vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2019-57-3-357-367vestiag-358Research ArticleПЕРАПРАЦОЎКА І ЗАХАВАННЕ СЕЛЬСКАГАСПАДАРЧАЙ ПРАДУКЦЫІPROCESSING AND STORAGE OF AGRICULTURAL PRODUCTIONПроцесс измельчения пророщенного зерна ржи, пшеницы и тритикале в комбинированной сушилке-диспергатореProcess of crushing sprouted grains of rye, wheat and triticale in combined disperser dryerШаршуновВ. А.SharshunovV. A.

Шаршунов Вячеслав Алексеевич – член-корреспондент НАН Беларуси, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры охраны труда и экологии.

пр. Шмидта, 3, 212027, Могилев.

Sharshunov Vyacheslav A. - Corresponding Member of NAS of Belarus, D.Sc. (Engineering), Professor.

3,  Schmidt  Ave, 212027 Mogilev.

mgup@mogilev.byКиркорМ. А.KirkorM. A.

Киркор Максим Александрович – кандидат технических наук, доцент, ректор.

пр.   Шмидта, 3, 212027, Могилев.

Kirkor Maksim A. - D.Sc. (Engineering), Associate Professor.

3, Schmidt Ave, 212027 Mogilev.

mgup@mogilev.byЕвдокимовА. В.EvdokimovA. V.

Евдокимов Александр Владимирович – старший преподаватель.

пр. Шмидта, 3, 212027, Могилев.

Evdokimov  Alexander  V.

3, Schmidt Ave, 212027 Mogilev.

evdokimov.mgup@mail.ruМогилевский государственный университет продовольствияMogilev State University of Food Technologies201916082019573357367Copyright © Шаршунов В.А., Киркор М.А., Евдокимов А.В., 20192019Шаршунов В.А., Киркор М.А., Евдокимов А.В.Sharshunov V.A., Kirkor M.A., Evdokimov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/358

Одним из перспективных продуктов для получения натуральных пищевых добавок может стать измельченное пророщенное зерно различных злаковых культур до порошкообразного материала. Выбор способа механического воздействия на пророщенное зерно напрямую зависит от физико-механических свойств материала. Наиболее перспективными являются сушильно-измельчающие установки комбинированного типа на основе взаимодействия взвешенного слоя и измельчающих устройств с ножевым ротором. Это позволяет обеспечить эффективное использование деформаций сдвига и среза для получения конечного продукта заданного гранулометрического состава. В статье исследованы способы механического воздействия на пророщенное зерно и выделен наименее энергоемкий. Установлено, что для измельчения наиболее перспективными являются установки комбинированного типа. На основании проведенных исследований обоснована и практически реализована конструкция комбинированнной сушилки со встроенным роторным измельчителем (сушилка-диспергатор). Для изучения процесса термомеханической обработки высоковлажного пищевого сырья спроектирован и изготовлен экспериментальный стенд, позволяющий реализовывать и изучать совмещенные процессы сушки и измельчения. Рассмотрена задача построения математической модели процесса измельчения пророщенного зерна в сушилке-диспергаторе, основанная на методе Лагранжа. Предложена математическая модель процесса измельчения пророщенного зерна в аппарате с закрученными потоками на основе теории П. А. Ребиндера. Получена математическая модель упруго-пластического деформирования пророщенного зерна в условиях одноосного статического погружения. Изучена зависимость гранулометрического состава готового продукта от производительности сушилки-диспергатора, температуры сушильного агента, частоты вращения ротора измельчителя, начальной влажности пророщенного зерна. Определены критерии Фруда. Выводы и практические рекомендации будут способствовать решению задач по повышению качества, безопасности и конкурентоспособности, а также увеличению экспортных возможностей отечественной пищевой и сельскохозяйственной продукции.

One of promising products for obtaining natural food additives can be germinated grain of various cereals crushed to powder. Selection of mechanical impact method on germinated grain directly depends on physical-and-mechanical properties of the material. The most promising are drying and grinding installations of combined type based on interaction of suspended layer and grinding devices with blade rotor. It allows to ensure efficient use of shear and cut deformations to obtain the final product of the required particle size distribution. The paper presents results on study of mechanical impact methods on germinated grain and the least energy-intensive method is defined. It is determined that the most promising for grinding are units of combined type. Based on the research conducted, the design of combined dryer with integrated rotary chopper (disperser dryer) has been substantiated and practically implemented. Experimental test installation was designed and manufactured to study the process of thermomechanical processing of high-moisture food raw materials. It allows to implement and study drying and grinding combined processes. Mathematical model building task for grinding process of germinated grain in disperser dryer based on Lagrange method is considered. Mathematical model of grinding process of germinated grain in unit with twisted flow based on Rehbinder theory is proposed. Mathematical model of elastic-plastic deformation of germinated grain under uniaxial static immersion is obtained. Correlation of granulometric composition of finished product with performance of disperser dryer, temperature of drying agent, shredder rotor rotation speed, initial moisture content in germinated grain have been studied. Froude number is defined. Conclusions and practical recommendations will contribute to solving problems of improving quality, safety and competitiveness, as well as increasing export potential of domestic food and agricultural products.

злаковые культурыбиологически активные веществапищевые добавкипророщенное зерноизмельчениесушилка-диспергаторроторножипараметрысельскохозяйственная продукцияcereal cropsbiologically active substancesfood additivesgerminated graingrindingdisperser dryerrotorbladesparametersagricultural productsReferencesБурова, Н. О. Особенности технологии ржано-пшеничного хлеба с сухим измельченным пророщенным зерном ржи / Н. О. Бурова, А. Г. Григорьева // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения : материалы междунар. науч.-практ. конф. / Марийс. гос. ун-т. – Йошкар-Ола, 2015. – Вып. 17. – С. 283–284.Burova N. O., Grigor’eva A. G. Technological features of rye-wheat bread production with dry milled germinated rye grains. Aktual’nye voprosy sovershenstvovaniya tekhnologii proizvodstva i pererabotki produktsii sel’skogo khozyaistva: Mosolovskie chteniya : materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Topical issues of improving the technology of production and processing of agricultural products: Mosolovskie readings: proceedings of the international scientific-practical conference]. Yoshkar-Ola, 2015, iss. 17, pp. 283–284 (in Russian).Процесс измельчения зерна пшеницы при производстве хлебобулочных изделий функционального назначения / Ю. В. Гончаров [и др.] // Технология и товароведение инновац. пищевых продуктов. – 2015. – № 4 (33). – С. 41–47.Goncharov Yu. V., Koryachkin V. P., Goncharovskii D. A., Panenkova A. S., Makogon D. A. Crushing of grain in production bakery goods of a functional purpose. Tekhnologiya i tovarovedenie innovatsionnykh pishchevykh produktov = Technology and the study of merchandise of innovative foodstuffs, 2015, no. 4 (33), pp. 41–47 (in Russian).Шаршунов, В. А. Разработка направлений совершенствования оборудования для получения порошковых пищевых добавок из пророщенного зерна / В. А. Шаршунов, В. А. Шуляк, А. В. Евдокимов // Вес. Нац. акад. навук Беларуси. Сер. аграр. навук. – 2009. – № 4. – С. 114–119.Sharshunov V. A., Shulyak V. A., Evdokimov A. V. Developing the directions of perfection of equipment for preparing powder food additives from sprouted grains. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya agrarnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian series, 2009, no. 4, pp. 114–119 (in Russian).Шаршунов, В. А. Расчет параметров влагообмена при термомеханической обработке проращенного зерна в комбинированной сушилке-диспергаторе / В. А. Шаршунов, А. А. Смоляк, А. В. Евдокимов // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. аграр. навук. – 2012. – № 1. – С. 109–114.Sharshunov V. A., Smolyak A. A., Evdokimov A. V. Calculation of moisture exchange parameters in the process of thermomechanical treatment of grains in a combined dryer-dispergator. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya agrarnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian series, 2012, no. 1, pp. 109–114 (in Russian).Наумов, И. А. Совершенствование кондиционирования и измельчения пшеницы и ржи / И. А. Наумов. – М. : Колос, 1975. – 175 с.Naumov I. A. Improving the conditioning and grinding of wheat and rye. Moscow, Kolos Publ., 1975. 175 p. (in Russian).Жислин, Я. М. Оборудование для производства комбикормов, обогатительных смесей и премиксов / Я. М. Жислин. – 2-е изд., доп. и перераб. – М. : Колос, 1981. – 319 с.Zhislin Ya. M. Equipment for the production of compound feeds, fortifiers and premixes. 2nd ed. Moscow, Kolos Publ., 1981. 319 p. (in Russian).Вендин, С. В. Разработка средств механизации для измельчения пророщенного зерна на витаминный корм свиньям / С. В. Вендин, Ю. В. Саенко // Вестн. Всерос. науч.-исслед. ин-та механизации животноводства. – 2017. – № 3 (27). – С. 33–38.Vendin S. V., Saenko Yu. V. The development of germinated grains grinding mechanization tools for pigs’ vitamin feed. Vestnik Vserossiiskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta mekhanizatsii zhivotnovodstva [Bulletin of the All-Russian Scientific Research Institute of Livestock Mechanization], 2017, no. 3 (27), pp. 33–38 (in Russian).Вендин, С. В. Дробилка для измельчения пророщенного зерна / С. В. Вендин, Ю. В. Саенко // Сел. механизатор. – 2017. – № 8. – С. 30–31.Vendin S. V., Saenko Yu. V. Crusher for grinding sprouting grain. Sel’skii mekhanizator = Selskiy Mechanizator, 2017, no. 8, pp. 30–31 (in Russian).Вендин, С. В. К расчету конструктивных параметров ножей для измельчения пророщенного зерна к обоснованию расчета аппарата вторичного измельчения дробилки / С. В. Вендин, Ю. В. Саенко // Роль аграрной науки в развитии АПК РФ : материалы междунар. науч.-практ. конф., Воронеж, 1–2 нояб. 2017 г. / Воронеж. гос. аграр. ун-т ; редкол.: Н. И. Бухтояров [и др.]. – Воронеж, 2017. – Ч. 1. – С. 137–142.Vendin S. V., Saenko Yu. V. To the calculation of the design parameters of knives for grinding sprouted grain to justify the calculation of the apparatus of secondary grinding crusher. Rol’ agrarnoi nauki v razvitii APK RF: materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Voronezh, 1–2 noyabrya 2017 g. [The role of agrarian science in the development of the agro-industrial complex of the Russian Federation: proceedings of the international scientific-practical conference, Voronezh, November 1–2, 2017]. Voronezh, 2017, pt. 1, pp. 137–142 (in Russian).Вендин, С. В. К расчету конструктивных параметров ножей для измельчения пророщенного зерна / С. В. Вендин, Ю. В. Саенко // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. – 2018. – № 1 (17). – С. 16–32.Vendin S. V., Saenko Yu. V. To calculation of constructive parameters of knives for milling the propelled grain. Innovatsii v APK: problemy i perspektivy = Innovations in Agricultural Complex: problems and perspectives, 2018, no. 1 (17), pp. 16–32 (in Russian).Математическое моделирование процессов измельчения досушенного пророщенного зерна / В. А. Шаршунов [и др.] // Вестн. Могилев. гос. ун-та продовольствия. – 2016. – № 2 (21). – С. 95–106.Sharshunov V. A., Evdokimov A. V., Pokatilov A. E., Popov V. N. Mathematical modeling of grinding processes of dried germinated grain. Vestnik Mogilevskogo gosudarstvennogo universiteta prodovol’stviya [Bulletin of Mogilev State University of Food Technologies], 2016, no. 2 (21), pp. 95–106 (in Russian).Исследование динамики движения элементов роторного измельчителя в сушилке-диспергаторе / В. А. Шаршунов [и др.] // Вестн. Могилев. гос. ун-та продовольствия. – 2014. – № 2. – С. 97–104.Sharshunov V. A., Evdokimov A. V., Pokatilov A. E., Popov V. N. Research of the dynamics of movement of elements of a rotary chopper in a dryer-disperser. Vestnik Mogilevskogo gosudarstvennogo universiteta prodovol’stviya [Bulletin of Mogilev State University of Food Technologies], 2014, no. 2, pp. 97–104 (in Russian).Курилович, Н. Н. Исследование структурно-механических свойств пророщенного зерна / Н. Н. Курилович, В. А. Шуляк, А. В. Евдокимов // Вестн. Могилев. гос. ун-та продовольствия. – 2008. – № 2. – С. 119–127.Kurilovich N. N., Shulyak V. A., Evdokimov A. V. The study of structural and mechanical properties of germinated grain. Vestnik Mogilevskogo gosudarstvennogo universiteta prodovol’stviya [Bulletin of Mogilev State University of Food Technologies], 2008, no. 2, pp. 119–127 (in Russian).Курилович, Н. Н. Влияние температурно-влажностных характеристик пророщенного зерна на его структурно-механические свойства / Н. Н. Курилович, В. А. Шуляк, А. В. Евдокимов // Зернові продукти і комбікорми. – 2009. – № 3. – С. 14–17.Kurilovich N. N., Shulyak V. A., Evdokimov A. V. Influence of temperature and humidity characteristics of germinated grain on its structural and mechanical properties. Zernovі produkti і kombіkormi = Grain Products and Mixed Fodder’s, 2009, no. 3, pp. 14–17 (in Russian).Влияние скорости деформирования и ударного действия нагрузки на структурно-механические характеристики пророщенного зерна / В. А. Шаршунов [и др.] // Научна конференция с международно участием «Хранителна наука, техника и технологии 2010» : науч. трудове, Пловдив, 15–16 окт. 2010 / Унив. по хранителни технологии. – Пловдив, 2010. – Т. 57, св. 2. – С. 401–407.Sharshunov V. A., Kurilovich N. N., Shulyak V. A., Evdokimov A. V. Influence of deformation speed and impact load on the structural-mechanical characteristics of germinated grain. Nauchna konferentsiya s mezhdunarodno uchastiem “Khranitelna nauka, tekhnika i tekhnologii 2010”: nauchni trudove, Plovdiv, 15–16 oktomvri 2010 = Food science, engineering and technologies 2010: science works, Plovdiv, October 15–16, 2010. Plovdiv, 2010, vol. 57, iss. 2, pp. 401–407 (in Russian).Евдокимов, А. В. Экспериментальные исследования совмещенного процесса сушки и измельчения пищевых материалов / А. В. Евдокимов, В. А. Шуляк, М. А. Киркор // Научна конференция с международно участием «Хранителна наука, техника и технологии 2008» : науч. трудове, Пловдив, 24–25 окт. 2008 г. / Унив. по хранителни технологии ; ред.: Г. Вълчев [и др.]. – Пловдив, 2008. – Т. 55, св. 2. – С. 212–218.Evdokimov A. V., Shulyak V. A., Kirkor M. A. Experimental studies of the combined process of drying and grinding food materials. Nauchna konferentsiya s mezhdunarodno uchastiem “Khranitelna nauka, tekhnika i tekhnologii 2008”: nauchni trudove, Plovdiv, 24–25 oktomvri 2008 = Food science, engineering and technologies 2008: science works, Plovdiv, October 24–25, 2008. Plovdiv, 2008, vol. 55, iss. 2, pp. 212–218 (in Russian).Евдокимов, А. В. Влияние режимных и технологических параметров работы сушилки-диспергатора на процесс термомеханической обработки пророщенного зерна / А. В. Евдокимов // Актуальные проблемы и современные технологии производства продуктов питания : сб. тр. междунар. науч.-практ. конф., Кутаиси 12–13 июня 2014 г. / Гос. ун-т им. А. Церетели ; редкол.: М. Силагадзе [и др.]. – Кутаиси, 2014. – С. 350–353.Evdokimov A. V. Influence of regime and technological operation parameters of a dryer-dispersant on the process of thermomechanical processing of germinated grain. Aktual’nye problemy i sovremennye tekhnologii proizvodstva produktov pitaniya: sbornik trudov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Kutaisi 12–13 iyunya 2014 g. [Actual problems and modern technologies of food production: a collection of works of the International scientific and practical conference, Kutaisi, June 12–13, 2014]. Kutaisi, 2014, pp. 350–353 (in Russian).Вендин, С. В. Обоснование частоты вращения ножей дробилки пророщенного зерна / С. В. Вендин, С. А. Булавин, Ю. В. Саенко // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. – 2015. – № 4. – С. 9–12.Vendin S. V., Bulavin S. A., Saenko Yu. V. On the justification of design-mode parameters chopper sprouted grains. Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sel’skogo khozyaistva [Mechanization and Electrification of Agriculture], 2015, no. 4, pp. 9–12 (in Russian).

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