Investigation of the disperse composition and strength of granules of instant drinks
Authors: Плотников Константин Борисович , Плотников Игорь Борисович , Доня Денис Викторович , Иванов Павел Петрович , Плотникова Ирина Олеговна 
Published: January 2022

В условиях высокой занятости населения возникает необходимость развития более сбалансированного питания. Одним из таких продуктов могут выступать инстантированные напитки на основе плодово-ягодного сырья. Подавляющее большинство таких продуктов на рынке представлено в виде многокомпонентного гранулятора с заданными показателями качества. При производстве таких продуктов используются грануляторы различного типа, однако для малых производств, которые могут быстро переориентироваться на выпуск новой продукции, более перспективными являются грануляторы периодического действия, например, роторные смесители-грануляторы. Однако при анализе получаемого дисперсного состава было выявлено, что продукт имеет нестабильный гранулометрический состав. В работе исследовались дисперсный состав и прочность гранулированного продукта, полученного в роторном смесителе-грануляторе. В результате литературно-патентного обзора была предложена модернизация известного гранулятора и определен дисперсный состав получаемых гранул. В результате проведенных исследований было выявлено, что гранулометрический состав готовой продукции стал более стабилен по сравнению с прототипом оборудования. При анализе прочности получаемых гранул не было выявлено существенного изменения, однако была выявлена зависимость прочности на раздавливание от частоты вращения рабочих органов, так при увеличении частоты вращения лопасти выше 2000 мин-1 наблюдался рост прочности гранул. Также при увеличении частоты вращения происходит рост мелкодисперсной фракции в готовой продукции. Обработка полученных результатов исследований позволила получить экспериментально статистическую модель зависимости среднемедианного размера получаемых гранул от режимных параметров и свойств связующего раствора.

In conditions of high employment of the population, it becomes necessary to develop more balanced nutrition. One of the types of such foods can be instantized drinks based on fruit and berry raw materials. An overwhelming majority of these foods on the market are presented in the form of a multicomponent granules with specified quality indicators. When manufacturing such foods granulators of different types are used, however, for minor productions that can be quickly reorientated to the release of new foodstuffs, periodical activity granulators are more promising, for example, rotary mixers-granulators. However, when analyzing the resulting dispersed composition, it was revealed that the foodstuff has an unstable particle size distribution. The work investigated the dispersed composition and strength of the granular staff obtained in a rotary mixer-granulator. As a result of the literature and patent review, the modernization of the well-known granulator was proposed and the dispersed composition of the resulting granules was determined. As a result of the research carried out, it was revealed that the granulometric composition of the finished staff became stabler in comparison with the prototype of the equipment. When analyzing the strength of the granules obtained, no significant change was revealed, however, the dependence of the crushing strength of the working bodies’ rotational speed was revealed, so, with an increase in the blade’s rotational speed over 2000 RPM, an increase in the strength of the granules was observed. Also, with an increase in the rotational speed, an increase in the fine fraction in the product finished occurs. The processing of the research results obtained made it possible to obtain an experimental statistical model of the dependence of the average median size of the granules obtained on the operating parameters and the properties of the binder solution.