OPTIMIZATION OF DESIGN AND OPERATING PARAMETERS FOR EXTRUDATE COOLING SYSTEM

OWATVH

Authors

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2026.01.022

Keywords:

installation, cooling, extrudate, protein component, compromise optimum, rotation speed, tilt angle, shaft, blade, duration, energy consumption.

Abstract

One of the main operations in the production of extrudates from wheat grain and subsequent obtaining of textured flour in food systems is its cooling. To prevent caking of the protein component of the product, it must be cooled to a temperature no more than 10 °C above the ambient temperature An analysis of technical means for cooling extrudates has shown that they have a low intensity of cooling the finished product due to deficiencies in the design of the heat exchanger. The aim of the study was to improve the technological process of producing extrudates by modifying the material cooling link and optimizing the design and operational parameters of the cooling unit, taking into account the theoretically calculated compromise optimum. To optimize the semi-finished product cooling process, methods of experiment planning and mathematical processing of the obtained data were used. The implementation of the plan was carried out using the regression analysis package DataFit and the specialized software package Statistics from the Maple computer mathematics system. Studies were conducted taking into account the influence of factor indicators on the duration and energy intensity of the extrudate cooling process. In a series of experiments, the values of the resultant indicators of the extrudate cooling process were refined within the parametric range of the compromise optimum formed by the design and operating parameters of the installation. The following quality indicators of grain extrudate were achieved: moisture content of 8.74 % (a reduction in moisture by 15–27 %), a reduction in protein loss by 13.65 %, while maintaining the remaining chemical and technological characteristics. The deviation of the actual design and operating parameter data from their analogous theoretical parameters forming the compromise optimum does not exceed 5 % in absolute value. When selecting the design and operating parameters in the vicinity of the point of compromise optimum, specifically, a shaft rotation speed of 17 rpm and a blade inclination angle of 10 degrees, the actually obtained values of duration (0.073 hours) and energy consumption (0.004 kW·h/kg) deviate from their corresponding theoretically calculated values by no more than 5 % in absolute terms.

References

Бахчевников О.Н. Экструдирование расти-тельного сырья для продуктов питания (обзор) /О. Н. Бахчевников, С. В. Брагинец // Техника и техноло-гия пищевых производств. 2020. Т. 50, № 4. С. 690–706. doi: 10.21603/2074-9414-2020-4-690-706

Экструдирование поликомпонентной сме-си крахмалосодержащего сырья и мезги плодо-овощных культур / В.В. Ваншин [и др.] // Вестник ОГУ. 2014. №1 (162). С. 156-160.

Применение отечественных экструзионных ингредиентов в хлебопекарном производстве / Е. В. Жиркова [и др.] // Хлебопродукты. 2016. № 2. С. 36-39.

Использование экструдата из смеси зерна пшеницы и картофеля в хлебопечении /В.В. Матю-шев [и др.] // Достижения науки и техники в АПК. 2017. Т.31, №8. С.80-84.

Совершенствование технологии производ-ства текстурированной муки / В.В. Матюшев [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2023. № 5. С. 240–245. doi: 10.36718/1819-4036-2023-5-240-245

Технология экструзионных продуктов / А. Н. Остриков [и др.]. - 2-е изд. Санкт-Петербург: Про-спект Науки, 2024. 200 c.

Фролов Д. И. Современные тенденции и перспективы использования экструдатов в функци-ональных пищевых продуктах // Инновационная техника и технология. 2018. № 3 (16). С. 10–15.

Шанина Е. В. Изменение химического со-става экструдируемого сырья в процессе экструзии / Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития. Материалы международной научно-практической конференции. – 2018. – С .155-156.

Экструдирование смесей пшеницы и выжи-мок моркови повышенной влажности в технологии продуктов, готовых к употреблению / А.Ю. Шариков [и др.] //Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2018. – Т. 80. – №. 3 (77). – С. 43–49. doi: 10.20914/2310-1202-2018-3-43-49

Фролов Д.И., Курочкин А.А. К вопросу со-вершенствования экструзионных технологий / Ин-новационная техника и технология. 2015. № 2. с.18–23.

Алесенко, Д. А. Анализ теоретических ис-следований охлаждения прессованных продуктов / Д. А. Алесенко // Инновационные тенденции разви-тия Российской науки: Материалы XVII международ-ной научно-практической конференции молодых ученых, Красноярск, 04–06 марта 2024 года. – Крас-ноярск: Красноярский ГАУ, 2024. – С. 397-400.

Матюшев В.В., Чаплыгина И.А., Алесенко Д.А. Совершенствование конструкции охладителя экс-трудатов // Научно-практические аспекты развития АПК: Материалы национальной научной конферен-ции. Красноярск: Красноярский ГАУ, 2023. – С. 214-216.

Эксплуатационные показатели линии охлаждения и пневмотранспорта полножирной экс-трудированной сои / С. В. Алексеев [и др.] // Вестник Курганской ГСХА. 2020. № 2(34). С. 48-52.

Фоминых А.В., Овчинников Д.Н., Фомина С.В. Линия производства полножирной экструдиро-ванной сои с рекуперацией тепловой энергии // Вестник Курганской ГСХА. 2014. № 3(11). С. 83-85.

Охладитель сыпучих материалов: пат. 212621 Рос. Федерация N 2022105218; заявл. 25.02.2022; опубл. 01.08.2022, Бюл. №22. 7с.

Published

2026-04-24

How to Cite

Alesenko . Д. А. ., Matyshev В. В. ., Chaplygina И. А. ., & Belyakov А. А. . (2026). OPTIMIZATION OF DESIGN AND OPERATING PARAMETERS FOR EXTRUDATE COOLING SYSTEM: OWATVH. Polzunovskiy VESTNIK, (1), 147–151. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2026.01.022

Issue

Section

SECTION 1. FOOD TECHNOLOGY

Most read articles by the same author(s)