Optimization of the fermentation process of bread dough using automated process control systems: temperature, humidity and time control

Authors

  • Ekaterina V. Krasavina Plekhanov Russian University of Economics
  • Irina A. Khasheva RANEPA Branch, South Russian Institute of Management

Keywords:

bread dough, fermentation, automated control system, automated process control system, temperature control, humidity control, fermentation time, process optimization

Abstract

Fermentation of bread dough is a key stage in the production of bakery products, which has a significant impact on the quality of the finished product. Optimization of this process with the help of automated process control systems (automated process control systems) makes it possible to increase production efficiency and ensure the stability of product characteristics. This article discusses the use of automated process control systems to control key fermentation parameters - temperature, humidity and time. Research materials and methods include analysis of existing approaches to automating the fermentation process, as well as the development and testing of an experimental installation based on the Siemens SIMATIC S7-1500 industrial controller using PT100 temperature sensors and capacitive humidity sensors. A PID controller with automatic coefficient adjustment was used to control the process. The experimental results demonstrate that the introduction of automated process control systems reduces the fermentation time by 12-18% while increasing the specific volume of finished products by 8-12%. The optimal process parameters are: temperature 28-32 °C, relative humidity 75-80%, fermentation time 180-240 minutes, depending on the dough formulation. The use of automated control systems ensures the accuracy of maintaining the set parameters within ± 0.5 °C for temperature and ± 2% for humidity. Thus, the use of automated process control systems to optimize the fermentation process of bread dough is a promising direction for improving the efficiency of bakery production. It is advisable to direct further research to the development of adaptive control algorithms that take into account the variability of the properties of raw materials and the characteristics of specific technological equipment.

References

Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства: уч. 9-е изд., перераб. и доп. СПб.: Профессия, 2009. 416 с.

Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства: уч. СПб.: Профессия, 2005. 416 с.

ГОСТ 27842-88. Хлеб из пшеничной муки. Технические условия. Введ. 1990-01-01. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. 11 с.

Козьмина Н.П. Биохимия хлебопечения. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Пищевая промышленность, 1978.280 с.

Корячкина С.Я. Новые виды мучных кондитерских изделий. 2-е изд., перераб. и доп. Орел: Труд, 2006. 480 с.

Кузнецова Л.С., Сиданова М.Ю. Технология приготовления мучных кондитерских изделий: учебник. 6-е изд., стер. М.: Академия, 2013. 400 с.

Лурье И.С. Технохимический контроль сырья в кондитерском производстве. М.: Агропромиздат, 1987. 272 с.

Мармузова Л.В. Основы микробиологии, санитарии и гигиены в пищевой промышленности: учебник. 8-е изд., стер. М.: Академия, 2014. 160 с.

Матвеева И.В., Белявская И.Г. Биотехнологические основы приготовления хлеба. М.: ДеЛи принт, 2001. 150 с.

Пащенко Л.П., Жаркова И.М. Технология хлебобулочных изделий. М.: Колосс, 2008. 389 с.

Пучкова Л.И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства. 4-е изд., перераб. и доп. СПб.: ГИОРД, 2004. 264 с.

Романов А.С. Хлеб и хлебобулочные изделия. Сырье, технологии, ассортимент: уч. пос. - М.: ДеЛи плюс, 2016. 539 с.

Сборник технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий. М.: Прейскурантиздат, 1989. 495 с.

Скрипников Ю.Г. Производство хлеба, хлебобулочных и кондитерских изделий. М.: Агропромиздат, 1988. 113 с.

Цыганова Т.Б. Технология и организация производства хлебобулочных изделий: уч. М.: Академия, 2006. 448 с.

Additional Files

Published

2024-06-15

How to Cite

Krasavina, E. V., & Khasheva, I. A. (2024). Optimization of the fermentation process of bread dough using automated process control systems: temperature, humidity and time control. Bakery of Russia, 68(2), 10–17. Retrieved from https://hbreview.ru/index.php/hb/article/view/40

Issue

Section

TECHNOLOGY AND PRODUCTION