Modeling of the process of centrifugal mixing minced meat to optimize the production process of chopped meat semi-finished products

Abstract

One of the key problems of ensuring the quality of minced meat for sausage products is the effective structuring of components and uniform mixing of ingredients. To solve it, a multifunctional mixture based on whey protein was used in the centrifugal mixing process. According to the results of the research, the content of whey protein, sodium alginate and soy fiber was optimized and a recipe with high indicators of fat and moisture retention capacity, digestibility, pH-activity and other functional and technological parameters was developed. The proposed recipe ensures an increase in the balance of the amino acid composition and improvement of the quality of the finished product. The physical and mechanical properties of minced meat were evaluated by the method of physical and mathematical modeling using the second Federman-Buckingham similarity theory and dimensional theory. A criterion equation was obtained using the Froude, Euler and Sherwood criteria, which allowed establishing the dependencies between the main technological factors of the process. Based on a comprehensive criteria approach, recommended mixer operating modes for preparing minced meat under centrifugal influence were determined.

Однією з ключових проблем забезпечення якості фаршу для ковбасних виробів є ефективне структурування компонентів і рівномірне змішування інгредієнтів. Для її розв’язання у процесі відцентрового перемішування застосовано багатофункціональну суміш на основі сироваткового протеїну. За результатами досліджень оптимізовано вміст сироваткового протеїну, альгінату натрію та соєвої клітковини й розроблено рецептуру з високими показниками жиро- та вологоутримуючої здатності, засвоюваності, pH-активності та інших функціонально-технологічних параметрів. Запропонована рецептура забезпечує підвищення збалансованості амінокислотного складу та покращення якості готової продукції. Фізико-механічні властивості фаршу оцінювали методом фізико-математичного моделювання з використанням другої теорії подібності Федермана—Бекінгема та теорії розмірностей. Отримано критеріальне рівняння з використанням критеріїв Фруда, Ейлера та Шервуда, яке дозволило встановити залежності між основними технологічними факторами процесу. На основі комплексного критеріального підходу визначено рекомендовані режими роботи змішувача для підготовки фаршу в умовах відцентрового впливу.