ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ СОЕВОЙ ОКАРЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ТЕПЛОВОЙ ПРОЦЕСС ВИХРЕВОЙ СУШКИ

В работе исследованы деформационные свойства соевой окары при различной влажности с использованием структурометра СТ-2. Установлены зависимости абсолютной деформации, относительной деформации, механического напряжения и модуля упругости от содержания влаги в образцах. Абсолютная деформация изменялась от 4,33 мм при влажности 28% до 17,04 мм при 76%, а относительная деформация – от 0,072 до 0,284 в тех же условиях. Значения модуля упругости изменялись в пределах от 6815 г/см² при 28% влажности до 1729 г/см² при 76%. Показано, что при влажности 40-56 % формируется оптимальное сочетание механической стабильности частиц и интенсивности теплопередачи, что обеспечивает снижение удельных энергозатрат на 8-12 % и устойчивость теплового режима. Полученные зависимости абсолютной и относительной деформации, механического напряжения и модуля упругости позволяют обосновать рациональные режимы вихревой сушки, что имеет практическую значимость для теплоэнергетических процессов обезвоживания пищевых материалов. Показано, что деформационные характеристики напрямую связаны с энергозатратами при вихревой сушке, влияя на равномерность тепломассообмена и эффективность использования тепловой энергии. Полученные результаты могут быть использованы при расчёте режимов вихревой сушки, для снижения затраты энергии тепломассообменных процессов и проектировании энергоэффективных сушильных установок.

1. Пиралишвили С.А. Вихревой эффект и интенсификация процессов тепло- и массообмена в элементах энергетической техники / С.А. Пиралишвили, С.В. Веретенников // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. – 2011. – № 1(10). – С. 175-181.

2. He Y.-L. Advances and Outlooks of Heat Transfer Enhancement by Longitudinal Vortex Generators / Y.-L. He, Y. Zhang // Applied Thermal Engineering. – 2016. – Vol. 94. – P. 728-745.

3. Shrinkage properties of porous materials during drying / J. Li et al // Frontiers in Materials. – 2024. – Vol. 11. – Art. 1330599.

4. Niu Z. Investigation of Heat and Moisture Transfer during the Drying of Packed‑Bed Porous Media in Soybeans / Z. Niu, X. Lu, Z. Li // Applied Sciences. – 2024. – Vol. 14(5), 1935. https://doi.org/10.3390/app14051935.

5. Pavlenko A. Heat and Mass Transfer in Hygroscopic Porous Media: Consequences of Invoking Tóth’s Sorption Isotherm / A. Pavlenko // Transport in Porous Media. – 2023. – Vol. 148. – Р. 137- 156. https://doi.org/10.1007/s11242-023-01931-7.

6. Бабич А.А. Соя на корм / А.А. Бабич. – М.: Колос, 2000.–112 с.

7. Study on the Enhancement Mechanism of Heat and Moisture Transfer in Deformable Porous Media / Р. Li et al // Processes. – 2023. – № 11(9). – Р. 2699. https://doi.org/10.3390/pr11092699.

8. Drying of porous media by concurrent drainage and evaporation: A pore network modeling study / H. Wu et al // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2019. – Vol. 149. – P. 119158. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.118718.

9. Enhancement of 3D mass and heat transfer within a porous ceramic heat exchanger by flowinduced vibration / R. Rzig et al // ACS Omega. – 2022. – Vol. 7, № 15. – P. 13280-13289. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c00907.

10. Water status and predictive models of moisture content for soybean dregs during hot-air drying / T. Chen et al // Molecules. – 2022. – Vol. 27(14), Article 4421. https://doi.org/10.3390/molecules27144421.

11. Thermodynamic properties and drying kinetics of ‘okara’ / R.M. Guimarães et al // Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. – 2018. – Vol. 22, № 6. – P. 418-423. https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v22n6p418-423.

12. Хазимов К.М. Интенсификация процесса сушки продуктов растительного происхождения с использованием солнечной энергии // Диссертация на соискание ученой степени доктора философии (PhD), Казахский национальный аграрный университет, Алматы. 2015 http://www.kaznau.kz/page/dissovet/dissovet_2015/diss_khazimov.pdf.

13. Recundo-Cuenca A. Soybean seeds and its by-product okara as sources of dietary fibre / A. Recundo-Cuenca, MJ Villaneuva-Suárez, I. Mateos-Aparicio // Measurement by AOAC and Englyst methods. Food Chem. – 2008. – № 108. – Р. 1099-1105.

14. Верфел, Д.Б. Получение соевого масла и шрота: пер. с англ.; под ред. В.В. Ключкина, М.Л. Доморощенковой / Д.Б. Верфел, Н.Х. Витт. – М.: Колос, 2014. – 81 с.

15. Hamdami N. Transport properties of a high porosity model food at above and sub-freezing temperatures / N. Hamdami, J.Y. Monteau, A. Le Bail // Part 2: Evaluation of the effective moisture diffusivity from drying data. Journal of Food Engineering. – 2004. – № 62. – Р. 385-392.

16. Njie D.N. Thermal properties of cassava, yam and plantain / D.N. Njie, T.R. Rumsey, R.P. Singh // Journal of Food Engineering. – 1998. – № 37. – Р. 63-76.

17. Доморощенкова М.Л. Современные технологии получения пищевых белков из соевого шрота / М.Л. Доморощенкова // Пищевая пром-сть. – 2001. – № 4. – С. 6-10.

18. Енкина В.Б. Соя / В.Б. Енкина. – М.: Колос, 1970.

19. Пат. 37358 Республика Казахстан. МПК F26B 3/02, F26B 9/06, F26B 21/00, F26B 23/00. Технологическая установка для сушки окары / Хазимов М.Ж., Погуляев А.Д., Хазимов К.М., Ниязбаев А.К., Садықова А.Қ. – Заявл. 13.03.2024; опубл. 19.09.2025, Бюл. № 38. – URL: https://gosreestr.kazpatent.kz/Invention/Details?docNumber=393987.

20. Иган Ж.П. Соя! Соя! Соя! Великолепные рецепты здорового питания: пер. с англ. С. Холоднова // Ж.П. Иган.– М.: ФАИР-ПРЕСС, 2002. – 160 с.

21. Садықова А.Қ. Определение деформационных характеристик соевой окары / А.Қ. Садықова, А.К. Ниязбаев, А.М. Калиев // Технико-технологическое обеспечение инноваций в агропромышленном комплексе. Материалы ІІІ Международной научно-практической конференции. Мелитополь, 2024. – С. 264-268.