kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2024-4(16)-20kaz44-1469Research ArticleПИЩЕВАЯ ИНЖЕНЕРИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)FOOD ENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ПРОДУКТА РАЗМОЛА ЗЕРНА В ПНЕВМОВИНТОВОМ КАНАЛЕMATHEMATICAL MODELING OF GRAIN MILLING PRODUCT COMPONENTS DISTRIBUTION IN A PNEUMATIC SCREW CHANNELКакимовМ. М.KakimovM. M.

Мухтарбек Муканович Какимов – к.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Технологии пищевых и перерабатывающих производств»

010011, Республика Казахстан, г. Астана, пр. Жеңіс, 62 

Mukhtarbek Mukanovich Kakimov – Candidate of technical Sciences, professor, head of department «Technologies of food and processing industries» 

 010011, Republic of Kazakhstan, Astana, Zhenis Ave., 62 

muhtarbek@mail.ruТокаевС. Д.TokayevS. D.

Серик Дюсенгалиевич Токаев – к.т.н., старший преподаватель кафедры «Технологии пищевых и перерабатывающих производств»

010011, Республика Казахстан, г. Астана, пр. Жеңіс, 62 

Serik Dyusengalievich Tokayev – Candidate of technical Sciences, senior lecturer of department «Technologies of food and processing industries» 

 010011, Republic of Kazakhstan, Astana, Zhenis Ave., 62 

tokaev_sd@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6043-4658ОспанкуловаГ. Х.OspankulovaG. Kh.

Гульназым Хамитовна Оспанкулова – кандидат биологических наук, старший преподавателькафедры «Технологии пищевых и перерабатывающих производств» 

 010011, Республика Казахстан, г. Астана, пр. Жеңіс, 62 

Gulnazym Khamitovna Ospankulova – Candidate of Biological Sciences, senior lecturer of the department «Technologies of food and processing industries» 

 010011, Republic of Kazakhstan, Astana, Zhenis Ave., 62 

bulashevag@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7939-0210ИскаковБ. М.IskakovB. M.

Бауыржан Мырзабекович Искаков – PhD, преподаватель кафедры «Технологии пищевых иперерабатывающих производств»

 010011, Республика Казахстан, г. Астана, пр. Жеңіс, 62 

Bauyrzhan Myrzabekovich Iskakov – PhD, lecturer of department «Technologies of food and processing industries» 

 010011, Republic of Kazakhstan, Astana, Zhenis Ave., 62 

baissemey@bk.ruРзаевБ. Т.RzaevB. T.

Бахтияр Темирбекович Рзаев – докторант, преподаватель кафедры «Технологии пищевых и перерабатывающих производств»

010011, Республика Казахстан, г. Астана, пр. Жеңіс, 62 

Bakhtiyar Temirbekovich Rzaev – PhD student, lecturer of the department «Technologies of food and processing industries» 

 010011, Republic of Kazakhstan, Astana, Zhenis Ave., 62 

bahtiyar_9128@mail.ruКазахский агротехнический исследовательский университет имени С. СейфуллинаКазахстанS. Seifullin Kazakh Agro Technical Research UniversityKazakhstan20242712202414(16)151159Copyright © Какимов М.М., Токаев С.Д., Оспанкулова Г.Х., Искаков Б.М., Рзаев Б.Т., 20252025Какимов М.М., Токаев С.Д., Оспанкулова Г.Х., Искаков Б.М., Рзаев Б.Т.Kakimov M.M., Tokayev S.D., Ospankulova G.K., Iskakov B.M., Rzaev B.T.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1469

В статье предложена математическая модель разделения продуктов пшеничной муки на фракции в радиальном потоке, пневмовинтовогоканала, рассмотрена проблема производства муки высшего качества и пищевой ценностипутем разделения пшеничной муки на белковые фракции. Даны дифференциальные уравнения разделения потока неоднородных частиц мукипод действием центробежных сил.При решении математических уравнений были заданы геометрические, физические и граничные условия и параметры движения потока энергоносителя (воздуха) и мелких частиц. Кроме того, при анализе сил, действующих на разнородные мелкие частицы муки, рассматривали форму частиц в виде шара и из-за отсутствии взаиодействий между частицами муки, они находятся в потоке-носителе, турбулентное движение частиц не влияет на их среднюю скорость движения.Опираясь на аналитические выражения, характеризующие течение однородной среды, в зависимости от геометрических и технологических показателей радиального потока пневмовинтового канала, разработана математическая модель, позволяющая рассчитать скорость и траекторию частиц муки при разделении их на фракции с помощью пневмосепаратора, учитывающая влияние направления вектора движения однородной среды с гидродинамическими показателями частиц пшеничной муки.Рассмотренная в статье математическая модель разделения пшеничной муки на фракции в пневмовинтовом канале, служит основой для предварительных расчетов деления пшеничной муки на фракции по аэродинамическим показателям и разработки ресурсосберегающих технологий.

The article proposes a mathematical model for the separation of wheat flour products into fractions in a radial flow, a pneumatic screw channel, and considers the problem of producing flour of the highest quality and nutritional value by dividing wheat flour into protein fractions. Differential equations for the separation of the flow of inhomogeneous flour particles under the action of centrifugal forces are given.When solving mathematical equations, geometric, physical and boundary conditions and parameters of the flow of energy carrier (air) and small particles were set. In addition, when analyzing the forces acting on heterogeneous fine flour particles, the shape of the particles in the form of a ball was considered and, due to the absence of interactions between flour particles, they are in a carrier stream, the turbulent movement of the particles does not affect their average speed of movement.Based on analytical expressions characterizing the flow of a homogeneous medium, depending on the geometric and technological parameters of the radial flow of the pneumatic screw channel, a mathematical model has been developed that allows calculating the speed and trajectory of flour particles when dividing them into fractions using a pneumatic separator, taking into account the influence of the direction of the vector of motion of a homogeneous medium with hydrodynamic parameters of wheat flour particles.The mathematical model of the separation of wheat flour into fractions in a pneumatic screw channel considered in the article serves as the basis for preliminary calculations of the division of wheat flour into fractions according to aerodynamic parameters and the development of resource-saving technologies.

пшеничная мукапневмовинтовой каналпотокформа частицскорость витанияwheat flourpneumatic screw channelflowparticle shapesoaring speedReferencesГлубокую переработку зерна начали развивать в Казахстане. [Электронный ресурс]. URL: https://eldala.kz/novosti/zerno/19636-glubokuyu-pererabotku-zerna-nachali-razvivat-v-kazahstane. Дата публикации: 05.07. 2024 г.Glubokuyu pererabotku zerna nachali razvivat' v Kazakhstane. [Ehlektronnyi resurs]. URL: https://eldala.kz/novosti/zerno/19636-glubokuyu-pererabotku-zerna-nachali-razvivat-v-kazahstane. Data publikatsii: 05.07. 2024 g. (In Russian).Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки зерноперерабатывающих предприятий: учеб.пособие / Г.И. Проценко, В.А. Анфалов – М.: Издательство ПРИР, 2000.Protsenko G.I. Ventilyatsionnye i pnevmotransportnye ustanovki zernopererabatyvayushchikh predpriyatii: ucheb.posobie / G.I. Protsenko, V.A. Anfalov – M.: Izdatel'stvo PRIR, 2000. (In Russian).Туров А.К. Разделение целевых фракций размола зернав аэродинамическом потоке / А.К. Туров, А.А. Мезенов // Материалы межд. науч.-практ.конференции «Агроинженерная наука – итоги и перспективы». –Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инж. ин-т., Новосибирск. – 2004. – С. 201-203.Turov A.K. Razdelenie tselevykh fraktsii razmola zernav aehrodinamicheskom potoke / A.K. Turov, A.A. Mezenov // Materialy mezhd. nauch.-prakt.konferentsii «Agroinzhenernaya nauka – itogi i perspektivY». –Novosib. gos. agrar. un-t. Inzh. in-t., Novosibirsk. – 2004. – S. 201-203. (In Russian).Fistes A. The function for estimating the separation efficiency of the wheat flour milling process / A. Fistes, D. Rakic, A. Takaci // Journal of food science and technology. – 2013. – Т. 50. – Р. 609-614.Fistes A. The function for estimating the separation efficiency of the wheat flour milling process / A. Fistes, D. Rakic, A. Takaci // Journal of food science and technology. – 2013. – T. 50. – R. 609-614. (In English).The potential of fiber-depleted starch concentrate produced through air currents assisted particle separation of barley flour in bio-ethanol production / Y. Lu et al // Bioresource technology. – 2020. – Т. 303. – Р. 122942.The potential of fiber-depleted starch concentrate produced through air currents assisted particle separation of barley flour in bio-ethanol production / Y. Lu et al // Bioresource technology. – 2020. – T. 303. – R. 122942. (In English).Qualitative characterization of unrefined durum wheat air-classified fractions / A. Cammerata et al // Foods. – 2021. – Т. 10, № 11. – Р. 2817.Qualitative characterization of unrefined durum wheat air-classified fractions / A. Cammerata et al // Foods. – 2021. – T. 10, № 11. – R. 2817. (In English).Lewko P. Distribution of arabinoxylans and their relationship with physiochemical and rheological properties in wheat flour mill streams as an effective way to predict flour functionality / P. Lewko, A. Wójtowicz, M. Gancarz // Applied Sciences. – 2023. – Т. 13, № 9. – Р. 5458.Lewko P. Distribution of arabinoxylans and their relationship with physiochemical and rheological properties in wheat flour mill streams as an effective way to predict flour functionality / P. Lewko, A. Wójtowicz, M. Gancarz // Applied Sciences. – 2023. – T. 13, № 9. – R. 5458. (In English).The Process of Separating Buckwheat and Wheat Grain in a Pneumatic Cone Separator in the Context of Sustainable Agriculture / E. Kolankowska et al // Processes. – 2021. – Т. 10, № 1. – Р. 59.The Process of Separating Buckwheat and Wheat Grain in a Pneumatic Cone Separator in the Context of Sustainable Agriculture / E. Kolankowska et al // Processes. – 2021. – T. 10, № 1. – R. 59. (In English).Dry fractionation process operations in the production of protein concentrates: A review / M.K. Pulivarthi et al // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2023. – Т. 22, № 6. – Р. 4670-4697.Dry fractionation process operations in the production of protein concentrates: A review / M.K. Pulivarthi et al // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2023. – T. 22, № 6. – R. 4670-4697. (In English).Мезенов А.А. Анализ работы мини-мельниц при производстве сортовой муки / А.А. Мезенов // Материалы межд. науч.-практ. конференции «Научное обеспечение устойчивого развития АПК в Сибири» – Улан -Удэ. : Изд-во ФГОУ ВПО «БГСХА им. В.Р. Филипова. – 2004. – С. 172-175.Mezenov A.A. Analiz raboty mini-mel'nits pri proizvodstve sortovoi muki / A.A. Mezenov // Materialy mezhd. nauch.-prakt. konferentsii «Nauchnoe obespechenie ustoichivogo razvitiya APK v SibirI» – Ulan -Udeh.: Izd-vo FGOU VPO «BGSKHA im. V.R. Filipova. – 2004. – S. 172-175. (In Russian).Туров А.К. Классификация пневмосепарирующих систем / А.К. Туров, А.А. Мезенов // Материалы межд. науч.-практ. конференции Современные тенденции развития АПК в России. – Краснояр. гос. аграр. ун-т-Красноярск. – 2007. – Ч. 2. – С. 86-89.Turov A.K. Klassifikatsiya pnevmosepariruyushchikh sistem / A.K. Turov, A.A. Mezenov // Materialy mezhd. nauch.-prakt. konferentsii Sovremennie tendentsii razvitiya APK v Rossii. – Krasnoyar. gos. agrar. un-t-Krasnoyarsk. – 2007. – CH. 2. – S. 86-89. (In Russian).

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