Registration Number
0826U003985, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
12-08-2026
popup.evolution
o
Чому дисертація має статус "Запланована"?
Title
Substantiation of the design and technological parameters of a vibro-hydraulic mixer of ingredients for the production of pectin-containing pastes
Author
Nataliia M. Mushtruk,
popup.head Volodymyr P. Vasyliv
popup.opponent Ihor Y. Stadnyk
popup.opponent Taras Mysiura
popup.review Iryna M. Bernyk
popup.review Maksym M. Hudzenko
popup.rada
National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
Description
Сучасний розвиток харчових технологій характеризується тенденцією до зростання попиту на функціональні продукти з підвищеним вмістом біологічно активних речовин та зниженим вмістом цукру, зокрема пектиновмісні пасти на основі рослинної сировини. Такі продукти є складними високов’язкими гетерогенними системами, стабільність і споживчі властивості яких значною мірою визначаються якістю процесу змішування інгредієнтів.
Наявні технології виробництва пектиновмісних паст та традиційні типи змішувального обладнання не забезпечують достатньої однорідності структури, стабільності фізико-хімічних показників і збереження біологічно активних компонентів за високого вмісту пектинових речовин. Особливої складності набуває оброблення структурованих і високов’язких середовищ, для яких характерні інтенсивне структуроутворення та схильність до розшарування.
Удосконалення процесу змішування та параметрів обладнання для виробництва пектиновмісних паст потребує впровадження інноваційних технічних рішень, здатних поєднувати високу інтенсивність масообміну з рівномірним розподілом компонентів у робочому об’ємі апарата за помірних енергетичних витрат. Перспективним напрямом у цьому контексті є застосування віброгідравлічного змішування, яке поєднує вібраційний та гідравлічний впливи на технологічне середовище.
Незважаючи на потенційні переваги віброгідравлічного підходу, сьогодні недостатньо дослідженими залишаються закономірності його впливу на реологічні, структурно-механічні та фізико-хімічні властивості пектиновмісних паст. Відсутність науково обґрунтованих математичних моделей, що враховують специфіку в’язких пектиновмісних систем та параметри вібраційного впливу, ускладнює оптимізацію конструктивно-технологічних параметрів змішувального обладнання.
У зв’язку з цим дослідження, спрямовані на теоретичне та експериментальне обґрунтування процесу віброгідравлічного змішування пектиновмісних паст і розроблення науково обґрунтованих рекомендацій щодо вдосконалення змішувального обладнання, є актуальними та мають важливе наукове і практичне значення для харчової промисловості.
З урахуванням вимог ресурсозбереження та раціонального використання сировинної бази розглянуто можливості залучення альтернативної рослинної сировини, зокрема гарбузів, у технологіях виробництва пектиновмісних паст. Систематизовано сучасні методи інтенсифікації процесів отримання пектиновмісних паст (механічні, теплові, гідродинамічні та комбіновані), оцінено їх вплив на ефективність екстракції пектинових речовин, структурно-механічні властивості паст і енергоефективність процесу, що дозволило обґрунтувати доцільність подальших досліджень, спрямованих на розроблення енергоефективних і ресурсозберігаючих технологічних рішень.
Графоаналітична обробка отриманих залежностей у математичному середовищі Excel дала змогу визначити раціональні інтервали параметрів робочих режимів спроєктованого приводного механізму вібролопатевого перемішування рідкого технологічного середовища. Встановлено, що виконавчі органи механізму з ексцентриситетом е=2–5 мм забезпечують ефективну роботу в діапазоні кутових швидкостей 65–80 рад/с, за якого досягається стабілізація амплітуди коливань на рівні 1,0–2,0 мм та реалізується інтенсивне вібромеханічне перемішування.
Аналіз енергетичних характеристик показав недоцільність використання приводного лопатевого валу з ексцентриситетом понад 2 мм. Зокрема за е=5 мм у частотному діапазоні 60–75 рад/с спостерігається суттєве зростання споживаної потужності до 3–14 кВт та питомих енерговитрат до 500–1700 Вт/кг, що у 6–9 разів перевищує відповідні показники для ексцентриситету е=2 мм за рахунок збільшення коливної маси системи.
Результати моделювання створюють теоретичне підґрунтя для обґрунтування раціональних режимів віброгідравлічного змішування та подальшої оптимізації технологічного процесу виробництва пектинових паст.
Визначено закономірності зміни в’язкості та міцності структури залежно від температури та концентрації цукру. Показано, що оптимальний вміст цукру забезпечує формування стабільної системи з високими показниками пружності та структурної міцності, а встановлені кореляційні зв’язки між вмістом пектинових речовин і функціонально-технологічними властивостями сировини дають змогу прогнозувати якість продукту на стадії підбору сировини.
Досліджено мікробіологічні показники пектинових паст і визначено їх вплив на термін зберігання продукції.
Registration Date
2026-07-27
popup.nrat_date
2026-07-27 / 2026-07-27
