Обгрунтовано вибір нових видів рослинної сировини для виробництва морозива на основі екстрактів. Досліджено ефективність екстрагування за різних технологічних параметрів (температура, тривалість, співвідношення компонентів системи) та розроблено математичну модель з метою прогнозування перебігу масообмінного процесу для кожного виду рослинного матеріалу.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л956.2

Шифр НБУВ: Ж25189 Пошук видання у каталогах НБУВ 

За допомогою методу математичного моделювання у середовищі MathCad 15 проведено комплексне дослідження та аналіз процесу екстрагування у системах "вода/рослинна сировина" для вдосконалення технології морозива з рослинними екстрактами. Одержано рівняння регресії у вигляді поліномів 3ч 5-го порядків та графічні зображення площин, які описують процес екстрагування за змінних температури, тривалості, гідромодуля. Оптимізовано умови одержання рослинних екстрактів із мінімально необхідним вмістом у них екстрактивних речовин для застосування у складі морозива. Розроблена інженерно-математична база дозволяє прогнозувати ступінь вилучення екстрактивних речовин з рослинної квіткової й кореневої сировини, що має різну структуру та відповідну здатність до екстрагування. Підтверджено можливість практичного застосування одержаних математичних моделей під час проведення дослідних виробок нових видів заморожених десертів з рослинними екстрактами.

Запропоновано нову систему районування території України, в основі якої лежать літологічні, геоморфологічні та грунтові критерії визначення картографічних одиниць. Систему створено для інтегрування в загальноєвропейську ГІС та для розв'язання національних проблем раціонального землекористування.

Проведено комплексне оцінювання гарноквітучих кущів, що використовуються в озелененні та є в колекційних фондах ботанічних садів м. Київ, яке включає польові та лабораторні дослідження, спрямовані на з'ясування біологічних та екологічних особливостей дослідних видів рослин. Здійснено комплексні дослідження гарноквітучих кущів, що дозволило оцінити їх біологічні й екологічні особливості. Проведено інвентаризацію гарноквітучих кущів у 100 парках і 35 скверах м. Київ. Встановлено кількісну структуру та частоту трапляння рослин. Визначено феноритмотипи та створено календар квітування рослин 218-ти видів гарноквітучих кущів. Встановлено, що з потеплінням клімату в регіоні досліджень спостерігаються суттєві зсуви фенологічної фази початку квітування на більш ранній термін. Проведено екологічний, таксономічний, біоморфологічний, ботанікогеографічний, фітосозологічний аналіз рослин 218-ти видів цих кущів. Визначено показники потенційного алелопатичної активності рослин 22-х видів гарноквітучих кущів.

Доведено доцільність використання крохмальних паток різного ступеня оцукрювання у складі морозива на молочній основі. Підтверджено суттєвий вплив вмісту крохмальних паток та їх декстрозних еквівалентів на кріоскопічну температуру сумішей для виробництва морозива. Проведено моделювання складу сумішей морозива молочного, вершкового та пломбіру з крохмальними патоками для забезпечення належної кріоскопічної температури. Визначено допустимі діапазони значень масової частки крохмальної патоки та її декстрозного еквівалента в сумішах з метою одержання морозива високої якості. Результати дослідження мають практичне значення для розрахунку рецептур і управління якістю морозива на молочній основі.

Узагальнено теоретичні положення та наведено результати комплексних досліджень щодо особливостей використання гарноквітучих кущів колекційних фондів ботанічних садів і насаджень загального користування м. Київ. Здійснено таксономічний, біоморфологічний, ботаніко-географічний, аутфітосозологічний, екологічний аналіз, виявлено залежність початку квітування гарноквітучих кущів від кліматичних змін в районі м. Київ, визначено ступінь їх потенційної алелопатичної активності. Розроблено науково-методичні підходи, що спрямовані на вдосконалення параметрів добору гарноквітучих кущів для розширення видового різноманіття та створення стійких і високодекоративних фітокомпозицій. Встановлено, що з потеплінням клімату в районі досліджень спостерігаються суттєві зсуви фенологічної фази початку квітування на більш ранній термін і скорочення фази цвітіння гарноквітучих кущів.

Науково обгрунтовано склад емульсій з комплексом харчових емульгаторів різної природи. Як жировий компонент застосовано купажовану олію, збалансовану за жирнокислотним складом. Емульсії одержано з використанням олеофільного емульгатора марки Т-2 і казеїнату натрію за їх різного співвідношення. Як показник якості емульсій обрано розміри жирових кульок. За допомогою математичних методів оптимізовано хімічний склад емульсій із масовою часткою жиру від 30 до 50 %. Емульсії з високою седиментаційною стійкістю рекомендовано як жирові концентрати для використання у складі нових видів жировмісних продуктів.

Застосування нових методів, зокрема експертних систем з математичним апаратом, дозволяє удосконалювати рецептурний склад багатокомпонентних харчових продуктів в широкому діапазоні вмісту складових компонентів з їх повною або частковою заміною на інші, зокрема й на натуральні функціонально-технологічні інгредієнти. Проблематика. Створення та використання гібридної експертної системи моделювання рецептур морозива не можливо здійснити без застосування особливого математичним апарату. Мета роботи - розробка математичних моделей та методів, які дозволяють оперативно розраховувати багатокомпонентні рецептури морозива з нормативним хімічним складом з урахуванням наявної на підприємстві сировини й функціонально-технологічних інгредієнтів та одержувати готовий продукт гарантованої якості. Матеріали й методи. Використано метод аналізу й синтезу, узагальнення та наукової абстракції, а також метод математичного моделювання. Інформаційною базою дослідження слугували результати лабораторних досліджень якості рецептурних компонентів та морозива різного хімічного складу. Математичне моделювання з використанням кортежів, систем рівнянь та обмежень детально здійснено у програмних пакетах MathCad та MathLab. Результати. В ході розробки математичного апарату експертної системи було одержано теоретико-множинну математичну модель управління якістю готового продукту на етапі оперативного планування рецептури нових видів морозива підвищеної харчової цінності, оптимізовано за складом багатокомпонентні рецептури морозива, сформовано модель визначення оптимального набору керуючих впливів за наявності технологічних дефектів під час розрахунку рецептур. Висновки: створений математичний апарат для моделювання рецептур морозива є універсальним завдяки взаємозамінності окремих функціонально-технологічних компонентів, що перевірено та підтверджено під час його апробації у науково-дослідних лабораторіях.

Сенсорні (органолептичні) експертні методи є досить поширеним засобом отримання інформації про якість харчової сировини та готової продукції. До цього методу оцінювання вдаються при неможливості або недоцільності з конкретних причин використовувати технічні засоби. При належній організації та правильному використанні методів органолептичного аналізу отримані результати вважаються рівноцінними результатами вимірювань. Результати органолептичного та сенсорного аналізу харчових продуктів можуть бути виражені кількісно за допомогою чисел, сукупність яких об'єднують у бальну шкалу, в якій оцінки властивостей продуктів представлені в заданому діапазоні якості. Метод бальної оцінки надає змогу встановити рівень часткової або загальної якості продукту. Бальний метод передбачає використання як логічного, так і математичного аналізу та систематизує різноманіття відчуттів. Описано методику статистичної обробки даних багатофакторного експерименту при дослідженні технологічних процесів із метою підтвердження функціонально-технологічних показників розроблених дванадцяти рецептур паштетів із використанням рослинних компонентів. Статистична оцінка експериментальних даних досліджуваних параметрів вмісту вологи, ВЗЗ, пластичності, виходу та вмісту жиру від кількості м'ясної сировини, печінки та фітокомплексу "CHOICE" в плані ПФЕ 23 підтвердила, що рецептура розробленого м'ясного паштету з використанням гідратованого фітокомплексу злакових культур у кількості 15 % відповідає оптимальним функціонально-технологічним показникам.

У дисертаційній роботі аналітично та практично обґрунтовано доцільність створення експертно-моделюючої системи (ЕМС) розрахунку рецептур морозива. Проведено дослідження процесу моделювання рецептур морозива з використанням CASE-засобу Erwin Process Modeler та виявлено основні бізнес-процеси, а також інформаційні потоки, що їх забезпечують. Розроблено структурно-функціональну модель ЕМС та її компоненти, що призначені для ефективного забезпечення процесу моделювання рецептур морозива, а також забезпечує гнучке подальше удосконалення та інтегрування системи з промислово-інформаційним комплексом будь-якого підприємства даної галузі. Розроблено математичний та алгоритмічний апарат для отримання оптимальних рецептур морозива за заданою якістю як складової експертної системи, що базується на розробленому методі моделювання рецептур морозива який, на відміну від традиційних, заснований на застосуванні технології обробки експертних даних та методів оптимізації. Архітектура ЕМС складається з окремих чотирьох структурних блоків: бази даних, бази знань, програмних модулів реалізації математичного апарату та функцій контролю за якістю складу рецептури і її технологічної придатності, інтерфейс користувача. База даних забезпечує надання первинної інформації про рецептурні інгредієнти та їх фізико-хімічні та функціонально-технологічні властивості, допоміжні матеріали, показники якості. Вона зберігає призначені для користувача дані про рецептурний склад, фізико-хімічні характеристики інгредієнтів, статус рецептури. База знань вміщує продукційні правила щодо технологічних особливостей виготовлення морозива. База знань призначена для зберігання довгострокових фактів, які описують технології та виробництво морозива, правила, що описують відносини між цими фактами, та інших типів декларативних знань. Модулі математичного апарату використовуються для реалізації алгоритмів моделювання рецептур морозива, а також забезпечують певну універсальність рецептурам через можливу взаємозамінність окремих технологічно активних компонентів, що має велику практичну значимість в процесі виробництва продукту. Експертно-моделююча система забезпечує коригування рецептури з урахуванням всіх технологічних властивостей багатокомпонентних харчових систем, використовуючи базу знань. Якщо моделювати оптимальну рецептуру тільки за допомогою одного математичного апарату, без використання експертної системи, то отримана рецептура навряд чи буде придатна для використання, оскільки не будуть враховані численні технологічні властивості. Розроблена ЕМС дає змогу цілеспрямовано управляти якістю готового продукту впродовж технологічного процесу його виробництва. Найбільша значимість розробки полягає в автоматизованому підборі для заміни традиційних рецептурних компонентів принципово новими на основі натуральної сировини. Економічний ефект від впровадження експертної системи, отриманий під час використання результатів НДР і закладених в базу знань ЕМС, забезпечуватиме поліпшення комерційної складової діяльності підприємств за рахунок економії робочого часу та витрат на сировину і допоміжні матеріали. Розроблена ЕМС надаватиме оперативну, обґрунтовану інформацію для прийняття правильних технологічних рішень. Використання ЕМС забезпечить інтегрування знань вчених різних спеціальностей, а також скоротить витрати на складні лабораторні дослідження під час підбору інгредієнтів при моделюванні нових рецептур морозива.