The use of intelligent control algorithms to improve the quality and energy efficiency of bakery production
Keywords:
bakery production, intelligent control algorithms, optimization, energy efficiency, product quality, fuzzy logic, neural network, genetic algorithmsAbstract
The bakery industry is one of the key branches of the food industry, which plays an important role in providing the population with high-quality bakery products. However, despite the centuries-old history of development, this industry faces a number of problems related to improving product quality, reducing energy costs and optimizing production processes. Currently, a promising direction for solving these problems is the use of intelligent control algorithms based on artificial intelligence and machine learning methods. This article discusses the possibilities of using intelligent control algorithms to improve the quality and energy efficiency of bakery production. The analysis of existing approaches to the management of technological processes of baking is carried out, their disadvantages and limitations are revealed. The concept of an intelligent bakery production management system based on the use of fuzzy logic methods, neural networks and genetic algorithms is proposed. A mathematical model of the bread baking process has been developed, taking into account the influence of key factors such as temperature, humidity, baking time, etc. Based on this model, a software package has been created that implements algorithms for optimizing baking modes in order to achieve the required quality indicators of finished products while minimizing energy consumption. Experimental studies have been conducted on the basis of an existing bakery, which confirmed the effectiveness of the proposed approach. The application of the developed control system has allowed to improve the quality of products by 15%, reduce energy consumption by 12% and increase productivity by 10%. The results obtained are important for the development of the bakery industry and can be used in the modernization of existing and design of new bakeries. Further research will be aimed at expanding the functionality of the developed system, in particular, at implementing adaptive control algorithms that take into account changes in the characteristics of raw materials and environmental conditions in real time.
References
Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства: уч. 9-е изд., перераб. и доп. Под общ. ред. Л.И. Пучковой. СПб.: Профессия, 2005. 415 с.
Березина Н.А., Корячкина С.Я. Проектирование предприятий отраслей. Сб. задач по технологии производства хлебобулочных изделий: уч. пос. для высш. проф. обр. Орел: Изд-во ФГБОУ ВПО «Госуниверситет – УНПК», 2012. 178 с.
Веселов Г.Е., Лысь Н.А., Лысь А.Е. Опыт поэтапного совершествование инженерного образования // Высшее образование в России. 2017. № 5. С. 15-22.
Дряхлов Е. Экологические аспекты устойчивого подхода // ПродИндустрия. 2021. № 4. С. 15-21.
Ельцов В.В. Условия формирования профессиональных инженеров в Российской Федерации // Инженерное образование. 2020. Вып. 28. С. 31-41.
Ким И.Н., Комин А.Э. Инженерные компетенции для сельского хозяйства 4.0 // Экономика сельского хозяйства. 2022. № 6. С. 43-54
Комин А.Э., Ким И.Н., Бородин И.И. Проблемы подготовки инженерных кадров в аграрном вузе (на примере ФГБОУ ВО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия // Аграрный вестник Верхневолья. 2021. № 2. С. 90-94.
Комоликов А.С., Ахмедова Д.К. Влияние ультразвука на процесс замеса и расстойки теста // Явление переноса в процессах и аппаратах химических и пищевых производств: мат. Междунар. науч.-практ. конф. посв. 100-летию со дня рождения М.Х. Кишиневского. Воронеж, 2016. С. 79-84.
Остриков А.Н., Шевцов А.А., Тертычная Т.Н., Сердюкова Н.А. Технология получения гранул из шрота семян рапса с использованием двухступенчатого каскадного парокомпрессионного теплового насоса // Хранение и переработка сельхозсырья. 2021. № 3. С. 22-30.
Поваляев А.Н. Импортозамещение искусственного интеллекта // Мясные технологии, 2022. № 9. С. 30-31.
Тихомирова, В.А. Продовольственная безопасность: сущность понятия // Вестник РЭУ им. Г.В. Плеханова. 2015. № 6(84). С. 123-129.
Шевцов А.А., Бунин Е.С., Ткач В.В., Сердюкова Н.А. Эффективное внедрение парокомпрессионного теплового насоса в линию комплексной переработки семян масличных культур // Хранение и переработка сельхозсырья. 2018. № 1. С. 60-64.
Shevtsov A.A., Tertychnaya T.N., Serdyukova N.A., Tkach V.V. Energy-efficient and environmentally friendly technology for producing fatty acid esters // IOP conference series: earth and environmental science. IOP Publishing, 2021. V. 640. № 4. рр. 8-42.
