DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2023.53.121-130

Результати експериментальних досліджень малогабаритного експандера кормів

Е.Б. Алієв, В.Ю. Дудін, М. О. Лінко

Об авторах

Е.Б. Алієв, старший дослідник, доктор технічних наук, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, e-mail: aliev@meta.ua, ORCID ID: 0000-0003-4006-8803

В.Ю. Дудін, доцент, кандидат технічних наук, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна, e-mail: dudin.v.yu@dsau.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-1414-7690

М. О. Лінко, аспірант, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, м. Дніпро, Україна

Анотація

Застосування експандерів є необхідним у виробництві кормів і харчових продуктів, оскільки ці технічні засоби дозволяють покращити якість і поживні характеристики кінцевого продукту. Завдяки їх високій продуктивності і можливості регулювання тиску, експандери забезпечують ефективну обробку матеріалів, зберігаючи при цьому їх корисні властивості. Отже, оптимізація технологічних параметрів для формування експандатів залишається актуальною задачею в інжинірингу експандерів. Метою досліджень є обґрунтування конструктивно-технологічних параметрів малогабаритного експандера кормів експериментальним шляхом. В результаті експериментальних досліджень малогабаритного експандера кормів встановлені залежності зміни продуктивності експандера Q, його споживаної потужності N, питомої енергоємності процесу експандування q і щільності отриманих експандатів ρ від вологості комбікорму W, зазору між конусом та гайкою δс, частоти обертання гвинта n. Знайшовши в програмному пакеті Wolfram Cloud значення факторів досліджень при якому спостерігається мінімальне значення питомої енергоємності процесу експандування q = 30,7 кВт∙год/т встановлено, що W = 27,1 %, δс = 3,7 мм, n = 54,4 об/хв. При цьому продуктивність складала Q = 28,8 кг/год, споживана потужність N = 879 Вт, а щільність експандатів ρ = 336 кг/м3.

Ключові слова

корма, експандер, експеримент, параметри, продуктивність, енергоємність, вологість, частота обертання, зазор, конус

Повний текст:

PDF

References

1.Aliyev, E. B., Mykolenko, S. Yu., Sova, N. A. et al. (2022). Tekhniko-tekhnolohichne zabezpechennya bezvidkhodnoyi pererobky zernovoyi syrovyny u kharchovi produkty i kormy: kolektyvna monohrafiya [Technical and technological support of waste-free processing of grain raw materials into food products and fodder: collective monograph / by general]. E. B. Aliyeva (Eds.). Dnipro: LIRA ISBN 978-966-981-687-0. http://aliev.in.ua/doc/knigi/kniga_6.pdf [in Ukrainian].

2.Offiah, V., Kontogiorgos, V. & Falade, K. O. (2019). Extrusion processing of raw food materials and by-products: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 59 (18), 2979–2998. https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1480007 [in English].

3.Leonard, W., Zhang, P., Ying D. & Fang Z. (2020). Application of extrusion technology in plant food processing byproducts: An overview. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 19 (1), 218–246. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12514 [in English].

4.Adekola, K. A. (2016). Engineering review food extrusion technology and its applications. Journal of Food Science and Engineering, 6 (3), 149–168. https://doi.org/10.17265/2159-5828/2016.03.005 [in English].

5.Bordoloi, R. & Ganguly, S. (2014). Extrusion technique in food processing and a review on its various technological parameters. Indian Journal of Scientific Research and Technology, 2 (1), 1–3 [in English].

6.Singh, S., Gamlath, S. & Wakeling, L. (2007). Nutritional aspects of food extrusion: A review. International Journal of Food Science and Technology, 42 (8), 916–929. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2006.01309.x [in English].

7.Jozinović, A., Ačkar, Đ., Babić, J., Miličević, B., Jokić, S. & Šubarić, D. (2017). The application of some food industry by-products in the production of extruded products. Enineering Power: Bulletin of the Croatian Academy of Engineering, 12 (1), 2–6 [in English].

8.Park, S. H., Lamsal B. P. & Balasubramaniam V. M. (2014). Principles of food processing. Food processing: principles and applications. Second Edition: 1–15. https://doi.org/10.1002/9781118846315.ch1 [in English].

9.Choton, S., Gupta, N., Bandral J. D., Anjum, N. & Choudary, A. (2020). Extrusion technology and its application in food processing: A review. The Pharma Innovation Journal, 9 (2) , 162–168. https://doi.org/10.22271/tpi.2020.v9.i2d.4367 [in English].

10.Ramachandra, H. G. & Thejaswini, M. L. (2015). Extrusion technology: a novel method of food processing. International Journal of Innovative Science, Engineering and Technology, 2 (4) , 358–369 [in English].

11.Shelar, G. A. & Gaikwad, S. T. (2019). Extrusion in food processing: An overview. The Pharma Innovation Journal, 8 (2) , 562–568 [in English].

12.Navale, A. S., Swami, B. S., Thakor, N. J. (2015). Extrusion cooking technology for foods: A Review. Journal of Ready to Eat Food, 2 (3) , 66–80 [in English].

13.Singh, B., Sharma, C. & Sharma S. (2017). Fundamentals of extrusion processing. Novel Food Processing Technologies. New Delhi: New India Publishing Agency. 1–45. https://doi.org/10.31219/osf.io/xqa5n [in English].

14.Alam, M. S., Kaur, J., Khaira, H. & Gupta, K. (2016). Extrusion and extruded products: Changes in quality attributes as affected by extrusion process parameters: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 56 (3) , 445–473. https://doi.org/10.1080/10408398.2013.779568 [in English].

15.Roye, C., Henrion, M., Chanvrier, H., De Roeck, K., De Bondt, Y., Liberloo, I., King, R. & Courtin, C. M. (2020). Extrusion-Cooking Modifies Physicochemical and Nutrition-Related Properties of Wheat Bran. Foods, 9(6), 738. https://doi.org/10.3390/foods9060738 [in English].

16.Ajita, T. & Jha, S. K. (2017). Extrusion cooking technology: Principal mechanism and effect on direct expanded snacks – An overview. International Journal of Food Studies, 6 (1), 113–128. https://doi.org/10.7455/ijfs/6.1.2017.a10 [in English].

17.Fancher, B. I., Rollins, D. & Trimbee, B. (1996). Feed Processing Using the Annular Gap Expander and Its Impact on Poultry Performance1. Journal of Applied Poultry Research, 5 (4), 386–394. DOI: 10.1093/japr/5.4.386 [in English].

18.Guy, R. (2001). Extrusion Cooking. Technologies and Applications. CRC Press Inc. Boca Ration. FL. 206 p. Retrieved from: https://mastermilk.com/uploads/biblio/extrusion_cooking_techniques_ applications.pdf [in English].

19.Dudin, V. Yu. & Huba, Ye. V. (2016). Eksperymentalni doslidzhennia dyskovoho podribniuvacha zerna [Experimental studies of the disk grain chopper]. Nastoiashchy yzsledvanyia y razvytye – 2016: 12-a mezhdunarodna nauchna praktychna konferentsyia, Vol.8. Lekarstvo. Byolohyy. Khymyia y khymychesky tekhnolohyy. Ekolohyia. Heohrafyia y heolohyia. Selsko stopanstvo (15–22-ty yanuary 2016). Sofyia. «Bial HRAD-BH» OOD: 85–87. [in Ukrainian].

20.Dudin V. Yu. & Korniienko A. A. (2016). Eksperymentalni doslidzhennia protsesu zmishuvannia sypkykh kormiv [Experimental studies of the process of mixing loose fodder.]. Kluczowe aspekty naukowej działalności – 2016: XII Międzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji, Vol. 8. Matematyka. Fizyka. Budownictwo i architektura. Rolnictwo. Techniczne nauki (7–15 stycznia 2016 roku). Przemyśl. Nauka i studia: 30–32. [in Ukrainian].

21.Aliiev, E. B., Linko, M. O. & Aliieva, O. Yu. (2022). Symuliatsiia protsesu ekspandovanoho pryhotuvannia kormiv [Simulation of the process of expanded feed preparation]. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 5(36), II, 176–185. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2022.5(36).2.176-185 [in Ukrainian].

22.Aliiev, E., Dudin, V. & Linko, M. (2022). Physico-mathematical apparatus for numerical modelling of feed expander. Machinery & Energetics, 13(3), 9-16. https://doi.org/10.31548/machenergy.13(3).2022.9-16 [in English].

Пристатейна бібліографія

1. Техніко-технологічне забезпечення безвідходної переробки зернової сировини у харчові продукти і корми: колективна монографія / Е. Б.Алієв та ін. ; за заг. ред. Е. Б. Алієва. Дніпро: ЛІРА, 2022 . 192 с. ISBN 978-966-981-687-0. http://aliev.in.ua/doc/knigi/kniga_6.pdf (дата звернення: 17.08.2023)

2. Offiah V., Kontogiorgos V., Falade K. O. Extrusion processing of raw food materials and by-products: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2019. 59 (18). 2979–2998. https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1480007.

3. Leonard W., Zhang P., Ying D., Fang Z. Application of extrusion technology in plant food processing byproducts: An overview. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2020. 19 (1): 218–246. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12514.

4. Adekola K. A. Engineering review food extrusion technology and its applications. Journal of Food Science and Engineering. 2016. 6 (3): 149–168. https://doi.org/10.17265/2159-5828/2016.03.005.

5. Bordoloi R., Ganguly S. Extrusion technique in food processing and a review on its various technological parameters. Indian Journal of Scientific Research and Technology. 2014. 2 (1): 1–3.

6. Singh S., Gamlath S., Wakeling L. Nutritional aspects of food extrusion: A review. International Journal of Food Science and Technology. 2007. Vol. 42 (8): 916–929. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2006.01309.x.

7. Jozinović A., Ačkar Đ., Babić J., Miličević B., Jokić S., Šubarić D. The application of some food industry by-products in the production of extruded products. Engineering Power: Bulletin of the Croatian Academy of Engineering. 2017. 12 (1): 2–6.

8. Park S. H., Lamsal B. P., Balasubramaniam V. M. Principles of food processing. Food processing: principles and applications. Second Edition. 2014. 1–15. https://doi.org/10.1002/9781118846315.ch1.

9. Choton S., Gupta N., Bandral J. D., Anjum N., Choudary A. Extrusion technology and its application in food processing: A review. The Pharma Innovation Journal. 2020. 9 (2): 162–168. https://doi.org/10.22271/tpi.2020.v9.i2d.4367

10. Ramachandra H. G., Thejaswini M. L. Extrusion technology: a novel method of food processing. International Journal of Innovative Science, Engineering and Technology. 2015. 2 (4): 358–369.

11. Shelar G. A., Gaikwad S. T. Extrusion in food processing: An overview. The Pharma Innovation Journal. 2019. 8 (2): 562–568.

12. Navale A. S., Swami B. S., Thakor N. J. Extrusion cooking technology for foods: A Review. Journal of Ready to Eat Food. 2015. 2 (3): 66–80.

13. Singh B., Sharma C., Sharma S. Fundamentals of extrusion processing. Novel Food Processing Technologies. New Delhi: New India Publishing Agency. 2017. 1–45. https://doi.org/10.31219/osf.io/xqa5n

14. Alam M. S., Kaur J., Khaira H., Gupta K. Extrusion and extruded products: Changes in quality attributes as affected by extrusion process parameters: A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2016. 56 (3): 445–473. https://doi.org/10.1080/10408398.2013.779568.

15. Roye C., Henrion M., Chanvrier H., De Roeck K., De Bondt Y., Liberloo I., King R., Courtin C. M. Extrusion-Cooking Modifies Physicochemical and Nutrition-Related Properties of Wheat Bran. Foods. 2020. 9(6): 738. https://doi.org/10.3390/foods9060738

16. Ajita T., Jha S. K. Extrusion cooking technology: Principal mechanism and effect on direct expanded snacks – An overview. International Journal of Food Studies. 2017. 6 (1): 113–128. https://doi.org/10.7455/ijfs/6.1.2017.a10.

17.Fancher B. I., Rollins D., Trimbee B. Feed Processing Using the Annular Gap Expander and Its Impact on Poultry Performance1. Journal of Applied Poultry Research. 1996. 5 (4): 386–394. DOI: 10.1093/japr/5.4.386

18.Guy R. Extrusion Cooking. Technologies and Applications. CRC Press Inc. Boca Ration. FL. 2001. 206 p. URL: https://mastermilk.com/uploads/biblio/extrusion_cooking_techniques_ applications.pdf

19. Дудін В. Ю., Губа Є. В. Експериментальні дослідження дискового подрібнювача зерна. Материали за 12-а международна научна практична конференция, «Настоящи изследвания и развитие – 2016». Том 8. Лекарство. Биологии. Химия и химически технологии. Екология. География и геология. Селско стопанство (15–22-ти януари 2016). София. «Бял ГРАД-БГ» ООД, 2016. C. 85–87.

20. Дудін В. Ю., Корнієнко А. А. Експериментальні дослідження процесу змішування сипких кормів. Materiały XII Międzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Kluczowe aspekty naukowej działalności - 2016» Volume 8. Matematyka. Fizyka. Budownictwo i architektura. Rolnictwo. Techniczne nauki (7–15 stycznia 2016 roku). Przemyśl. Nauka i studia, (2016). P. 30–32.

21. Алієв, Е. Б., Лінко, М. О., Алієва, О. Ю. Симуляція процесу експандованого приготування кормів. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2022. Вип. 5(36), ч.IІ. С.176–185. https://doi.org/10.32515/2664-262X.2022.5(36).2.176-185

22. Aliiev E., Dudin V., Linko M. Physico-mathematical apparatus for numerical modelling of feed expander. Machinery & Energetics. 2022. 13(3). P. 9-16. https://doi.org/10.31548/machenergy.13(3).2022.9-16

Copyright (c) 2023 Е.Б. Алієв, В.Ю. Дудін, М. О. Лінко