Науково обґрунтоване проєктування робочих органів формувального устаткування харчових підприємств на основі методів обчислювальної гідротермодинаміки

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorФедорів, Віктор
dc.contributor.authorМартинюк, Андрій
dc.contributor.authorСтечишин, Мирослав
dc.contributor.authorКурской, Володимир
dc.contributor.authorFedoriv, Viktor
dc.contributor.authorMartynyuk, Andrii
dc.contributor.authorStechyshyn, Myroslav
dc.contributor.authorKurskoi, Volodymyr
dc.date.accessioned2026-05-07T06:28:30Z
dc.date.available2026-05-07T06:28:30Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractУ роботі наведено науково обґрунтовані методи проєктування робочих органів формувального обладнання для харчової промисловості на основі аналізу структурно-технологічних характеристик тіста. Об’єктом вивчення стала реологічна поведінка та процес структуроутворення бубличного тіста під час циклічно-неперервного валкового нагнітання. Для визначення взаємозв’язків між тиском стиснення, ефективною в’язкістю та градієнтом швидкості зсуву застосовано методи термо-гідродинамічного аналізу та реометрії. Теоретично і експериментально встановлено, що зміна допустимого напруження зсуву залежить від швидкості руху тіста по поверхні валка і товщини шару стиснення. З’ясовано, що інтенсивна механічна обробка протягом 3 секунд призводить до рівномірного зниження напруження зсуву до 300 Па, що пов’язано з перерозподілом вологи та зміною стану колоїдів. Отримані кількісні дані щодо рівня стиснення тіста при різних технологічних зазорах можуть бути інтегровані в CFD-моделі для прогнозування якості кінцевої продукції. Практична значущість роботи полягає у можливості скорочення технологічного циклу та збільшенні питомого об’єму виробів на 22% за рахунок оптимізації конструктивних параметрів нагнітального вузла.
dc.description.abstractThe paper presents scientifically substantiated approaches to the design of working bodies of forming equipment for the food industry, based on a comprehensive analysis of the structural and technological characteristics of dough systems. The relevance of the study is обусловлена the need to intensify forming operations while maintaining stable rheological properties of dough and ensuring high and reproducible quality of finished products. The object of the research was the rheological behavior and structure formation of bagel dough under conditions of cycliccontinuous roller injection, which combines periodic compression with continuous material transport. To establish quantitative relationships between compression pressure, effective viscosity, and shear rate gradient, methods of thermo-hydrodynamic analysis were applied in combination with experimental rheometry. The dough was considered as a complex viscoplastic dispersed system whose properties change under short-term intensive mechanical action. Theoretical modeling was supported by experimental determination of shear stress and viscosity at various roller speeds and technological gaps. It was theoretically and experimentally confirmed that the allowable shear stress is a nonlinear function of the dough movement velocity along the roller surface and the thickness of the compressed layer. An increase in roller speed and a decrease in the compression gap intensify shear deformation, which leads to partial structural breakdown followed by stabilization of the dough matrix. It was established that intensive mechanical processing for 3 seconds results in a uniform reduction of shear stress to approximately 300 Pa. This effect is associated with moisture redistribution within the dough, relaxation of the gluten network, and changes in the state of colloidal components, which together promote more homogeneous structure formation. The obtained quantitative data on dough compression levels at different technological gaps can be directly integrated into CFD models for predictive simulation of forming processes and final product quality. The practical significance of the research lies in the possibility of optimizing the design and operating parameters of the injection unit, which allows a reduction of the technological cycle duration and an increase in the specific volume of finished products by up to 22%, while ensuring stable forming and improved consumer properties.
dc.identifier.citationФедорів В., Мартинюк А., Стечишин М., Курской В. Науково обґрунтоване проєктування робочих органів формувального устаткування харчових підприємств на основі методів обчислювальної гідротермодинаміки // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences. 2026. Vol. 363, No. 2. P. 483-489.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.31891/2307-5732-2026-363-64
dc.identifier.urihttps://elar.khmnu.edu.ua/handle/123456789/21047
dc.language.isouk
dc.publisherХмельницький національний університет
dc.subjectінноваційне устаткування
dc.subjectвалковий нагнітач
dc.subjectобчислювальна гідродинаміка
dc.subjectреологічні властивості тіста
dc.subjectефективна в’язкість
dc.subjectнапруження зсуву
dc.subjectмодуль стиснення
dc.subjectструктура потоку
dc.subjectгазоутримна здатність
dc.subjectпитомий об’єм
dc.subjectinnovative equipment
dc.subjecteffective viscosity
dc.subjectroller pump
dc.subjectcomputational fluid dynamics (CFD)
dc.subjectrheological properties of dough
dc.subjectshear stress
dc.subjectcompression modulus
dc.subjectflow structure
dc.subjectgas-retaining capacity
dc.subjectspecific volume
dc.subject.udc664.6:532.13
dc.titleНауково обґрунтоване проєктування робочих органів формувального устаткування харчових підприємств на основі методів обчислювальної гідротермодинаміки
dc.title.alternativeScientific design of working bodies of forming equipment of food enterprises based on methods of column hydrothermodynamics
dc.typeСтаття
Файли
Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Назва:
(363)+VKNU-TS-2026-N2_p483-489.pdf
Розмір:
718.97 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Назва:
license.txt
Розмір:
4.26 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити
Зібрання
Вісник ХНУ. Технічні науки - 2026 рік