Моделювання термомеханічних процесів виготовлення пельменів спеціальної форми

Abstract

Обговорюються технологічні проблеми перспективного напрямку харчових технологій – виробництва пельменної продукції кубічної форми. Аналізуються конструкції традиційних агрегатів та ліній по виготовленню пельменів. Пропонується гіпотеза, що витрати енергії при виробництві пельменів можна скоротити за рахунок використання в агрегаті сформованого, замороженого фаршу. Наведено конструкцію та принцип дії розробленого роботизованного комплексу для виготовлення пельменів розміром 22х22х22 мм. 
 Аналізуються етапи термомеханічного циклу формування, термічної обробки заготівок та контролю якості готової продукції. Представлено модульно-процесову схему розробленого комплексу. Визначено комплекси параметрів, що характеризують ключові операції при виготовлені пельменів. Наведені діапазони змін температурних та часових параметрів, обґрунтовано завдання системам управління. Визначено статичні балансові енергетичні моделі. Розглянуто параметричну і теплофізичну моделі термомеханічного процесів в апараті. 
 Сформульовано завдання і проведено аналітичне моделювання теплового стану основних елементів: фаршу, тіста, хватів та довкілля. Наведено умови однозначності, граничні умови. Методами електротеплової аналогії отримано модель термічних опорів для етапів включених та виключених нагрівачів. Запропоновано методику розв’язання нестаціонарної задачі теплопередачі із залученням чисел подібності. 
 Подано результати експериментального моделювання кінетики охолодження та заморожування заготівлі фаршу у тісті. Визначено рівень кріоскопічних температур для фаршу та тіста. Аналізуються тепловізограми розігріву нагрівача у заготовці фаршу у тісті.