВА 3. РЕШЕНИЕ ОБЩЕЙ ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ ИКОБРАБОТКЕ МЯСНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ.
3.1. Аналитические модели тепломассообменных процессов
при ИКэнергоподводе
3.2. Моделирование процесса тепловой обработки мясных полуфабрикатов цилиндрической формы.
3.3. Моделирование процесса тепловой обработки мясных полуфабрикатов прямоугольной формы.
3.4. Моделирование процесса тепловой обработки мясопродуктов
в форме пластины.
3.5. Математические модели тепломассообмена при ИКобработке мясных продуктов с использованием ячеечного метода.
3.6. Математические модели тепломассообмена при ИКобработке мясных рецептурных композиций с использованием
ячеечного метода.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ
ПРОЦЕССА ИНФРАКРАСНОГО НАГРЕВА НА БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ
4.1. Методики экспериментальных исследований изменений аминокислотного, жирнокислотного и белкового состава мясных продуктов при РЛС нагреве
4.2. Моделирование изменения аминокислотного состава
мясных продуктов.
4.2.1.Моделирование изменений аминокислот мясных рецептурных
композиций при ИКнагреве
4.3. Моделирование жирнокислотного и витаминного составов мясных продуктов.
4.4. Обобщенная математическая модель изменения температуры и массовых долей аминокислот, жирных кислот и
витаминов ячеечным методом.
4.4.1. Обобщенная математическая модель изменения температуры и массовых долей аминокислот, жирных кислот и витаминов конечноразностным методом.
4.5. Моделирование изменений белковых фракций мясных изделий
в процессе тепловой обработки.
4.5.1. Математическое описание процесса денатурации нуклеиновых кислот
4.5.2. Математическое описание процесса инактивации ферментов
4.5.3. Обобщенная математическая модель изменения температуры, белковых фракций, фермен тов и нуклеиновых кислот.
4.6. Математическое моделирование изменений липидов и их фракций
в процессе тепловой обработки
4.6.1. Обобщенная математическая модель изменения температуры, фракций липидов в процессе тепловой обработки
4.7. Моделирование реакции меланоидинообразования
4.8. Моделирование микробиологических процессов в мясных полуфабрикатах при тепловой ИКобработки
4.9.Моделирование процесса нагрева мясных продуктов конечноразностным и ячеечным методами
Выводы.
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИКОБРАБОТКИ МЯСНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
5.1. Методики экспериментальных исследований для технологически критериев эффективности тепловой обработки
.2. ИК обработка говяжьего бифштекса рубленого
.3. Исследование биохимических изменений в мясных изделиях
при ИК обработке
5.3.1. Исследование ИК и УФ спектров жирных кислот
5.3.2. Изменения минеральных веществ в мышечной ткани
говяжьего мяса
5.4. Микроструктурные изменения тканей говяжьего мяса
5.5. Изменения содержания микроэлементов.
5.6. Микроструктурные изменения в мясных рецептурных композициях.
5.7. Тепломассопсренос в мясных полуфабрикатах и рецептурных композициях.
5.8. Исследование кинетики влагопереноса.
Выводы
ГЛАВА 6. МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ИКОБРАБОТКИ МЯСНЫХ ПОЛУ Ф АБР КАТОВ
6.1. Многоуровневая оптимизация по критериям минимума потерь пищевой, биологической и энергетической ценности мясного продукта в процессе тепловой обработки
6.2. Выбор оптимального температурного режима ИК обработки мясного продукта
6.3. Многокритериальная оптимизация процесса тепловой обработки
мясных продуктов и мясных рецептурных композиций
Выводы
ГЛАВА 7. СТРУКТУРНОПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИКОБРАБОТКИ МЯСНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ.
7.1. Построение структурнопараметрической модели
7.2. Корреляционный и регрессионный анализ процесса тепловой обработки мясных полуфабрикатов.
7.3. Ситуационная структурнопараметрическая модель технологического процесса тепловой обработки мясных полуфабрикатов
7.4. Прогнозирование состояния технологической системы
процесса тепловой обработки мясных полуфабрикатов.
Выводы.
ГЛАВА 8. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ИКОБРАБОТКИ МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ.
8.1. Информационная технология технологической системы
ИК обработки мясопродуктов
8.2. Подсистема моделирования тепломассообменных процессов.
8.3.Функциональный модуль статистической обработки
результатов эксперимента
8.4. Программный модуль оптимизации тепловых режимов
ИКобработки мясных полуфабрикатов
8.5.Программный модуль подсистемы структурно параметри
ческого моделирования.
Выводы
ГЛАВА 9. АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССОВ
ИКОБРАБОТКИ МЯСНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
9.1. Конструкция малогабаритной ИКпечи камерного типа
9.2 Испытания ИК печи и апробация оптимальных режимов
тепловой обработки мясных изделий.
9.3. Блок контроля и регулирования температуры в камере
ИК печи с использованием графической среды ЬаЬУЕИ
Выводы
Заключение
Литература


МКБ и дрожжей в процессе созревания жидкой ржаной закваски с учетом их взаимного влияния друг на друга, при работе модели осуществляется прогнозирование готового жидкого полуфабриката производства качественных хлебобулочных изделий. В начале г. ХАССП i ii i, что в переводе означает анализ рисков и критические контрольные точки, в России к г. Госстандарте РФ. ХАССП мясо и ГОСТ Р 5. Системы качества. ХАССП. Канадскими учеными 5, 6 сформированы пять моделей, имитирующих процесс тегшомассопереноса при тонкослойной сушке ячменя. М. . В Японии сотрудниками известной фирмы i, была разработана универсальная моделирующая система технологии, оснащенная приборами контроля с элементами искусственного интеллекта , которая дала возможность анализировать принятие решений 4. Т. 0 создали серию математических уравнений в которых учитывается влияние соли, величины , продолжительности II температуры процесса куттерования и технических параметров кутгера на реологические свойства топкоизмельченпого мясного фарша и на их взаимосвязь между этими свойствами до и после термообработки. В работе 9 авторы разработали новую модель гелеобразования, с целью изучения реакции агрегации яичного белка альбумина и овальбумина. Долби, при котором допускается спонтанное или хаотичное варьирование переменных. В США одним из развитых научных направлений является разработка моделей по оценке органолептических свойств продукта, эффективности термообработки, безопасности и качества пищевых продуктов 8. В работах 1, 2 приведен модульный подход к моделированию производственных процессов. Этот новый подход предусматривает модульную структуру моделирования, что упрощает разработку, описание, кодирование и использование моделей. Модульная структура состоит из блоков управления, выявления исходной информации, составления последовательности операций процесса, логики принятия решений, выходной информации. В настоящее время в области теплофизики, расчета температурных полей и теплообмена с применением различных численных методов разработаны программные комплексы x, i i . В основе последней программы лежит метод конечных элементов, с помощью программ можно рассчитать изменение температуры в телах различной геометрической формы. Для расчета теплофизических свойств воды и пара разработана База i и программа i, . Для расчета результирующей температуры по методу С. А. Виноградова, тепловых схем ТЭС, конвертора температур разработаны программы , i i 2, , Тепяомаг, , программа для расчета теплового баланса холодильных камер , для расчета экономических задач таких как расчет стоимости тепла программа и программа для выбора пластинчатого теплообменника . X в последней версии, в основе последней лежит метод конечных элементов для тел из различных твердых сплавов. Однако удобной средой для расчета теплообменных процессов является программа или , разработанная компанией . В основу положен метод конечных элементов для эффективного анализа физических явлений, описываемых уравнениями с частными производными, также программа ii интерактивная среда для моделирования и расчетов научных и инженерных задач основанных на дифференциальных уравнениях в частных производных методом конечных элементов. На сегодняшний день разработанные модели очень сложны и специфичны и не всегда дают целостное представление о моделируемой технологии и системе в целом с учетом влияния процессов теплообмена , , 3, 5, 6, 3, 8, 7, , 5 на оптимальный рецептурный состав и массовые превращения ингредиентов пищевой и биологической ценности мясных изделий и мясных рецептурных композиций с добавками растительного и животного происхождения. Логика и последовательность системных исследований представлена на рис. В диссертации исследуется влияние тепломассообменных процессов на пищевую, биологическую ценность мясных изделий при тепловой обработке с применением инфракрасного энергоподвода. Разработанные обобщенные модели теплообмена и регрессионные уравнения по изменению массовых долей биологических компонентов стали основой компьютерной системы проектирования процесса по теплофизическим параметрам, оптимальным технологическим режимам тепловой обработки и поддержки принятия решений оптимального управления. Рис.