У дисертації проведено дослідження, що мають за мету вирішити науковотехнічну задачу підвищення енергоефективності переробки побічних продуктів птахівництва в промислових масштабах.
Кератин – поширений структурний білок, зокрема пов’язаний з організмом птахів і має місце в структурі кігтів та пір’я. В цілях промисловості кератин є цінним продуктом для медичної, фармацевтичної, косметичної, біотехнологічної та інших галузей.
Видобуток кератину можливий лише за умов руйнування дисульфідних ковалентних зв’язків та водневих зв’язків в структурі матеріалу.
З метою досягнення найбільш ефективних параметрів технологічного процесу проведено глибокий аналіз існуючих публікацій, результатів досліджень і додаткові дослідження щодо термічних і електричних властивостей курячого пір’я. В залежності від діапазону температур можна виділити три стадії зміни властивостей курячого пір’я. На першій стадії, діапазон температури 25–230 °С, відбувається втрата вологи матеріалу, що становить близько 13 % від загальної маси. На другій стадії, діапазон температури 230–280 °С, відбувається часткове розкладання структури пера, втрата маси до 46 %. Під час третьої стадії, діапазон температури 380–550 °С, відбувається повна деградація, втрата маси 81–84 %. Основними електричними властивостями курячого пір’я є електричний опір, електрична провідність та діелектрична проникність. Електричні властивості змінюються в залежності від структури пір’я. Внаслідок наявності повітряних пустот в структурі пір’я, діелектрична проникність цього матеріалу становить 1,7.
На основі інформації про амінокислотний склад було розроблено візуальну модель молекулярної структури для проведення симуляцій молекулярної динаміки під впливом температури, тиску та магнітного поля.
Удосконалено спосіб виробництва кормового білкового борошна з перопухової сировини.
Запропоновано електротехнологічний комплекс на базі двошнекового електромеханічного гідролізера, в якому статори розміщені на спільному, нерухомому валу і утворюють зустрічно направлені електромагнітні моменти, приводячи в рух зовнішній феромагнітний ротор без застосування механічного редуктора.
За результатами математичного моделювання отримано тривимірні моделі робочого органу двошнекового електромеханічного гідролізера – феромагнітного ротора.
Розроблено шляхи підвищення ККД електротехнологічного комплексу шляхом застосування нанорідини в повітряному проміжку феромагнітного ротора, що дозволяє підвищити показники системи завдяки акумуляції теплоти та зменшенню магнітного опору, що, в свою чергу, підвищує обертовий момент приблизно на 8–10 %.
Побудовано математичну модель непрямого полеорієнтованого керування двошнековим електромеханічним гідролізером, отримано графічні залежності основних параметрів феромагнітного ротора за умов ступінчатої зміни обертового моменту та циклічної зміни кутової швидкості.
Опираючись на результати досліджень, розроблено та виготовлено експериментальний зразок двошнекового електромеханічного гідролізера.
Здійснено практичні дослідження електромагнітних, теплових та електромеханічних характеристик. Середні відхилення між моделюванням та експериментом становили: для пускового моменту не більше 2 Н×м; для магнітної індукції на поверхні ротора не більше 0,013 Тл; для магнітної індукції по верхній грані лопаток ротора не більше 3 мTл, відповідно математичні моделі можна вважати адекватними.
За результатами дисертаційного дослідження вирішено задачу підвищення ефективності технологічного процесу, надійності роботи електротехнологічного комплексу і стійкості реакції гідролізу, поліпшення якості готового продукту, зниження енергетичних витрат шляхом регулювання параметрів і продуктивності процесу гідролізу при зміні властивостей сировини, високою енергоефективністю, що досягається використанням дисипативної складової електромеханічної частини
установки, забезпеченням рівномірності температурного поля в зонах прогріву сировини. Технічну новизну розробленого електротехнологічного комплексу та способу виробництва кормового білкового борошна з перо-пухової сировини
підтверджено патентами на винахід.
