RU
Математическое моделирование процесса шоковой заморозки хлебобулочных изделий
Номер: 2-3 (400), 2025Страницы: 78-84
Раздел: Пищевая инженерия, процессы, оборудование и автоматизация пищевых производств
Автор(ы): Хвостов А.А., Шевцов А.А., Ткач В.В.
Аннотация:
Исследование теплообменных процессов при шоковой заморозке хлебобулочных изделий является важной задачей, решение которой позволяет снизить энергопотребление, расширить ассортимент и увеличить сроки хранения продуктов высокого качества, пригодных для транспортировки на дальние расстояния. Современный уровень развития теории теплопереноса и компьютерных технологий дает возможность с высокой точностью определять поля температур в тестовых заготовках в зависимости от режима замораживания. Цель настоящей работы – разработка вычислительной схемы, позволяющей с приемлемой погрешностью оценивать время, необходимое для обеспечения заморозки хлебобулочного изделия, с визуализацией замороженных областей. Установлены кинетические закономерности процесса шоковой заморозки образца хлебобулочного изделия с учетом фронта перемещения границы раздела фаз между его замороженной и незамороженной частями. С помощью методов математического моделирования определено влияние температуры заморозки и коэффициента теплоотдачи хлебобулочного изделия на процесс его шоковой заморозки. Разработанная модель позволяет осуществлять выбор наиболее перспективных режимов с точки зрения рационального использования энергии на единицу массы выпускаемой продукции и может быть использована как для управления процессом шоковой заморозки, так и при проектировании морозильных камер с учетом их производительности в зависимости от объема замораживаемых изделий.
Ключевые слова: теплообменный процесс, шоковая заморозка хлебобулочных изделий, математическое моделирование, потребление энергии
EN
Mathematical modeling of the process shock freezing bakery products
Number: 2-3 (400), 2025Pages: 78-84
Section: Food Engineering, Processes, Equipment & Automation of Food Production
Authors(s): Khvostov A.A., Shevtsov A.A., Tkach V.V.
Annotation:
The study of heat exchange processes during shock freezing of bakery products is an important task, the solution of which makes it possible to reduce energy consumption, expand the range and increase the shelf life of high-quality products suitable for long-distance transportation. The current level of development of the theory of heat transfer and computer technologies make it possible to accurately determine the temperature fields in test blanks depending on the freezing regime. The purpose of this work is to develop a computational scheme that makes it possible to estimate with an acceptable error the time required to ensure the freezing of a bakery product, with visualization of frozen areas. Kinetic patterns of the process of shock freezing of a bakery product sample have been established, taking into account the front of movement of the interface between its frozen and unfrozen parts. Using mathematical modeling methods, the influence of various technological factors on the shock freezing process was studied, which made it possible to estimate the kinetics of cooling, the shock freezing time for various bakery products, optimize the process in time and reduce the cost of finished products.
Keywords: heat exchange process, shock freezing of bakery products, mathematical modeling, energy consumption
DOI: 10.26297/0579-3009.2025.2-3.12