Розробка комбінованого апарата для низькотемпературної обробки кондитерських виробів на основі рослинних полікомпонентних напівфабрикатів

Автор(и)

  • Андрій Миколайович Загорулько Державний біотехнологічний університет, Україна http://orcid.org/0000-0001-7768-6571
  • Ірина Вікторівна Вороненко Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-1839-7275
  • Микола Станіславович Ніколаєнко Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0003-2213-4985
  • Софія Іванівна Міненко Державний біотехнологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-3033-1911
  • Наталія Олександрівна Пономаренко Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Україна http://orcid.org/0000-0001-8263-2914
  • Руслан Володимирович Захарченко Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка», Україна https://orcid.org/0000-0002-4651-0159
  • Ельдар Ібаєв http://orcid.org/0000-0003-3090-3553
  • Наталія Віталіївна Титатеренко Державний біотехнологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-9745-883X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.335468

Ключові слова:

рослинні полікомпонентні напівфабрикати, комбінований ІЧ-апарат, низькотемпературна обробка, елементи Пельтьє, функціональні кондитерські вироби

Анотація

Об’єктом дослідження є процес низькотемпературної обробки кондитерських виробів, зокрема зефіру, виготовленого на основі рослинних полікомпонентних напівфабрикатів, з урахуванням параметрів інфрачервоного нагрівання та попередньої підготовки повітря. Проблема полягає у відсутності ефективних технологій низькотемпературної обробки кондитерських виробів із рослинними полікомпонентними напівфабрикатами для збереження їх якості та функціональності.

Представлено модельний зразок комбінованого апарата для низькотемпературної обробки кондитерських виробів, зокрема зефіру, виготовленого на основі рослинних полікомпонентних напівфабрикатів. Апарат має прямокутну камеру з округлими гранями для рівномірного теплового потоку, плівкоподібний резистивний електронагрівач випромінювального типу (30…120°C), змінні функціональні піддони та систему автономного вентилювання на основі елементів Пельтьє. Рециркуляцію повітря з попереднім осушенням і підігрівом до 45°C.

Підтверджено рівномірність розподілу теплового потоку на приймальній поверхні: центральна температура 46,0°C, контурна – у межах 42,0…43,1°C. Такий тепловий режим сприяє стабілізації структури кондитерських виробів під час низькотемпературної обробки. Дослідний процес підсушування зефіру демонструє ефективну дегідратацію: класичний зефір втрачає до 20% вологи за 50 хв, зефір із рослинними полікомпонентними напівфабрикатами – до 22% за 70 хв, а зефір із рослинними полікомпонентними напівфабрикатами та амарантом – до 24% за 80 хв. Отримані дані вказують на необхідність подовження часу підсушування зразків із рослинними інгредієнтами через їхню підвищену гідрофільність.

Сенсорна оцінка підтвердила високу якість готової кондитерської продукції. Найвищі показники отримав зефір з РПН та амарантом (аромат – 5,0; смак – 4,9; структура – 4,8). Розроблена конструкція стала основою для створення апарата з якісною низькотемпературною обробкою кондитерських виробів. Апарат підходить для виробництва пастили, снеків, хлібобулочних виробів і сушіння рослинної сировини у фармацевтиці та косметиці.

Біографії авторів

Андрій Миколайович Загорулько, Державний біотехнологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра обладнання та інжинірингу переробних і харчових виробництв

Ірина Вікторівна Вороненко, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Доктор економічних наук, старший науковий співробітник

Кафедра інформаційних систем і технологій

Микола Станіславович Ніколаєнко, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Доктор філософії, доцент

Кафедра громадського здоров’я та нутриціології

Софія Іванівна Міненко, Державний біотехнологічний університет

Доктор філософії з менеджменту, старший викладач

Кафедра менеджменту, бізнесу і адміністрування

Наталія Олександрівна Пономаренко, Дніпровський державний аграрно-економічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра тракторів і сільськогосподарських машин

Руслан Володимирович Захарченко, Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автоматики, електроніки та телекомунікацій

Наталія Віталіївна Титатеренко, Державний біотехнологічний університет

Кафедра обладнання та інжинірингу переробних і харчових виробництв

Посилання

  1. Li, S., Wang, Y., Xue, Z., Jia, Y., Li, R., He, C., Chen, H. (2021). The structure-mechanism relationship and mode of actions of antimicrobial peptides: A review. Trends in Food Science & Technology, 109, 103–115. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.01.005
  2. Żołnierczyk, A. K., Pachura, N., Bąbelewski, P., Taghinezhad, E. (2023). Sensory and Biological Activity of Medlar (Mespilus germanica) and Quince ‘Nivalis’ (Chaenomeles speciosa): A Comperative Study. Agriculture, 13 (5), 922. https://doi.org/10.3390/agriculture13050922
  3. Zahorulko, A., Zagorulko, A., Yancheva, M., Savinok, O., Yakovets, L., Zhelievа, T. et al. (2023). Improving the production technique of meat chopped semi-finished products with the addition of dried semi-finished product with a high degree of readiness. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (122)), 6–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.276249
  4. Zahorulko, A., Cherevko, O., Zagorulko, A., Yancheva, M., Budnyk, N., Nakonechna, Y. et al. (2021). Design of an apparatus for low-temperature processing of meat delicacies. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (11 (113)), 6–12. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.240675
  5. Huang, D., Yang, P., Tang, X., Luo, L., Sunden, B. (2021). Application of infrared radiation in the drying of food products. Trends in Food Science &Technology, 110, 765–777. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.02.039
  6. Tikhomirov, D., Khimenko, A., Kuzmichev, A., Budnikov, D., Bolshev, V. (2024). Raising the Drying Unit for Fruits and Vegetables Energy Efficiency by Application of Thermoelectric Heat Pump. Agriculture, 14 (6), 922. https://doi.org/10.3390/agriculture14060922
  7. Kumar, C., Karim, M. A., Joardder, M. U. H. (2014). Intermittent drying of food products: A critical review. Journal of Food Engineering, 121, 48–57. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2013.08.014
  8. Ramachandran, R. P., Nadimi, M., Cenkowski, S., Paliwal, J. (2024). Advancement and Innovations in Drying of Biopharmaceuticals, Nutraceuticals, and Functional Foods. Food Engineering Reviews, 16 (4), 540–566. https://doi.org/10.1007/s12393-024-09381-7
  9. Zahorulko, A., Zagorulko, A., Yancheva, M., Ponomarenko, N., Tesliuk, H., Silchenko, E. et al. (2020). Increasing the efficiency of heat and mass exchange in an improved rotary film evaporator for concentration of fruit-and-berry puree. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (8 (108)), 32–38. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218695
  10. Shirkole, S. S., Mujumdar, A. S., Raghavan, G. S. V.; Jafari, S. M., Malekjani, N. (Eds.) (2023). Drying of foods: Principles, practices and new developments. Drying Technology in Food Processing. Woodhead Publishing, 3–29. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-819895-7.00020-1
  11. Cansu, Ü. (2024). Utilization of Infrared Drying as Alternative to Spray- and Freeze-Drying for Low Energy Consumption in the Production of Powdered Gelatin. Gels, 10 (8), 522. https://doi.org/10.3390/gels10080522
  12. Aboud, S. A., Altemimi, A. B., R. S. Al-HiIphy, A., Yi-Chen, L., Cacciola, F. (2019). A Comprehensive Review on Infrared Heating Applications in Food Processing. Molecules, 24 (22), 4125. https://doi.org/10.3390/molecules24224125
  13. Riadh, M. H., Ahmad, S. A. B., Marhaban, M. H., Soh, A. C. (2015). Infrared Heating in Food Drying: An Overview. Drying Technology, 33 (3), 322–335. https://doi.org/10.1080/07373937.2014.951124
  14. Leong, S. Y., Oey, I. (2022). Application of Novel Thermal Technology in Foods Processing. Foods, 11 (1), 125. https://doi.org/10.3390/foods11010125
  15. Zahorulko, A., Zagorulko, A., Mykhailov, V., Ibaiev, E. (2021). Improved rotary film evaporator for concentrating organic fruit and berry puree. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (11 (112)), 92–98. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.237948
  16. Overcoming common freeze drying challenges. GEA. Available at: https://www.gea.com/ru/expert-knowledge/overcoming-common-freeze-drying-challenges-ebook/
  17. Kiranoudis, C. T., Maroulis, Z. B., Marinos-Kouris, D., Tsamparlis, M. (1997). Design of tray dryers for food dehydration. Journal of Food Engineering, 32 (3), 269–291. https://doi.org/10.1016/s0260-8774(97)00010-1
  18. Boruah, A., Nath, P. C., Nayak, P. K., Bhaswant, M., Saikia, S., Kalita, J. et al. (2025). Impact of Tray and Freeze Drying on Physico-Chemical and Functional Properties of Underutilized Garcinia lanceifolia (Rupohi thekera). Foods, 14 (4), 705. https://doi.org/10.3390/foods14040705
  19. Poole, S. F., Amin, O. J., Solomon, A., Barton, L. X., Campion, R. P., Edmonds, K. W. et al. (2024). Thermally stable Peltier controlled vacuum chamber for electrical transport measurements. Review of Scientific Instruments, 95 (3). https://doi.org/10.1063/5.0186155
  20. Fernandes, P., Gaspar, P. D., Silva, P. D. (2023). Peltier Cell Integration in Packaging Design for Minimizing Energy Consumption and Temperature Variation during Refrigerated Transport. Designs, 7 (4), 88. https://doi.org/10.3390/designs7040088
  21. Tsotsas, E., Mujumdar, A. S. (Eds.) (2014). Modern Drying Technology. https://doi.org/10.1002/9783527631704
  22. Múnera-Tangarife, R. D., Solarte-Rodríguez, E., Vélez-Pasos, C., Ochoa-Martínez, C. I. (2021). Factors Affecting the Time and Process of CMC Drying Using Refractance Window or Conductive Hydro-Drying. Gels, 7 (4), 257. https://doi.org/10.3390/gels7040257
  23. Freeze drying. Wikipedia. Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Freeze_drying
  24. Zang, Z., Huang, X., He, C., Zhang, Q., Jiang, C., Wan, F. (2023). Improving Drying Characteristics and Physicochemical Quality of Angelica sinensis by Novel Tray Rotation Microwave Vacuum Drying. Foods, 12 (6), 1202. https://doi.org/10.3390/foods12061202
  25. Voronenko, I., Klymenko, N., Nahorna, O. (2022). Challenges to Ukraine’s Innovative Development in a Digital Environment. Management and Production Engineering Review, 13 (4), 48–58. https://doi.org/10.24425/mper.2022.142394
  26. Zavidna, L., Trut, O., Slobodianiuk, O., Voronenko, I., Vartsaba, V. (2022). Application of Anti-Crisis Measures for the Sustainable Development of the Regional Economy in the Context of Doing Local Business in a Post-COVID Environment. International Journal of Sustainable Development and Planning, 17 (5), 1685–1693. https://doi.org/10.18280/ijsdp.170535
  27. Zahorulko, A. M., Zahorulko, O. Ye. (2021). Pat. No. 149981 UA. Plivkopodibnyi rezystyvnyi elektronahrivach vyprominiuiuchoho typu. MPK H05B 3/36, B01D 1/22, G05D 23/19. No. u202102839; declareted: 28. 05.2021; published: 23.12.2021, Bul. No. 51, 4.
  28. Shevchenko, A., Fursik, O., Drobot, V., Shevchenko, O. (2023). The Use of Wastes from the Flour Mills and Vegetable Processing for the Enrichment of Food Products. Bioconversion of Wastes to Value-Added Products. CRC Press, 1–35. https://doi.org/10.1201/9781003329671-1
Розробка комбінованого апарата для низькотемпературної обробки кондитерських виробів на основі рослинних полікомпонентних напівфабрикатів

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-08-26

Як цитувати

Загорулько, А. М., Вороненко, І. В., Ніколаєнко, М. С., Міненко, С. І., Пономаренко, Н. О., Захарченко, Р. В., Ібаєв, Е., & Титатеренко, Н. В. (2025). Розробка комбінованого апарата для низькотемпературної обробки кондитерських виробів на основі рослинних полікомпонентних напівфабрикатів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(11 (136), 15–24. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.335468

Номер

Том 4 № 11 (136) (2025): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Andrii Zahorulko, Iryna Voronenko, Mykola Nikolaienko, Sofiia Minenko, Nataliia Ponomarenko, Ruslan Zakharchenko, Eldar Ibaiev , Nataliia Tytarenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.