vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestift-276Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ, МЕХАНИКАMECHANICAL ENGINEERING AND MECHANICSМОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМОВАНИЯ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ В КАНАЛАХ МАТРИЦ СТУПЕНЧАТО-ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯMODELING AND OPTIMIZATION OF PROCESSES OF SHAPING OF PASTAS IN CHANNELS OF MATRICES OF STEP-VARIABLE SECTIONГрудановВ. Я.GrudanovV. Ya.

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологий и технического обеспечения процессов переработки сельскохозяйственнойпродукции

D. Sc. (Engineering), Professor, Professor of Technology and Logistics Processes, Processing of Agricultural Products.

face@neicon.ruТорганА. Б.TorhanA. B.

кандидат технических наук, доцент кафедры технологий и технического обеспечения процессов переработки сельскохозяйственной продукции.

Ph. D, (Engineering), Assistant Professor of Technology and Logistics Processes, Processing of Agricultural Products.

anechkat@tut.byТкачеваЛ. Т.TkachyovaL. T.

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры охраны труда.

Ph. D., (Engineering), Assistant Professor, Assistant Professor of Department of Health and Safety.

face@neicon.ruБелорусский государственный аграрный технический университетBelarusian State Agrarian Technical University201621012017047383Copyright © Груданов В.Я., Торган А.Б., Ткачева Л.Т., 20172017Груданов В.Я., Торган А.Б., Ткачева Л.Т.Grudanov V.Y., Torhan A.B., Tkachyova L.T.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/276

В настоящее время неравномерность скоростей формования макаронных изделий по сечению матрицы является не решенной проблемой как в отечественной, так и в зарубежной практике.Конструкция матрицы является одним из определяющих факторов, влияющим на технико-экономические показатели работы пресса. Матрица включает в себя цилиндрический корпус с колодцами, расположенными на концентрическихокружностях, установленные внутри колодцев вкладыши со сквозными формующими отверстиями, сгруппированными в гнезда.Цель статьи - разработка методики и установление соотношения между пластичной и вязкой составляющими общего гидродинамического сопротивления при течении макаронного теста в канале ступенчато-переменного сечения. Разработана методика определения минимального давления формования, необходимого для преодоления предела текучести при сдвиге (предельного сопротивления сдвигу) макаронной тестовой массы, находящейся в каналах кругового, кольцевого,прямоугольного и произвольного сечений. Выполнена расчетная оценка этого давления при формовании тестовой массы первого и высшего сорта, а также теста на основе полукрупки для промышленно используемых типоразмеров каналовступенчато-переменного сечения. Показано, что в общем гидродинамическом сопротивлении преобладает вклад составляющей, обусловленной вязким сдвиговым деформированием при течении. Предложена методика приближенной расчетнойоценки скоростных и силовых параметров течения тестовой массы в каналах ступенчато-переменного сечения с применением модели Бингама. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании формующей оснастки, а также при разработке методов расчета процессов формования макаронной тестовой массы.

Currently velocity unevenness of forming pasta matrix over the cross section is an unsolved problem, both in domestic and in international practice.The construction of the matrix is one of the key factors influencing technical and economic indicators of pressing work. The matrix includes a cylindrical body with wells located on concentric circles, liners mounted within wells, shaping with through holes that are grouped in the nests.The aim of the work was to develop a methodology and establish it by the ratio between plastic and viscous components of the total hydrodynamic resistance in the flow of pasta dough in the channel of step-variable cross-section. The technique of determining the minimum pressure of the molding that is required to overcome the yield stress in shear (ultimate shear resistance) pasta in the channel of circular, annular, rectangular and arbitrary cross-sections, is developeds. Computational evaluation of this pressure in the molding of the dough of first and higher grades and test on the basis of polyrope used for industrial types and sizes of channels with stepped variable cross-section is made. It is shown that in general the hydrodynamic resistance is dominated by the contribution of the component due to viscous shear deformation in the course. An approximate method of estimating the speed and power of flow parameters pasta in the channels of step-variable cross section using the model of Bingam is proposed. The research results can be used in the design of the forming equipment, as well as in the development of methods of calculation of processes of formation and pasta dough.

макаронная тестовая массаформованиеканалтечениесопротивлениедавлениескоростьпроизводительностьpasta doughmoldingchannelcurrentresistancepressurevelocityperformanceReferencesШенкель, Г. Шнековые прессы для пластмасс: пер. с нем. / Г. Шенкель ; под ред. А. Я. Шапиро. – Л. : Госхимиздат,1962. – 467 с.Shenkel′, G. (1962), Shnekovye pressy dlya plastmass [Screw presses for plastics lane. with it], in Shapiro, A. Ya. (ed.),Goskhimizdat, Leningrad, RU.Elbirii, B. Matematical modeling of melting of polymers in barrier-screw extruders / B. Elbirii, J. T. Lindt // Polim. Eng.Sci. - 1983. – Vol. 23. - N 2. – P. 86-94.Elbirii, B. and Lindt, J. T. (1983), ″Matematical modeling of melting of polymers in barrier-screw extruders″, PolymerEngineering and Science, vol. 23, no. 2, pp. 86–94.Martin, J. Extruderzonen in denenWarmedurchLeitung und erzwungeneKonvektionabgefuhrtwird / J. Martin // Warmeubertrag. – Kunststoffanfbereit. – Dusseldorf, 1986. – S. 169–196.Martin, J. (1986), ″Extruderzonen in denen Warmedurch Leitung und erzwungene Konvektion abgefuhrt wird″,Warmeubertrag, Kunststoffanfbereit, Dusseldorf, DE, no. 2, pp. 169–196.Potente, H. Durchsatzgleichung fur Konventionele, Plastifizier‑- extruder / H. Potente, H. Lappe // Kunststoffe. – 1984. – Bd 34, N 3. – S 173–177.Potente, H. and Lappe, H. (1984), ″Potente Durchsatzgleichung fur Konventionele, Plastifizier‑ extruder″, Kunststoffe,bd. 34, no. 3, pp. 173–177.Melcion, I.P. La cnisson-extrusion dans le domainealimetaire: principe, applications, perspectives / I.P. Melcion, P. Colonna //Revue de l´alimentation animal. – 1983. – N 368. – S. 45–51, 53–54.Melcion, I.P. and Colonna, P. (1983), ″La cnisson-extrusion dans le domaine alimetaire: principe, applications,perspectives″, Revue de l´alimentation animal, no. 368, pp. 45–51, 53–54.Rossen, I. L. Food extrusion / I. L. Rossen, R. C. Miller // Food trchnology. – 1973. – N 27. – P. 46–53.Rossen, I. L. and Miller, R.C. (1973), ″Food extrusion″, Food technology, no. 27, pp. 46–53.Структурно-механические характеристики пищевых продуктов / А. В. Горбатов [и др.]; под ред. А. В. Горбатова. - М. : Легкая и пищевая промышленность, 1982. – 296 с.Gorbatov, A. V., Machikhin, S. A., Maslov, A. M., Tabachnikov, V. P., Machikhin, Yu. A. and Kosoi, V. D. (1982),Strukturno-mekhanicheskie kharakteristiki pishchevykh produktov [Structural and mechanical characteristics of the food], in Gorbatov A. V. (ed.), Light and Food Industry, Moscow, RU.Мачихин, Ю. А. Инженерная реология пищевых материалов / Ю. А. Мачихин, С. А. Мачихин. – М. : Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 216 с.Machihin, Y. (1981), Inzhenernaya reologiya pishchevykh materialov [Engineering rheology of food materials], Lightand food industrial st, Moscow, RU.Назаров, Н. И. Структурно-механические свойства макаронного теста / Н. И. Назаров, М. А. Калинина, Ю. В. Калинин // Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1971. – № 2 – С. 18–20.Nazarov, N. I., Kalinin, M. A. and Kalinin, Y. (1971), ″Structurally-mechanical properties of the pasta″, Bakery andconfectionery industry, vol. 2, pp. 18–20.Медведев, Г. М. Технология макаронного производства: учебник для вузов / Г. М. Медведев. – М. : Колос,1998. – 272 с.Medvedev, G. M. (1998), Tekhnologiya makaronnogo proizvodstva [The technology of production of pasta]: atextbook for high schools, Kolos, Moscow, RU.Груданов, В. Я. Процесс формования макаронных изделий в узлах прессования с улучшенными гидравлическимии технологическими характеристиками / В. Я. Груданов, А. Б. Торган, В. М. Поздняков // Весцi. НАН Беларусi. Сер. фiз.‑-тэхн. навук. – 2013. – № 2. – С. 58-65.Grudanov, V. Y., Torhan, A. B. and Pozdnyakov, V. M. (2013), ″The process of forming pasta pressing units withimproved processability and hydraulic″, Vestsi NAN Belarusi. Ser. fiz.-tekhn. navuk [Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physico-technical series], vol. 2, pp. 58–65.Назаров, Н.� И. Технология макаронного производства / Н. И. Назаров. – М. : Легкая и пищевая промышлен- промышленность, 1969. – 288 с.Nazarov, N. I. (1969), Tekhnologiya makaronnogo proizvodstva [Technology macaroni production], Light and FoodIndustry, Moscow, RU.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.