sibvestСибирский вестник сельскохозяйственной наукиSiberian Herald of Agricultural Science0370-87992658-462XSiberian Federal Scientific Centre of Agro-BioTechnologies of the Russian Academy of Sciences10.26898/0370-8799-2025-1-12sibvest-2175Research ArticleМЕХАНИЗАЦИЯ, АВТОМАТИЗАЦИЯ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕMECHANISATION, AUTOMATION, MODELLING AND DATAWAREОценка кинетики сушки молочных заквасок с применением корреляционно-регрессионного анализаEvaluation of drying kinetics of dairy starters using correlation and regression analysishttps://orcid.org/0000-0002-6352-5651ПоповВ. М.PopovV. M.

заведующий кафедрой, доктор технических наук, профессор

457103; ул. им. Ю.А. Гагарина, 13; Челябинская область; Троицк

Vitaly M. Popov, Department Head, Doctor of Science in Engineering, Professor

457103; 13, Gagarin St.; Chelyabinsk region; Troitsk

ntc-es@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9743-5278АфонькинаВ. А.AfonkinaV. A.

доцент кафедры, кандидат технических наук, доцент

Челябинская область; Троицк

Valentina A. Afonkina, Assistant Professor, Candidate of Science in Engineering, Associate Professor

Chelyabinsk region; Troitsk

https://orcid.org/0000-0001-9778-3168ЛевинскийВ. Н.LevinskyV. N.

доцент кафедры, кандидат технических наук

Челябинская область; Троицк

Vasily N. Levinsky, Assistant Professor, Candidate of Science in Engineering

Chelyabinsk region; Troitsk

https://orcid.org/0000-0003-1981-7099УразовС. И.UrazovS. I.

доцент кафедры, кандидат технических наук

Челябинская область; Троицк

Sergey I. Urazov, Assistant Professor, Candidate of Science in Engineering

Chelyabinsk region; Troitsk

Южно-Уральский государственный аграрный университетРоссияSouth Ural State Agrarian UniversityRussian Federation202531082025551107118Copyright © Попов В.М., Афонькина В.А., Левинский В.Н., Уразов С.И., 20252025Попов В.М., Афонькина В.А., Левинский В.Н., Уразов С.И.Popov V.M., Afonkina V.A., Levinsky V.N., Urazov S.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sibvest.elpub.ru/jour/article/view/2175

   Достижение продовольственной безопасности Российской Федерации неотрывно связано с развитием наукоемких техники и технологий производства продуктов питания из отечественного сырья. Важнейшим пунктом является самообеспечение качественными продуктами животноводства (переработка мяса и переработка молока). К технологиям переработки молока предъявляются особые требования на всех этапах производства, где кисломолочные продукты, являясь функциональными продуктами питания, занимают обособленное место. В статье с помощью метода корреляционно-регрессионного анализа установлена связь между параметрами технологического процесса холодной инфракрасной сушки молочных заквасок, реализуемого с применением пленочных электронагревателей в установке камерно-лоткового типа (разработка Института агроинженерии Южно-Уральского государственного аграрного университета, г. Челябинск). Получив график динамического изменения температуры нагрева продукта с помощью программного обеспечения Owen Process Manager и контроллера 2ТРМ1 ООО «Производственное Объединение ОВЕН», авторы смогли оценить динамику постоянной времени переходного процесса, которая составила 4,683 ч, что подтверждает величину времени окончания процесса сушки с точностью 5 %, которая составила 27 ч.

   В качестве объекта исследования выбрана молочная закваска «Первый Вкус Detox Menu» классическая 1 %-й жирности производства АО «Группа Компаний "Российское Молоко"» в г. Челябинск.

   Объект исследования – пастообразная живая среда в виде концентрата бифидобактерий B. аdolescentis, количество молочнокислых микроорганизмов в котором не менее 1 ‧ 10⁸ КОЕ/г, а количество бифидобактерий – не менее 1 ‧ 10⁶ КОЕ/г.

   The issues of achieving food security in the Russian Federation today are inextricably linked with the development of high-tech equipment and technologies for the production of food from domestic raw materials. The most important point is self-sufficiency in high-quality livestock products (meat processing and milk processing). Special requirements are imposed on milk processing technologies at all stages of production, where fermented milk products, being functional food products, occupy a separate place. In the article, using the method of correlation and regression analysis, a connection was established between the parameters of the technological process of cold infrared drying of dairy starter cultures, implemented using film electric heaters in a chamber-tray type installation (developed by the Institute of Agricultural Engineering of the South Ural State Agrarian University of Chelyabinsk). Having obtained a graph of the dynamic change in the heating temperature of the product, using the Owen Process Manager software and the 2TRM1 controller of the ARIES Production Association LLC, the authors were able to estimate the dynamics of the transient time constant, which amounted to 4,683 hours, which confirms the value of the drying process end time with an accuracy of 5 %, which amounted to 27 hours.

   The object of the study was selected, the milk starter The First Taste of Detox Menu classic 1 % fat content produced by JSC "Group of Companies "Russian Milk" in Chelyabinsk.

   The object of the study is a pasty living medium in the form of a concentrate of bifidobacteria B. Adolescentis, the amount of lactic acid microorganisms in which is not less than 1*10⁸ CFU/g, and the amount of bifidobacteria is not less than 1*10⁶ CFU/g.

кинетика сушкимолочные закваскиинфракрасное излучениекорреляционно-регрессионный анализфакторытехнологияdrying kineticsdairy fermentsinfrared radiationcorrelation and regression analysisfactorstechnologyИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-26-20060, https://rscf.ru/project/24-26-20060/The research was carried out at the expense of a grant from the Russian Science Foundation No. 24-26-20060, https://rscf.ru/ project/24-26-20060/ReferencesАфонькина В.А., Попов В.М., Левинский В.Н., Медведев А.В. Технико-экономическая оценка внедрения установки лоткового типа для сушки молочных заквасок // Техника и технологии в животноводстве. 2023. № 3 (51). С. 92–97. DOI: 10.22314/27132064-2023-3-92.Afonkina V.A., Popov V.M., Levinsky V.N., Medvedev A.V. Technical and economic assessment of the tray-type installation implementation for dairy starter cultures’ drying. Tekhnika i tekhnologii v zhivotnovodstve = Machinery and Technologies in Livestock, 2023, no. 3 (51), pp. 92–97. (In Russian). DOI: 10.22314/27132064-2023-3-92.El-Sayed H.S., Salama H.H., Edris A.E. Survival of Lactobacillus helveticus CNRZ32 in spray dried functional yogurt powder during processing and storage // Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences. 2020. Vol. 19. N 7. P. 461–467. DOI: 10.1016/j.jssas.2020.08.003.El-Sayed H.S., Salama H.H., Edris A.E. Survival of Lactobacillus helveticus CNRZ32 in spray dried functional yogurt powder during processing and storage. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 2020, vol. 19, no. 7, pp. 461–467. DOI: 10.1016/J.jssas.2020.08.003.Abdizhapparova B., Potapov V., Khanzharov N. Determination of heat transfer mechanisms during vacuum drying of solid-moist and liquid-viscous materials // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. Vol. 6. N 11 (120). P. 6–15. DOI: 10.15587/1729-4061.2022.268241.Abdizhapparova B., Potapov V., Khanzharov N. Determination of heat transfer mechanisms during vacuum drying of solid-moist and liquid-viscous materials. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022, vol. 6, no. 11 (120), pp. 6–15. DOI: 10.15587/1729-4061.2022.268241.Buyanova I., Altukhov I., Tsuglenok N., Krieger O., Kashirskih E. Pulsed infrared radiation for drying raw materials of plant and animal origin // Foods and Raw Materials. 2019. Vol. 7. N 1. P. 151–160. DOI: 10.21603/2308-4057-2019-1-151-160.Buyanova I., Altukhov I., Tsuglenok N., Krieger O., Kashirskih E. Pulsed infrared radiation for drying raw materials of plant and animal origin. Foods and Raw Materials, 2019. vol. 7, no. 1. pp. 151–160. DOI: 10.21603/2308-4057-2019-1-151-160.Захахатнов В.Г., Кашин П.В., Коковин Г.Д. Планирование эксперимента по исследованию времени сушки зерна в шахтной сушилке // АПК России. 2018. Т. 25. № 3. С. 400–404.Zakhakhatnov V.G., Kashin P.V., Kokovin G.D. Planning an experiment on the time of grain drying in a shaft dryer. APK Rossii = Agro-industrial Complex of Russia, 2018, vol. 25, no. 3, pp. 400–404. (In Russian).Тухватуллин М.И., Аипов Р.С., Ахметшин А.Т. Энергоэффективная установка сушки пиломатериалов с движением их в дискретном электромагнитном СВЧ-поле // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2021. № 1 (57). С. 124–132. DOI: 10.31563/1684-7628-2021-57-1-124-132.Tukhvatullin M.I., Aipov R.S., Akhmetshin A.T. Energy-efficient lump drying plant with their motion in a discrete electromagnetic SHF-field. Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta = Bulletin of Bashkir State Agrarian University, 2021, no. 1 (57), pp. 124–132. (In Russian). DOI: 10.31563/1684-7628-2021-57-1-124-132.Артемов И.Н. Использование уравнений регрессии для входящего и выходящего потока сушильного агента для экспериментальной сушильной камеры конденсационного типа // Инновации и инвестиции. 2022. № 2. С. 152–154.Artyomov I.N. The use of regression equations for the inlet and outlet flow of the drying agent for an experimental condensation-type drying chamber. Innovatsii i investitsii = Innovations and Investments, 2022, no. 2, pp. 152–154. (In Russian).Колобаева А.А., Котик О.А., Панина Е.В., Чернышова К.Д. Исследование кинетики сушки растительного сырья // Технологии и товароведение сельскохозяйственной продукции. 2021. № 2 (17). С. 154–160.Kolobaeva A.A., Kotik O.A., Panina E.V., Chernyshova K.D. Investigation of the kinetics of drying vegetable raw materials. Tekhnologii i tovarovedenie sel'skokhozyaistvennoi produktsii = Technology and commodity science of agricultural products, 2021, no. 2 (17), pp. 154–160. (In Russian).Рудобашта С.П., Дорняк О.Р., Дмитриев В.М. Расчет кинетики сушки пластины с учетом ее усадки // Теоретические основы химической технологии. 2021. Т. 55. № 5. С. 612–617. DOI: 10.31857/S004035712104014X.Rudobashta S.P., Dornyak O.R., Dmitriev V.M. Calculating the kinetics of drying a plate taking into account its shrinkage. Teoreticheskie osnovy khimicheskoi tekhnologii =Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2021, vol. 55, no. 5, pp. 612–617. (In Russian). DOI: 10.31857/S004035712104014X.Rudobashta S.P., Zueva G.A., Zaytsev V.A. Modeling of the deep drying process of granulated polyamide at convective-infrared energy sub-supply // ChemChemTech. 2019. Vol. 62. № 12. P. 94–100.Rudobashta S.P., Zueva G.A., Zaytsev V.A. Modeling of the deep drying process of granulated polyamide at convective-infrared energy sub-supply. ChemChemTech, 2019, vol. 62, no. 12, pp. 94–100.Захахатнов В.Г., Кашин П.В. Определение начальной влажности зерна при сушке по времени его нагрева // Вестник ВИЭСХ. 2018. № 1 (30). С. 33–37.Zakhakhatnov V.G., Kashin P.V. Determination of the initial humidity of grain by drying at the time of its heating. Vestnik VIESKh = Bulletin of RESCH, 2018, no. 1 (30), pp. 33–37. (In Russian).Богданов С.И., Дарманян А.П., Маркин М.А. Исследование и математическое моделирование кинетики сушки зерна озимой пшеницы // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. 2022. № 2 (66). С. 439–448. DOI: 10.32786/2071-9485-2022-02-54.Bogdanov S.I., Darmanyan A.P., Markin M.A. Research and mathematical modeling of the kinetics of drying winter wheat grain. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa = Izvestia of the Lower Volga Agro-University Complex, 2022, no. 2 (66), pp. 439–448. (In Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2022-02-54.Мизонов В.Е., Митрофанов А.В., Басова Е.В., Шуина Е.А. Теоретическое исследование нелинейной теплопроводности в многослойной среде с фазовыми переходами в слоях // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2020. № 1. С. 53–59.Mizonov V.E., Mitrofanov A.V., Basova E.V., Shuina E.A. Theoretical study of non-linear heat conduction in a multi-layer medium with phase transformations in the layers. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta = Vestnik of Ivanovo State Power Engineering University, 2020, no. 1, pp. 53–59. (In Russian).Протасов С.К., Матвейко Н.П., Боровик А.А. Исследование кинетики сушки слоя капиллярно-пористого дисперсного материала // Химическая промышленность. 2019. Т. 96. № 2. С. 87–94.Protasov S.K., Matveiko N.P., Borovik A.A. Investigation of the kinetics of drying a layer of capillary – porous dispersed material. Khimicheskaya promyshlennost' = Russian Chemical Industry, 2019, vol. 96, no. 2, pp. 87–94. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.