Технологические и реологические основы формования макаронных изделий в узлах прессования с предварительным двухступенчатым уплотнением, пластификацией и разогревом теста

Одним из эффективных направлений модернизации конструкций макаронных прессов является установка в предматричном пространстве и колодцах матрицы перед фильерами специальных коническо-цилиндрических вставок, имеющих, подобно трубкам Вентури, зоны сужения (конфузор), расширения (диффузор) и расположенный между ними цилиндрический поясок. Однако реологические аспекты такого метода модернизации формообразующей оснастки применительно к макаронным прессам не изучены, рекомендации по расчету и проектированию конструктивных элементов не разработаны. Все это является существенным препятствием для использования метода в инженерной и производственной практике. Цель работы – разработка реологических моделей течения макаронного теста в коническо-цилиндрических каналах конфузорно-диффузорныхвставок и оценка с их помощью влияния конструктивных размеров и показателей реологических свойств на сопротивление течению макаронного теста. Макаронное тесто рассматривали как реологически сложный, нелинейно вязко-пластичный материал. При технических расчетах вкладом сдвиговой прочности пренебрегали и осуществляли реологический анализ с использованием степенного реологического уравнения Освальда-де-Вила. Получены аналитические зависимости, позволяющие производить расчет перепадов давления в конфузорно-диффузорной вставке и ее элементах. Произведено численное моделирование и получены расчетные данные по влиянию размеров конструктивных элементов вставки и расхода макаронного теста через вставку на сопротивление его вязкому течению. Полученные результаты могут составить основу инженерно-технологических расчетов при проектировании конфузорно-диффузорных вставок для лабораторных и промышленных макаронных прессов.

1. Груданов, В. Я. Процесс формования макаронных изделий в узлах прессования с улучшенными гидравлическими и технологическими характеристиками / В. Я. Груданов, А. Б. Торган, В. М. Поздняков // Вес. Нац. акад. наук Беларусi. Сер. физ.-техн. наук. – 2013. – № 2. – С. 58–65.

2. Demianiuk, L. Siły i odkształcenia występujące podczas brykietowania materiałow drobnoziarnistych w komorze otwartej – analiza doświadczalna / L. Demianiuk, R. Hejft, A. Seweryn // Zeszyty Nauk. Politechniki Białostockiej. Mechanika. – 1999. – Z. 21. – S. 95–107.

3. Faborode, M. O. A rheological model for the compaction of fibrous agricultural materials / M. O. Faborode, J. R. O’Callaghan // J. of Agr. Engineering Research. – 1989. – Vol. 42, N 3. – P. 165–178. https://doi.org/10.1016/00218634(89)90048-6

4. Hryniewicz, M. Zmienność tarcia zewnętrznego w procesie brykietowania / M. Hryniewicz // Zeszyty Nauk. Akad. Górniczo-Hutniczej. Mechanika. 1994. – Z. 13, N 4. – S. 555–563.

5. Барсуков, В. Г. Технологическое трение при экструзии композитов / В. Г. Барсуков, А. И. Свириденок. – Гродно : ГрГУ, 1998. – 200 с.

6. Медведев, Г. М. Технология макаронного производства : учебник / Г. М. Медведев ; ред. Н. В. Куркина. – М. : Колос, 1998. – 271 с.

7. Мачихин, Ю. А. Инженерная реология пищевых материалов / Ю. А. Мачихин, С. А. Мачихин. – М. : Лег. и пищевая пром-сть, 1981. – 215 с.

8. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов / А. В. Горбатов [и др.] ; под ред. А. В. Горбатова. – М. : Лег. и пищевая пром-сть, 1982. – 296 с.

9. Технология пищевых производств : учебник для вузов / Л. П. Ковальская [и др.] ; ред. Л. П. Ковальская. – М. : Колос, 1999. – 752 с.

10. Остриков, А. Н. Экструзия в пищевой технологии / А. Н. Остриков, О. В. Абрамов, А. С. Рудометкин. – СПб. : ГИОРД, 2004. – 281 с.

11. Гноевой, А. Д. Исследование течения вязкопластичных сред в каналах и полостях с изменяемыми формами их стенок : (элементы теории и техн. прил.) / А. В. Гноевой, Д. М. Климов, В. М. Чесноков. – М. : [б. и.], 1995. – 128 с.

12. Торган, А. Б. Анализ реологических аспектов течения макаронного теста в каналах ступенчато-переменного сечения с использованием нелинейной модели Балкли-Гершеля / А. Б. Торган // Пищевая пром-сть: наука и технологии. – 2015. – № 3 (29). – С. 64–71.

13. Торган, А. Б. Методика оценки вклада пластичной и вязкой составляющих в сопротивление течению макаронного теста / А. Б. Торган // Весн. Гродзен. дзярж. ун-та ім. Я. Купалы. Сер. 6, Тэхніка. – 2015. – № 1 (198). – С. 90–98.

14. Ставров, В. П. Технологические испытания реактопластов / В. П. Ставров, В. Г. Дедюхин, А. Д. Соколов. – М. : Химия, 1981. – 246 с.

15. Тадмор, З. Теоретические основы переработки полимеров : пер. с англ. / З. Тадмор, К. Гогос ; пер. с англ. под ред. Р. В. Торнера. – М. : Химия, 1984. – 632 с.

16. Смольский, Б. М. Реодинамика и теплообмен нелинейно вязкопластичных материалов / Б. М. Смольский, З. П. Шульман, В. М. Гориславец. – Минск : Наука и техника, 1970. – 447 с.