<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">vimjour</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Сельскохозяйственные машины и технологии</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Agricultural Machinery and Technologies</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2073-7599</issn><publisher><publisher-name>Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.22314/2073-7599-2025-19-1-35-40</article-id><article-id custom-type="edn" pub-id-type="custom">OHFKIO</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">vimjour-639</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>INNOVATIVE TECHNOLOGIES AND EQUIPMENT</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Силовой анализ движения материала в горизонтальном смесителе гидролитической камеры на примере переработки соевого шрота</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Force Analysis of Material Movement in a Horizontal Mixer of a Hydrolytic Chamber: a Case Study of Soybean Meal Processing</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Загоруйко</surname><given-names>М. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zagoruiko</surname><given-names>M. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Михаил Геннадьевич Загоруйко, доктор технических наук; доцент; ведущий научный сотрудник</p><p>Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Michail G. Zagoruiko, Dr.Sc.(Eng.); associate professor; leading researcher</p><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">zagorujko.misha2013@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Белышкина</surname><given-names>М. Е.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Belyshkina</surname><given-names>M. E.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Марина Евгеньевна Белышкина, доктор сельскохозяйственных наук; главный научный сотрудник</p><p>Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Marina E. Belyshkina, Dr.Sc.(Agri.); ^ief researcher</p><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">bely-mari@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Башмаков</surname><given-names>И. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Bashmakov</surname><given-names>I. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Игорь Андреевич Башмаков, кандидат технических наук; старший научный сотрудник</p><p>Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Igor A. Bashmakov, Ph.D.(Eng.); senior researcher</p><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">igorbash@bk.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Марадудин</surname><given-names>А. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Maradudin</surname><given-names>A. M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Алексей Максимович Марадудин, кандидат технических наук; доцент</p><p>Саратов</p><p> </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Alexey M. Maradudin, Ph.D.(Eng.); associate professor</p><p>Saratov</p></bio><email xlink:type="simple">ZeroCool23@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Federal Scientific Agroengineering Centre VIM</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Саратовский государственный университет генетики; биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Saratov State University of Genetics; Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>22</day><month>03</month><year>2025</year></pub-date><volume>19</volume><issue>1</issue><fpage>35</fpage><lpage>40</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Загоруйко М.Г., Белышкина М.Е., Башмаков И.А., Марадудин А.М., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Загоруйко М.Г., Белышкина М.Е., Башмаков И.А., Марадудин А.М.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Zagoruiko M.G., Belyshkina M.E., Bashmakov I.A., Maradudin A.M.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.vimsmit.com/jour/article/view/639">https://www.vimsmit.com/jour/article/view/639</self-uri><abstract><p>Отмечен рост спроса на растительный белок в комбикормовой промышленности. Ожидается; что сырье; полу­ченное из зерновых бобовых растений; в частности сои; одной из самых высокобелковых культур; займет центральное место как источник кормового протеина. В результате аналитических исследований определены ключевые направления для разработки проекта универсальной комбикормовой линии производства высокобелковых ингредиентов из соевого шрота. С целью повышения биологической ценности и усвояемости белка экструдированный соевый шрот подвергается ферментативному гидролизу в горизонтальном смесителе непрерывного действия. Представлено теоретическое описание процесса перемещения материала шнековым рабочим органом в гидролитической камере. (Цель исследования) Провести силовой анализ движения материала в горизонтальном смесителе шнекового типа для выбора оптимальных конструк­тивных и режимных параметров гидролитической камеры. (Материалы и методы) Рассмотрена система сил; которые действуют на частицу материала; опирающуюся на винтовую поверхность горизонтального шнека и прижатую к стенке кожуха. (Результаты и обсуждение) В результате проекции всех активных сил; действующих на частицу материала; и ус­ловно приложенных к ней сил инерции получили систему уравнений. Установили; что мощность; необходимая на привод вала шнека; будет зависеть от состояния поверхностей винта шнека и кожуха; массы частицы; геометрических парамет­ров шнека; полярных координат; характеризующих расположение частицы в шнеке; а также кинематических параметров переносного вращения шнека. (Выводы) Заключили; что разработанное математическое описание процесса движения; которое учитывает физико-механические свойства и геометрию потока материала; позволит при проектировании выбрать оптимальные конструктивные и режимные параметры смесителя для эффективной транспортировки материалов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The paper addresses the increasing demand for plant-based protein in the compound feed industry. It emphasizes the role of grain legumes; particularly soy; one of the most protein-rich crops; as a primary feed protein source. Analytical studies have identified key strategies for developing a universal compound feed production line that integrates high-protein ingredients derived from soybean meal. To enhance protein digestibility and biological value; extruded soybean meal undergoes enzymatic hydrolysis in a continuous horizontal mixer. Additionally; the paper describes material movement within a hydrolytic chamber equipped with a screw-driven working unit. (Research purpose) The primary objective of the study is to conduct a force analysis of material movement in a horizontal screw mixer to determine the optimal structural and operational parameters of the hydrolytic chamber. (Materials and methods) The analysis focuses on the system of forces acting on a material particle resting on the helical surface of a horizontal screw and pressed against the inner wall of the casing. (Results and discussion) By projecting all active and assumed inertial forces acting on a material particle; a system of equations was derived. The study found that the power required to drive the screw shaft depends on multiple factors; including the condition of the screw and casing surfaces; particle mass; screw geometry; polar coordinates defining the particle’s position within the screw; and the kinematic parameters of its rotational motion. (Conclusions) The developed mathematical model of material movement; which accounts for the physical and mechanical properties of the material and the geometry of its flow; facilitates the selection of optimal structural and operational parameters for the mixer. This ensures efficient material transport during the design process.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>кормовой растительный белок</kwd><kwd>соевый шрот</kwd><kwd>ферментация</kwd><kwd>гидролизат</kwd><kwd>гидролитическая камера</kwd><kwd>горизонтальный смеситель</kwd><kwd>шнек</kwd><kwd>частица</kwd><kwd>силы</kwd><kwd>системы координат</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>feed vegetable protein</kwd><kwd>soybean meal</kwd><kwd>fermentation</kwd><kwd>hydrolysate</kwd><kwd>hydrolytic chamber</kwd><kwd>horizontal mixer</kwd><kwd>screw</kwd><kwd>particle</kwd><kwd>forces</kwd><kwd>coordinate systems</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Милушев Р.К., Епифанов В.Г. Использование белковых концентратов из растительного сырья для замещения в комбикормах кормов животного происхождения // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. 2019. N5. С. 48-68. EDN: STLKGL.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Milushev R.K., Epifanov V.G. The use of protein concentrates from vegetable raw materials for replacement in compound feed of feed of animal origin. Feeding of Agricultural Animals and Feed Production. 2019.  N5. 48-68 (In Russian). EDN: STLKGL.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Булатов С.Ю., Симачкова М.С., Сергеев А.Г. и др. Особенности производства комбикормов в условиях сельскохозяйственных организаций в современных реалиях // Вестник НГИЭИ. 2022. N10(137). C. 59-67. DOI: 10.24412/2227-9407-2022-10-59-67.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bulatov S.Yu., Simachkova M.S., Sergeev A.G. et al. Features of the production of compound feeds in the conditions of agricultural organizations in modern realities. Bulletin NGIEI. 2022. N10(137). 59-67 (In Russian). DOI: 10.24412/2227-9407-2022-10-59-67.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Dorokhov A.S., Zagoruiko M.G., Maradudin A.M., Bashmakov I.A. Material movement within a single-screw extruder. Inmateh – Agricultural Engineering. 2021. N3(65). 421-429. DOI: 10.35633/INMATEH-65-44.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dorokhov A.S., Zagoruiko M.G., Maradudin A.M., Bashmakov I.A. Material movement within a single-screw extruder.  Inmateh – Agricultural Engineering. 2021. N3(65). 421-429 (In English). DOI: 10.35633/INMATEH-65-44.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Савиных П.А., Алешкин А.В., Турубанов Н.В., Зырянов Д.А. Определение рациональных параметров смесителя теоретическими исследованиями взаимодействия винтовой поверхности шнека с материалом // Техника и технологии в животноводстве. 2021. N1 (41). С. 76-84. DOI: 10.51794/27132064-2021-1-76.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Savinykh P.A., Aleshkin A.V., Turubanov N.V., Zyrya­nov D.A. Determination of mixer tap’s rational para­meters by theoretical studies of the interaction of the screw’s helix surface with the material. Machinery and Technologies in Livestock. 2021. N1(41). 76-84 (In Russian). DOI: 10.51794/27132064-2021-1-76.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шагарова А.А., Шапошников А.П., Тарасенко Л.Е. Рео­метрические исследования характеристик течения высоковязких сред в шнековых машинах при наличии тонкого пристенного слоя // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2014. N1(128). C.87-90. EDN: RVFVUZ.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shagarova A.A., Shaposhnikov A.P., Tarasenko L.E. Rheo­metric studies of high-viscosity fluid flow characteristics in the schneck machines with a thin wall layer. Izvestia Volgograd State Technical University. 2014. N1(128). 87-90 (In Russian). EDN: RVFVUZ.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Петренко С.С., Черненко Г.В., Адигамов К. Применение шнекового конвейера с оребренным кожухом в качестве рабочего органа смесителя сыпучих материалов // Современные проблемы науки и образования. 2013. N4. C. 77-82. EDN: ROFSQJ.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Petrenko S.S., Chernenko G.V., Adigamov K. The use of a screw conveyor with a finned cover as a working body of the mixer bulk materials. Modern Problems of Science and Education. 2013. N4. 77-82 (In Russian). EDN: ROFSQJ.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зубкова Т.М., Мустюков Н.А., Токарева М.А. Построение архитектуры САПР одношнековых экструдеров с применением элементов искусственного интеллекта // Программные продукты и системы. 2016. Т. 29. N4. C. 176-182. DOI: 10.15827/0236-235x.116.176-182.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zubkova T.M., Mustyukov N.A., Tokareva M.A. Single screw extruder engineering with artificial intelligence elements. Software &amp; Systems. 2016. Vol. 29.  N4. 176-182 (In Russian). DOI: 10.15827/0236-235X.116.176-182.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Брагинец С.В., Хлыстунов В.Ф., Бахчевников О.Н. и др. Исследование процесса смешивания компонентов кормов в горизонтальном смесителе // Проблемы развития АПК региона. 2016. N3(27). C. 110-114. DOI: 10.15217/issn2079-0996.2016.3.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Braginets S.V., Khlystunov V.F., Bakhchevnikov O.N. et al. Study of the process of mixing fodder components in a horizontal mixer. AIC development problems of the region. 2016. N3(27). 110-114 (In Russian). DOI: 10.15217/issn2079-0996.2016.3.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Евстарова А.В. Закономерности движения потока буровой мелочи по винтовой поверхности шнека при бурении вертикальных скважин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. N3. С. 306-312. EDN: RGRBLH.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Evstarova A.V. Regularities of the drilling fines flow on the screw surface of the auger at drilling of vertical boreholes. Mining Information-Analytical Bulletin. 2007. N3. 306-312  (In Russian). EDN: RGRBLH.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Загоруйко М.Г., Васильчиков В.В., Мамахай А.К. Имитационное моделирование параметров шнека экструдера // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. N4(14). C. 71-77. DOI: 10.22314/2073-7599-2020-14-4-71-77.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zagoruiko M.G., Vasilchikov V.V., Mamakhai A.K. Simu­lation of the extruder screw parameters. Agricultural Machinery and Technologies. 2020. N4(14). 71-77 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2020-14-4-71-77.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Протасов А.А., Макаров С.А., Данилин А.В., Левченко Г.В. Теоретические исследования кинематических параметров движения материала в пресс-экструдере // Аграрный научный журнал. 2019. N12. C. 105-109. DOI: 10.28983/asj.y2019i12pp105-109.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Protasov A.A., Makarov S.A., Danilin A.V., Levchenko G.V. Theoretical studies of kinematic parameters of material motion in a press-extruder. Agrarian Scientific Journal. 2019. N12. 105-109 (In Russian). DOI: 10.28983/asj.y2019i12pp105-109.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Брусенков А.В., Коновалов Д.Н. Разработка, проектирование и методика расчета конструктивно-технологических характеристик шнекового измельчителя корнеплодов // Вестник машиностроения. 2022. N10. C. 2431. DOI: 10.36652/0042-4633-2022-10-24-31.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Brusenkov A.V., Konovalov D.N. Development, design and methodology for calculating the structural and technological characteristics of a screw grinder of root crops. Vestnik Mashinostroeniya. 2022. N10. 24-31 (In Russian). DOI: 10.36652/0042-4633-2022-10-24-31.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Загоруйко М.Г., Дорохов А.С., Марадудин А.М. Обос­нование основных параметров шнекового экспандера для переработки высокопротеиновых культур // Нива Поволжья. 2020. N2(55). C. 124-131. DOI: 10.36461/NP.2020.2.55.019.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zagoruiko M.G., Dorohov A.S., Maradudin A.M. Substantiation of the basic parameters of the screw expander for processing high protein crops. Niva Povolzhya. 2020. N2(55). 124-131 (In Russian). DOI: 10.36461/NP.2020.2.55.019.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зубелевич О.Э. Принцип Даламбера - Лагранжа: геометрический аспект // Сибирский журнал индустриальной математики. 2020. N3(83). C. 31-39. DOI: 10.33048/SIBJIM.2020.23.303.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zubelevich O.E. The D’Alembert - Lagrange principle: a geometrical aspect. Journal of Applied and Industrial Mathematics. 2020. N3(83). 31-39 (In Russian). DOI: 10.33048/SIBJIM.2020.23.303.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Богданова С.Б., Гладков С.О. О траекториях тел в неинерциальных системах отсчета // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. N84. C. 68-80. DOI: 10.17223/19988621/84/6.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bogdanova S.B., Gladkov S.O. On the trajectories of bodies in non-inertial reference frames. Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2023. N84. 6880 (In Russian). DOI: 10.17223/19988621/84/6.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Marczuk A., Misztal W., Savinykh P. et al. Improving efficiency of horizontal ribbon mixer by optimizing its constructional and operational parameters. Eksploatacja i niezawodnosc. 2019. N2(21). 220-225. DOI: 10.17531/ein.2019.2.5.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Marczuk A., Misztal W., Savinykh P.et al. Improving efficiency of horizontal ribbon mixer by optimizing its constructional and operational parameters. Eksploatacja i niezawodnosc. 2019. N2(21). 220-225 (In English). DOI: 10.17531/ein.2019.2.5.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Булатов С.Ю., Нечаев В.Н., Пронин А.Н., Сергеев А.Г. Результаты исследований рабочего процесса шнекового дозатора сухих сыпучих компонентов с шаговым электродвигателем // Техника и оборудование для села. 2024. N1(319). C. 33-36. DOI: 10.33267/2072-9642-2024-1-33-36.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bulatov S.Yu., Nechaev V.N., Pronin A.N., Sergeev A.G. Results of studies of the working process of a screw feeder for dry bulk components with a stepper motor. Machine­ry and Equipment for Rural Area. 2024. N1(319). 33-36 (In Russian). DOI: 10.33267/2072-9642-2024-1-33-36.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
