name: Научно-практические аспекты структурообразования в технологии получения многокомпонентных гранулированных концентрированных напитков
keyword_list: связующий раствор сушка системный анализ гранулирование структурообразование
abstract: Объекты: технологическая линия производства инстантированных многокомпонентных концентрированных напитков, гранулы киселя, экстракт клюквы, быстрорастворимые напитки.
  Цель: разработка научно-практических подходов к оптимальному управлению процессами формирования структуры инстантированных полидисперсных гранулированных напитков в условиях твердофазной механической активации исходного сырья.
  Методология и методы исследования. В работе использованы математические методы моделирования с применением системного анализа и синтеза технологических систем, которые объединяют в себе: системный, аналитический, энергетический, информационный подходы при рассмотрении объекта. Использовались методы эмпирического уровня определения органолептических, физических, химических свойств исследуемого объекта, математического моделирования и статической обработки полученных данных с применением литературно-патентного обзора и данных из периодических изданий. Особое внимание было уделено изучению динамически развивающихся систем, поскольку определение параметров объекта в процессе его трансформации является первоочередной задачей.
  Теоретические и практические результаты: На основе аналитических и экспериментальных исследований сформулированы и обоснованы требования к параметрам проведения процесса и аппаратурному оформлению технологии получения быстрорастворимых структурированных многокомпонентных продуктов на основе ягодного сырья, учитывающие физико-химические и физико-механические свойства дисперсных систем на всех стадиях их структурообразования. Разработана технология структурообразования, сушки (в том числе и с применением влагоемких сред), подготовки связующего раствора и возврата мелкодисперсной фракции в виде суспензии с рабочей жидкостью в технологический поток и обоснованы новые режимные параметры формования, совершенствования оборудования и устройств для проведения данного процесса. Представлено новое аппаратурное оформление основных операторов в линии получения инстантированных гранулированных напитков (патенты № 2540662, № 2693772, № 2704289, № 2739835, № 2748361) и программы для ЭВМ (№ 2021612367, № 2021612232). Подготовлены технические условия получения инстантированных гранулированных напитков с применением твердофазной механической активации крахмала ТУ 9195-001-16362254-19. Разработана технологическая инструкция по производству киселей быстрорастворимых, гранулированных. Предложены методики расчетов, и аппаратурное оформление получило внедрение на следующих предприятиях: ООО НПО «Здоровое питание», ООО «Пищевой Комбинат «Линфас», ООО «Инженер-механик», ООО «Биоцен», ООО «Славения». 
  Новизна: Установлены закономерности изменения физико-химических и структурно-механических свойств материала в линии производства инстантированных гранулированных напитков. Расширены научно-практические аспекты структурообразования инстант напитков в статических и динамических системах. Произведен структурный анализ и синтез технологической системы производства инстантированных гранулированных напитков, в результате которых были выявлены подсистемы, вносящие наибольшее возмущающее воздействие в уровень стабильности.  Выявлена взаимосвязь объемных фазовых критериальных параметров от структурно-механических свойств материала в технологическом потоке на каждой стадии процесса производства инстантированных продуктов в гранулированном виде. Определена возможность интенсификации поверхностных взаимодействий в дисперсных системах за счет применения твердофазной механической активации исходного сырья. Представлено влияние дисперсности системы на количественные и качественные показатели структурированного агломерированного продукта. Установлены функциональные связи в технологическом потоке формообразования заданной структуры, зависящей от подбора связующего раствора (жидкой фазы), с учетом плотности получаемого продукта. Установлены параметры, влияющие на качество готовой продукции и степень усадки материала, во время процесса сушки. Определены рациональные параметры проведения процесса структурообразования и сушки влажных дисперсных систем. Установлена закономерность формуемости влажных дисперсных систем в зависимости от структурно-механических свойств исходных полидисперсных материалов и физико-химических характеристик связующего раствора. Разработана математическая модель классификации гранулированного материала во влажном состоянии на основе межфазного взаимодействия в трехфазной системе при наложении вибрационного поля на сформированные агломераты. Расширены представления о структурно-реологических свойствах гранулированного материала во влажном состоянии в условиях динамических нагрузок. Установлены количественные показатели зависимостей структурно-механических свойств готовой продукции от параметров связующего раствора. Определены оптимальные параметры проведения процессов структурообразования, сушки и подготовки связующего раствора в технологическом потоке с применением твердофазной механической активации исходного сырья. Установлены области устойчивого режима зародышеобразования агломерированных частиц при формировании структуры инстант напитков. Расширено представление взаимосвязи структурно-механических свойств влажных дисперсных систем и сил капиллярно-пленочного и поверхностного натяжения. Разработаны параметры комплексного управления процессами, формирования инстант-напитков с применением механической активации. Синтезирована технологическая система получения инстантированных гранулированных напитков и проведен сравнительный анализ с существующим производством. Дана оценка уровня целостности существующей и разработанной технологических систем производства. Предложена методология анализа и синтеза технологического потока, основанная на принципе функционального взаимодействия между процессорами, операторами и подсистемами в линии производства инстантированных гранулированных напитков на основе растительного сырья. Установлены функциональные связи между основными процессорами, операторами и подсистемами, позволяющие контролировать и предопределять свойства перерабатываемого материала.
  Область применения: производство быстрорастворимых гранулированных напитков на основе ягодного сырья.
chairman_dissertation_council.name: Дмитрий
chairman_dissertation_council.surname: Бородулин
chairman_dissertation_council.patronymic: Михайлович
chairman_dissertation_council.position: Директор Института инженерных технологий, заведующий кафедрой «Инженерный дизайн»
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: F-1784-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 57190973304
chairman_dissertation_council.rinc_id: 279181
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Александр
organization_supervisor.surname: Просеков
organization_supervisor.patronymic: Юрьевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 65.53.35
rubrics.name: Производство пищевых концентратов
rubrics.code: 65.13.23
rubrics.name: Физические и физико-химические процессы
rubrics.code: 65.13.19
rubrics.name: Тепловая обработка пищевых продуктов
rubrics.code: 65.13.15
rubrics.name: Подготовительные процессы
rubrics.code: 65.13.13
rubrics.name: Оборудование пищевых производств общего назначения
oecds.code: 02.11.JY
oecds.name: FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY
speciality_codes.name: Процессы и аппараты пищевых производств
speciality_codes.code: 05.18.12
supervisors.fio: Попов А.М.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Процессы и аппараты пищевых производств
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Панфилов В.А.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Садов В.В.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технологии и средства механизации сельского хозяйства
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Орешина М.Н.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Процессы и аппараты пищевых производств
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" КЕМГУ КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1034205005801
protection_organization.supervisor_name: АЛЕКСАНДР
protection_organization.supervisor_surname: ПРОСЕКОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ЮРЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБОУ ВО "КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" КЕМГУ КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1034205005801
author_organization.supervisor_name: АЛЕКСАНДР
author_organization.supervisor_surname: ПРОСЕКОВ
author_organization.supervisor_patronymic: ЮРЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения