Коэкструзия процесіндегі көп дәнді шикізаттың балқыма ағынын атематикалық модельдеу

Коэкструзиялық процестің рационалды параметрлерін анықтау үшін экструдер арнасындағы көп дәнді қоспасының балқыма ағынының математикалық моделі жасалды. Математикалық модель қозғалыс теңдеуі мен энергияның сақталу теңдеуін және шекаралық шарттарды, сонымен қатар зерттелетін қоспаның балқыма ағынының реологиялық заңын қамтиды. Есептеулер нәтижесінде шнектің геометриялық параметрлері: экструдер арнасының тереңдігі мен ені, ағынның орташа жылдамдығы және жұмыс камерасының ұзындығы бойынша экструдаттың температурасы анықталды. Экструдаттың есептелген температурасын салыстыру T_к = 136,2 °С және оның тәжірибелік мәні T_к = 135 °С жоғары сәйкестікті көрсетеді. Экструдер арнасы арқылы қарастырылатын аймақта зерттелетін қоспа балқымасының тұтқыр сұйықтығының ағуының математикалық моделінің сандық шешімі экструдаттық балқыманың жылдамдығы мен қысымының өзгеру сипатын белгілеуге мүмкіндік береді. Алынған тәуелділіктер қос шнекті экструдерді есептеу және жобалау үшін негіз болды, оның әрбір шнегі үш аймақтан тұрады: бірінші қысу аймағы, ол үш бөлімді қамтиды: тиеу, сығымдау және мөлшерлеу; екі бөлімнен тұратын декомпрессиялық-экстракциялық аймақ: декомпрессия және экстракция; және екі секцияны қамтитын екінші қысу аймағы: гомогендеу және айдау. Қос шнекті экструдерді қолдану әртүрлі көп компонентті құрамдағы экструдталған бұйымдарды өндіру үшін экструдердің технологиялық мүмкіндіктерін кеңейтеді; жылумен қамтамасыз етуді реттеу арқылы өңделетін өнімнің құрамдас бөліктерінің физикалық-химиялық өзгерістерінің қажетті тереңдігін қамтамасыз етеді.

1. Оспанов А.А., Остриков А.Н., Муслимов Н.Ж., Джумабекова Г.Б. Технология производства коэкструдированных пищевых продуктов. Монография. – Алматы: ТОО "Нур-Принт", 2018. – 211 б.

2. Veremey E., Fatykhov Y., Alshevsky D. Coextrusion process modeling of high viscosity food masses // AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing LLC, 2021. – Т. 2419. – №. 1. – P. 030004.

3. Fatyhov U.A., Shumanov V.A., Zarudnyi V.A. A Mathematical model of the co-extruding process //Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. – 2015. – №. 3. – P. 41-43.

4. Adekola K.A. Engineering review food extrusion technology and its applications //Journal of Food Science and Engineering. – 2016. – Т. 6. – №. 3. – P. 149-168.

5. Jun Ho Mun, Ju Hyeon Kim, Sang Ho Mun and See Jo Kim. Modeling and numerical simulation of multiflux die in the multilayer co-extrusion process / Korea-Australia Rheology Journal, 29(1), 51-57 (February 2017).

6. A. Hammer, W. Roland, C. Marschik, G. Steinbichler. Predicting the co-extrusion flow of non-Newtonian fluids through rectangular ducts – A hybrid modeling approach / Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 295, (2021). 104618.

7. Vynckier A. K. et al. Hot-melt co-extrusion: requirements, challenges and opportunities for pharmaceutical applications //Journal of pharmacy and pharmacology. – 2014. – Т. 66. – №. 2. – P. 167-179.

8. Chew S.C., Nyam K.L. Microencapsulation of kenaf seed oil by co-extrusion technology // Journal of food engineering. – 2016. – Т. 175. – P. 43-50.

9. Silva M.P. et al. Comparison of extrusion and coextrusion encapsulation techniques to protect Lactobacillus acidophilus LA3 in simulated gastrointestinal fluids // LWT. – 2018. – Т. 89. – P. 392-399.

10. Piazza L., Roversi T. Preliminary study on microbeads production by co-extrusion technology // Procedia Food Science. – 2011. – Т. 1. – P. 1374-1380.

11. Sun-Waterhouse D. et al. Storage stability of phenolic-fortified avocado oil encapsulated using different polymer formulations and co-extrusion technology // Food and Bioprocess Technology. – 2012. – Т. 5. – №. 8. – P. 3090-3102.

12. Goh K.M., Low S.S., Nyam K.L. The changes of chemical composition of microencapsulated roselle (Hibiscus sabdariffa L.) seed oil by co‐extrusion during accelerated storage // International Journal of Food Science & Technology. – 2021. – Т. 56. – №. 12. – P. 6649-6655.

13. Василенко В.Н. и др. Аналитическое определение температурных полей биополимеров в формующем канале экструдера при коэкструзии // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2014. – №. 1 (59). – C. 13-18.

14. Тихонова Н.В. Разработка и исследование качества коэкструзионных изделий – трубочек с подваркой из микроклонированной земляники садовой //Актуальные проблемы пищевой промышленности и общественного питания. – 2017. – C. 270-276.

15. Ospanov A., Timurbekova A., Muslimov N., Almaganbetova A., Zhalеlov D. The extrusion process of poly-cereal mixtures: study and calculation of the main parameters Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 2022. – V. 16. – P. 645-655 https://doi.org/10.5219/1756