Vol 1-no-47-47-2020

No 47 (2020)
Р.1
The scientific heritage
(Budapest, Hungary)
The journal is registered and published in Hungary.
The journal publishes scientific studies, reports and reports about achievements in different scientific
fields. Journal is published in English, Hungarian, Polish, Russian, Ukrainian, German and French.
Articles are accepted each month. Frequency: 12 issues per year.
Format - A4
ISSN 9215 — 0365
All articles are reviewed
Free access to the electronic version of journal
Edition of journal does not carry responsibility for the materials published in a journal. Sending the
article to the editorial the author confirms it’s uniqueness and takes full responsibility for
possible consequences for breaking copyright laws
Chief editor: Biro Krisztian
Managing editor: Khavash Bernat
 Gridchina Olga - Ph.D., Head of the Department of Industrial Management and Logistics
(Moscow, Russian Federation)
 Singula Aleksandra - Professor, Department of Organization and Management at the University
of Zagreb (Zagreb, Croatia)
 Bogdanov Dmitrij - Ph.D., candidate of pedagogical sciences, managing the laboratory
(Kiev, Ukraine)
 Chukurov Valeriy - Doctor of Biological Sciences, Head of the Department of Biochemistry of
the Faculty of Physics, Mathematics and Natural Sciences (Minsk, Republic of Belarus)
 Torok Dezso - Doctor of Chemistry, professor, Head of the Department of Organic Chemistry
(Budapest, Hungary)
 Filipiak Pawel - doctor of political sciences, pro-rector on a management by a property complex
and to the public relations (Gdansk, Poland)
 Flater Karl - Doctor of legal sciences, managing the department of theory and history of the state
and legal (Koln, Germany)
 Yakushev Vasiliy - Candidate of engineering sciences, associate professor of department of
higher mathematics (Moscow, Russian Federation)
 Bence Orban - Doctor of sociological sciences, professor of department of philosophy of religion
and religious studies (Miskolc, Hungary)
 Feld Ella - Doctor of historical sciences, managing the department of historical informatics,
scientific leader of Center of economic history historical faculty (Dresden, Germany)
 Owczarek Zbigniew - Doctor of philological sciences (Warsaw, Poland)
 Shashkov Oleg - Сandidate of economic sciences, associate professor of department (St. Peters-
burg, Russian Federation)
«The scientific heritage»
Editorial board address: Budapest, Kossuth Lajos utca 84,1204
E-mail: public@tsh-journal.com
Web: www.tsh-journal.com

CONTENT
CHEMISTRY SCIENCES
Buriyev F.,
Abdurakhmanova S., Ziyadullaev O.
SYNTHESIS OF AROMATIC ACETYLENE ALCOHOL
BASED ON KETONES AND PHENYLACETYLENE AND
THEIR BIOLOGICAL PROPERTIES..................................3
EARTH SCIENCES
Pyatakov E., Isaev E., Chernetskaya I., Sokol I.
ON THE ISSUE OF GRANULATION OF FISH MEAL
FROM THE POSITION OF SOIL MECHANICS...............11
PHYSICS AND MATHEMATICS
Akbarli R.
FEATURES OF THE BEHAVIOR OF THE GAS-LIQUID
MIXTURE PIPES..........................................................16
TECHNICAL SCIENCES
Deng Chunli, Shang Feifei, Liu Yan,
Melnyk O., Luo Yanghe
RECENT ADVANCES IN MODIFICATION OF STARCH
AND ITS APPLICATIONS IN CHINA FOOD INDUSTRY..19
Shabatura Yu., Seredyuk B., Balandin M.
METHOD OF TEMPERATURE CONTROL AND FORCED
COOLING OF THE BARREL OF AN ARTILLERY GUN
USING A THERMOELECTRIC GENERATOR .................26
Bubnovs’ka I.
RESEARCH OF THE STRESS-STRAIN STATE OF BLANKS
IS AT FORGE-ROLLING...............................................31
Denysiuk V.
ELECTING OF TRAVELING SALESMAN PROBLEM
CRITERIA....................................................................38
Kakharov Z.
SURFACE ANALYSIS OF THE EARTH SEAL
COMPOSITION OF RAILWAY CANOLAS BY
ROLLERS ....................................................................50
Mikhailov O.
RISK FACTORS IN CONSTRUCTION.............................52
Sliusarenko O., Kuprinenko O.,
Galchenkova M., Bondarev I., Stah T.
SCIENTIFIC AND METHODOLOGICAL APPROACH TO
DEFINITION THE VALUES OF PARAMETERS OF
WHEELED VEHICLES OF SPECIAL OPERATIONS
FORCCES OF THE ARMED FORCES OF UKRAINE........55
Sobol A., Andreeva A.
PROBLEMS OF OPERATION OF AUTONOMOUS
ASYNCHRONOUS GENERATORS WIND POWER
INSTALLATIONS .........................................................60
Shulga V., Bushmanov A.
CHOOSING AN ARCHITECTURE FOR A
DEPARTMENTAL SOFTWARE.....................................64

The scientific heritage No 47 (2020) 3
CHEMISTRY SCIENCES
СИНТЕЗ АРОМАТИЧЕСКОГО АЦЕТИЛЕНОВОГО СПИРТА НА ОСНОВЕ КЕТОНОВ И
ФЕНИЛАЦЕТИЛЕНА И ИХ БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Буриев Ф.Х.
преподаватель факультета естественных наук, Чирчикский государственный педагогический ин-
ститут, Узбекистан
Абдурахманова С.С.
докторант, Чирчикский государственный
педагогический институт, Узбекистан
Зиядуллаев О.Э.
доктор химических наук, профессор, Чирчикский государственный
педагогический институт, Узбекистан
SYNTHESIS OF AROMATIC ACETYLENE ALCOHOL BASED ON KETONES AND
PHENYLACETYLENE AND THEIR BIOLOGICAL PROPERTIES
Buriyev F.
Teacher of the Faculty of Natural Sciences, Chirchik State
Pedagogical Institute, Uzbekistan
Abdurakhmanova S.
doctoral student, Chirchik State
Ziyadullaev O.
Doctor of Chemical Sciences, professor, Chirchik State
Аннотация
Синтезированы ароматические ацетиленовые спирты (ААС) взаимодействием ацетиленового углево-
дорода- фенилацетилена с кротоновым альдегидом кетонами (ацетон, метилэтилкетон, метилизопропил-
кетон, ацетофенон и понокалин) по методу Фаворского. Научно обосновано влияние различных факторов-
мольное соотношения исходных веществ, температуры, продолжительности реакции и природы раствори-
телей на выход продукта. Найдено оптимальное условие синтеза продукта с высоким выходом. Предложен
механизм реакции, основываясь на литературные источники. С помощью кванто-химических методов и
их расчетов определено распределение электронов молекулярно-динамические показатели, фазовые стро-
ение, рассчитана энергии активации процесса и показано стадии реакций. Синтезированные ароматиче-
ские ацетиленовые спирты впервые использованы в качестве биоцидов для биокоррозии стальных и ме-
таллических конструкций нефтегазовой промышленности.
Abstract
Aromatic acetylene alcohols (AAA) synthesized by reacting acetylene with phenylacetylene− croton alde-
hyde and ketones (acetone, methylethylketone, methylizopropylketone, acetophenone and pinokalin) by the
method of Favorsky. Scientifically proven influence of various factors-the molar ratio of the starting materials,
temperature and the nature of the solvent on the yield of the product itself. The reaction mechanism based on
literary sources. Structure, composition and purity of the quantum-chemical values of aromatic acetylenic alcohols
and vinyl ester proved by physico-chemical methods and modern computer programs that calculate the activation
energy for processes and to identify the mechanisms of reactions carried out. First proved synthesized aromatic
acetylenic alcohols exhibits inhibitory activity against biological corrosion of steel and metal structures of the oil
and gas industry and proved their high activity as biocides.
Ключевые слова: фенилацетилен, ароматические ацетиленовые спирты, катализатор, растворители,
кинетика, механизм реакции, выход продукты, биологический активность.
Keywords: phenylacetylene, aromatic acetylenic alcohols, catalyst, solvent, kinetics, reaction mechanism,
yield products, bioactivity.
INTRODUCTION
Systematic investigations about the manufacture
of various new products on the process of oil, oil prod-
ucts and hydrocarbons or be applying catalysts with
higher base in the process for the purpose of subsequent
development of classical reactions on the bases of acet-
ylene and its homologs in the near future have been car-
rying out within the last ten years [1-3]. Being of great
importance AAA and such group substances are used
on a large scale in different fields, including inhibitors-
antibiocorrosion of metal installation in oil-gas industry
[4, 5], ionites purifying poisonous and polluted sewage
in the enterprises of metallurgy and oil-gas refinery, as
additives increasing low-temperature resistance of avi-
ation gasoline, and in the paint and varnish industry,
textile, agriculture, medicine and radio engineering for

4 The scientific heritage No 47 (2020)
the various purposes [6, 7]. Being the presence of tri-
bond and hydroxyl group in the molecule of AAA
causes the expansion of their application fields and
their chemical properties [8]
. They are mainly synthe-
sized with the various methods - Favorsky, Grignard-
Jocich and diazotization reactions on the bases of acet-
ylene hydrocarbons [9-13]. The reaction of phenyl acet-
ylene with aldehyde and ketones in the tetrahydrofuran
solution in the presence of the catalysts has not been
studied in the Favorsky method.
EXPERIMENTAL
Reagents: Alkalies− LiOH, NaOH and KOH,
solvents- methanol, ethanol, tetrahydrophuran (THP),
diethylesther (DEE), potash, hydroquinone, benzene,
chloroform, phenylacetylene, croton aldehyde, acetone,
methylethylketone, methylizopropylketone, pinoka-
line, acetophenone.
Instruments: PMR spectra of the structure of syn-
thesized compounds have been studied in the spectro-
photometer Jeol FX‒90Q (90 millihertz), and IR struc-
ture has been studied in the spectrophotometer Bruker
JFS‒25. In the room temperature NMR1
Н structure has
been determined with the help of spectrophotometer
Bruker DPX‒400 (working frequency 400.13
millhertz, solvent‒ СDCl3, inner standard– GMDS).
The content of mixture has been analyzed GLCh with
the help of device LXM−80 (gas‒carrier‒helium, (col-
umn) geyser 3000×3 mm, 1% solution of liquid phase
polyethylene glycol in NaCl), filters‒ Extraction
Thimbles Grade 603. (3,2-20,0 мм.), Pressure‒
Regulators Kayzer K98, thormemetrs– Тhorm. of 2-
Channel (−50‒ +300), strurrer‒ RW 28 basic.
Methods of research modern computer’s pro-
grams: Phase structure of synthesized AAA molecules,
distribution of charges and electron density in the mol-
ecules, quantum ‒ chemical granularity of compounds
have been determined with the help ofquantum‒chem-
ical half‒empiric РМЗ of STAT program Hyper Chem
Activation 7,0 packet and the processes have been
mathematical modeled.
Experiments of synthesis aromatic acetylene al-
cohols: Synthesis reaction scheme of AAA is offered
in the following view on the references [14].
Ar
R
R' OH
Ar R C
O
R'
+
MOH+solvent
Here: R= −CH3, R'= −CH3; R= −CH3, R'= −C2H5; R= −CH3, R'= izo −C3H7, R= −CH3, R'= −C(СH3)3;
R= −CH3, R'= −С6H3, R= −H, R'= −СH=CH−CH3, М= Na and K, Solvent− methanol, ethanol, DEE and THP.
Powdery KOH of 5,6 g (0,1 mole) is placed into
the three-necked flask in volume of 500 ml, supplied
with a mechanical mixer, the reverse refrigerator and a
drop funnel, and at once THP of 200 ml is added, in the
flask cooled a mix of ice and salt to temperature-5 о
С
and through a drop funnel within 1 hour PhА of 10,2 g
(0,1 mole) is added and 0,1 mole of dissolved croton
aldehyde in 25 ml of DEE then a mix is left for a night.
The reactionary mix is hydrolyzed at cooling by ice wa-
ter, the ether bed and ether extractions are dried over
potash and subjected to distillation at the presence of
hydroquinone. 19g (70,4%) 1-phenylhex-4-en-1-yn-3-
olТboil. =153 о
С is allocated (released). The obtained
spirit is dissolved in benzene, acetone, chloroform and
other organic solvents, but it is badly dissolve in water
[15].
In the similar way 2-methyl-4-phenylbut-3-yn-2-
ol (81,4%) is synthesized from 10,2 g (0,1 mole) of PhА
and 5,8 g (0,1 mole) of acetone, Tboil. 147 о
С., 3-
methyl-1-phenylpent-1-yn-3-ol (72,1%) is synthesised
from 10,2 g (0,1 mole) of PhА and 7,2 g (0,1 mole) of
methylethylketone, Tboil. =160−162 о
С., 3,4-dimethyl-
1-phenylpent-1-yn-3-ol (65,3%) is synthesised from
10,2 g (0,1 mole) of PhА and 8,6 g (0,1 mole) of
methylizopropylketone, Tboil.137 о
С., 3,4,4-trimethyl-
1-phenylpent-1-yn-3-ol (57,6%) is synthesised from
10,2 g (0,1 mole) of PhА and 10,0 g (0,1 mole) of pi-
nokaline, Tboil.134 о
С., 2,4-diphenylbut-3-yn-2-ol
(85,3%) is synthesised from 10,2 g (0,1 mole) of PhА
and 12,0 g (0,1 mole) acetophenone, Tboil. 183−185
о
С.
RESULTS AND DISCUSSION
In this work available AAA− 2-methyl-4-
phenylbut-3-yn-2-ol (I), 3-methyl-1-phenylpent-1-yn-
3-ol (II), 3,4-dimethyl-1-phenylpent-1-yn-3-ol (III),
3,4,4-trimethyl-1-phenylpent-1-yn-3-ol (IV), 2,4-
diphenylbut-3-yn-2-ol (V) ва 1-phenylhex-4-en-1-yn-
3-ol (VI) is synthesized by the influence of acetone,
methylethylketone, methylizoprophylketone, pinoka-
line, acetophenon, croton aldehyde the aromatic acety-
lene hydrocarbon− PhA on the Favorsky method.
For the purpose of the synthesis of AAA with
higher yield, the influences of various factors on the
process, temperature, duration of reaction, nature of
solvent and catalysts, mole rate of initial substances,
have been analyzed systematically.
Influences of the nature of catalysts and the dura-
tion of reaction on AAA yield have been studied. Ob-
tained results are exposed in Table 1.
It has been observed that influences of tempera-
ture, nature of solvent and catalysts on the AAA yield
in the following on the basis of the exposed investiga-
tion results in Table 1.

Table 1
The influence of the nature of catalysts and the reaction duration on the yield of ААA (Temperature 0 o
С, sol-
vent THP and the amount of initial substances in equimolar ratio)
Catalyst
Duration of reac-
tion, hour
I II III IV V VI
NaOH
4 29,8 27,0 25,5 22,4 39,8 48,5
6 46,8 43,0 39,0 36,5 49,7 57,2
8 52,4 50,5 47,3 43,2 55,8 65,2
10 51,1 49,3 45,8 41,3 54,2 62,0
12 29,9 26,4 21,2 17,4 31,4 36,2
KOH
4 54,4 45,5 41,9 38,6 61,2 56,2
6 73,3 67,6 55,3 51,3 78,4 62,2
8 81,4 72,1 65,3 57,6 85,3 70,4
10 80,0 71,3 64,0 55,7 83,8 67,5
12 46,7 38,3 34,6 29,7 50,1 40,5
Alongside with going up of the duration of reac-
tion from 4 hours to 8 hours the yield of product in-
creases. When the reaction proceeds for 4-6 hours, ini-
tial products aren't able to react fully and on the account
of staying in the mixture, and forming acetylenids re-
acting with catalyst, it reduces the amount of catalyst
and catalytic activity, and this affects the yield of prod-
uct.
When the reaction proceeds for 8 hours, initial
products interact sufficiently and it is observed the in-
crease in the yield of AAA. Alcohols produced as a re-
sult of reaction form alcoholates with alkalis and hav-
ing hydrolyzed under the influence of water it turns into
AAA again. Herein, the nature of catalyst is of great
importance, i.e. the more active catalyst is, the more
quickly AAA being formed in the process turns into al-
cohol ate, consequently favorable condition is created
for the interlink age of nonreacted initial products.
As soon as the duration of reaction increases even
more for 10 hours, AAA gets into oligomerization, and
also it leads to fall in the product yield as a result of
producing additional products on the account of water
release from the molecule of alcohols.
Besides, it is observed that AAA, produced in the
mixture, turns into initial products again and initial sub-
stances (aldehyde and ketons) get into condensation,
partly polymerization [16].
When the process is carried out for 12 hours, it is
observed the sharp fall in the yield of product as a result
of turning into interval products of AAA and unreacted
initial products in the system by the influence of solvent
and catalysts.
In particular, protonation process comes into be-
ing from the formation of carbcations thirsty for elec-
trons in the solution. Consequently it is observed the
sharp decrease in the yield of product on the account of
AAA's turning into alcohol ether or unsaturated tri-
bond- and doublebond-bearing hydrocarbons dehydrat-
ing, also procedure of binding reactions of ketons to the
bond of −С=O, formation of vinyl group-bearing ethers
by the interaction of AAA produced in the system with
unreacted PhA, the condensation of ketons by the influ-
ence of alkalis.
We can interpret the generation of interval and ad-
ditional production in the process of synthesizing AAA
on the Favorsky method as the following:
- normally alcohols are dehydrated in the acid
state, but it has been observed that as a result of this
reaction generating AAA gets into the dehydration re-
action partly in alkali state and it produces mixed (het-
erogeneous) -bond-bearing unsaturated hydrocarbons
at about 3-19% favorably. In particular, it has been de-
fined that 2-methyl-4-phenylvinylacetylene from the
hydration of 2,4-diphenylbut-3-yn-2-ol, and also 3-
methyl-5-phenylpropenylacetylene and 2,3-dimethyl-
5- phenylpropenylacetylene and in very little amount 2-
methyl-4-phenylvinylacetylene and 2 -isopropyl-4-
henylvinylacetylenes from 3-methyl-1-phenylpent-1-
yn-3-ol and 3,4-dimethyl-1-phenylpent-1-yn-3-ol are
produced .
It has been determined that AAA containing ter-
tiary buthyl radical and aromatic link in its molecule i.e.
higher inclined to the hydration 3,4,4-trimethyl-1-
phenylpent-1-yn-3-ol and relatively difficult hydrating
2,4-diphenylbut-3-yn-2-ol, in turn 2- tertiary buthyl-4-
phenylvinylacetylene and 2,4-diphenylvinylacetylenes,
and 1-phenylhex-4-en-1-yn-3-ol obtained on the basis
of croton aldehyde changes into 1-phenylhexyn-1-
diene-3,4 removing one molecule mater from its mole-
cule.
Reaction is offered as following:
Ar
R
OHR'
Ar R
R' + H2O
- they get changed into alcohol ether as a result of synthesized AAA remaining i solution
Ar R
OHR'
+ H2O
Ar R
OR'
2
ArR
R'

- besides it has been observed that AAA reproduces initial substances in the solvent
Ar R
OHR'
Ar
R
R'
O
+
- AAA changes into favorable alcoholates easily reacting with catalytic active alkalis in the system and at the
same time increases the amount of water in the solvent
+ H2O
Ar R
OHR'
+ MOH
Ar R
OMR'
- it can be observed that PhA, unreacted and reproduced in the process, has changed into unstable vinyl
alcohol at first bonding with water, then into methylphenylketone. It has been clarified through tje intercom-
parision of the investigation results that this process can influence on the product yield both positively and nega-
tively, i.e. 2,4-diphenylbut-3-yn-2-ol (85,3%) has been synthesized with higher yield, from negative side the fall
of the amount of water in the system causes the hydrolysis of AAA alcolates is complicated and influences on the
decrease in the amount of product yield
+ H2O Ar
OH
+Ar Ar
O
- Unreacted PhA reacts with AAA and it leads to the occurance of vinyloxy compounds. In particular, 2-
methyl-4-phenylbut-3-yn-2-ol produces 1-phenyl-3-methyl-3-(2-phenylvinyloxy)-buthyn-1 reacting with PhA
+
Ar
OH
Ar Ar
O
Ar
Among the used catalysts in alkali of KOH which
has more higher basicity that LiOH and NaOH AAA is
produced with maximum yield.
And alcoholates generating in the process gets into
hydrolysis easily, herein it has been defined that on ac-
count of easy hydrolysis of potassium AAA may be
synthesized with higher yield by using catalyst KOH.
The influence of solvents on the yield of AAA has
been investigated. Here, the process is carried out for 8
hours at 00
С, initial substances are chosen in equimolar
ratio.
The table shows that the yield of AAA is released
very highly when the solution of THP is used. The main
reasons of producing of AAA with higher yield in the
absolute diethylether (DEE) than in ethanol and meth-
anol: used catalysts change into alcoholates reacting
with ethanol & methanol as they form suspension with
ethanol and methanol, the amount of catalyst decreases,
its catalytic role disappears partly and this leads to the
complication of interaction of initial substances, conse-
quently the productivity of AAA yield decreases.
Table 2
The influence of the nature of solvents on the yield of AAA (Catalyst КОН, duration of reaction - 8 hours, tem-
perature – 0 o
С)
Solvent I II III IV V VI
Ethanol 41,3 39,0 34,2 28,7 47,3 36,2
Methanol 54,0 48,4 38,9 33,0 62,0 46,0
DEE 74,1 66,2 62,3 54,1 78,3 65,0
THF 81,4 72,1 65,3 57,6 85,3 70,4
Because of being hydrogen bond forming proton
solution, ethanol and methanol produce potassium ion
in free state in the system linking with catalysts' hy-
droxyl group removing Н+
in their molecule. Ion of
metal is very active and strong reductant, so it creates
an opportunity for the generation of alcoholates with
alcohols which are being synthesized and accelerates
the process. But along with this, these metals (lithium,
sodium, potassium) produce acetylenids with the initial
substance− PhA, and changes croton aldehyde into tar,
with the solvent produces potassium methylate and eth-
ylates. It complicates the process solvating the solvent
and reducing its basicity i.e. nucleophility. Although di-
electric constancy in DEE is lower than methanol and
ethanol, it doesn't catch acidity hydrogen atom, as a re-
sult initial substances keep their higher reaction activ-
ity, and this objective influences on the generation of
AAA.
It can be explained the release of product with suf-
ficiently higher yield in DEE and THP which are con-
sidered aproton solvents among the used solvents as the
following:
− on account of the formation of activated com-
plexes because of the increase of polarity of state in
THP (ε= 7,5) which has higher dielectric constancy

than DEE (ε= 4,5) reaction rate constant goes up, and
this serves the release of AAA with higher yield [17];
− catalysts transfer to th esolvent state quickly and
easily in THP and this creates comfortable homogen
catalytic state for the reaction process i.e. for the for-
mation of active centre in initial substances;
− DEE and THP are considered base solvents, and
hydrogen atoms in them save generalized electron
pairs. These generalized electron pairs of hydrogen
atom is distributed on the plain, and in THP negative
charge is in the view of delocalized along the ring. In
turn it leads to the growth in product yield as a result of
alkalis' catalytic activity i.e. basecity increasing more
and more;
− THP possessing relatively higher dielectric con-
stancy increases the hydrolysis of interval and addi-
tional products (acetales, acetylenides and alcoholates)
generating in the reaction;
− dipole moment of aproton solvents which form
donor-acceptor bond, polarity in them goes up, and this
leads to the maximum passage of product yield. And
methanol and ethanol are proton solvents and they pro-
duce alcoholates exchanging with metal ions of catalyst
releasing Н+
from themselves easily on account of pos-
sessing acidity property and forming hydrogen bond.
And this decreases the activity of catalysts, conse-
quently the activity energy of reaction rises, the reac-
tion velocity falls down, and this affects the product
yield;
− it has been defined that the increase of the influ-
ence of investigation results on the reaction velocity,
selectivity of process and the occurrence of space col-
lision on the following series ethanol < methanol <
DEE < THP.
It has been defined that the fall in the product yield
alongside with the growth of carbon atoms and branch-
ing number in the molecule of ketones and phenyl rad-
ical-bearing ketone (acetaphenon) the synthesis of al-
cohol with the very maximum yield (85,3%).
− in PhA electron clouds have removed towards
triatry bond from phenyl radical because carbon atom
is sp in acetylene and in phenyl radical it is sp2
. It has
been observed that ketones PhA reaction undergoes
easily in the presence of catalyst owing to being mova-
ble of electron cloud of π-bonds, the inductive effect in
π-bond compounds is stronger than ones in σ-bond
compounds [18];
− along with saving high electro negativity radi-
cals in its molecule, the yield of AAA decreases. The
cause of this case is that unstable interval products
arevgenerated in a large amount;
− carbcations are known not to be separated in free
state, but it can be observed their generation in practice.
Stability of carbcations of ketones used in the research
goes up on the series of methylethyl < isopropyl < trit-
buthyl. In turn it creates an opportunity for the genera-
tion of interval and additional products under the influ-
ence of various factors decreasing the amount of posi-
tive charge of carbcations. The more stable carbcations
are the more easily interval and additional products
generate and their reaction activity is higher. Car-
bcations producing in the Favorsky reaction associate
with catalyst and interval products in the system and
increase the amount of additional products;
–С=О - in organic chemistry, especially in the syn-
thesis of organic compounds –С=О various factors in-
fluence on the reaction procedure and the yield of prod-
uct, in particular the generation of carbcations at the
synthesis of AAA and their stability is of great im-
portance. when the reaction undergoes in THP solution
the generation, stability and life of carbonions are
longer. And this gives a chance to reagent to influence
from any sides. The fall in AAA yield on the series 2-
methyl-4-phenylbut-3-yn-2-ol > 3-methyl-1-
phenylpent-1-yn-3-ol > 3,4-dimethyl-1-phenylpent-1-
yn-3-ol > 3,4,4-trimethyl-1-phenylpent-1-yn-3-ol de-
pends on the stability and stereo−structure of carbon-
ions producing in the process i.e. methyl radicals in ac-
etone is symmetry than –С=О, salvation is stronger,
and also recemation happens and optic activity is kept.
This is considered a comfortable condition for the Н+
coming from PhA molecule. It is observed the same
condition in ethyl - isopropyl - and triatry buthyl -bear-
ing ketons as is acetone. But no symmetry salvation ap-
pears in them, because of branching of radicals it pre-
vents spatial combination of Н+
towards to the combi-
nation of Н+
towards –С=О and the procedure of
nucleophilic association reaction gets complicated. The
second point of the matter: carbon atom in carbonyl
group is trigonal (sp2
) hybridized; carbon of carbonyl
group and groups bonded with it are flat structural i.e.
lay on the plain, especially two methyl radicals in ace-
tone on one plain, at the same distance, so hydrogen
atom approaches easily to its molecule. In other on ac-
count of number and branching of carbon atoms are
more polarization and hydrogen of carbonyl group is
passive i.e. electron acceptor property gets weaker un-
der the influence of radicals, and this is a cause of the
fall in the product yield;
− among the being synthesized the yield of 2,4-
diphenylbut-3-yn-2-ol is relatively high. There is phe-
nyl group possessing high dissociation constant strong
inductive effect in the molecule of initial product ace-
tophenon;
− the yield of main product becomes little because
of solubility of alcoholates, which are generating as in-
terval and additional product in the Favorsky reaction,
gets complicated alongside with the growth in the num-
ber of main chain and branching, but alcoholate of tri-
atry bond- and double bond-bearing 1-phenylhex-4-en-
1-yn-3-ol alcohol is hydrolyzed easily, so selectivity of
alcohol generation is higher than 3,4-dimethyl-1-
phenylpent-1-yn-3-ol and 3,4,4-trimethyl-1-
phenylpent-1-yn-3-ol;
− it has been observed that the yield of 1-
phenylhex-4-en-1-yn-3-ol synthesized on the basis of
the reaction of kroton aldehyde with PhA releases less
than 2-methyl-4-phenylbut-3-yn-2-ol, 3-methyl-1-
phenylpent-1-yn-3-ol and 2,4-diphenylbut-3-yn-2-ol. It
can be observed: the stimulant towards polymerization
of double-bond in the kroton aldehyde molecule; the
generation of 1-phenylhexin - 3-in-1-ol-3 isomer of
synthesized 1-phenylhex-4-en-1-yn-3-ol in large
amount and their partly polymerization, transferring to

tarlike substance in alkali state and 1-phenylhex-4-en-
1-yn-3-ol and its isomer turn into two-atom alcohols;
− releasing of 1-phenylhex-4-en-1-yn-3-ol with
higher yield than 3,4-dimethyl-1-phenylpent-1-yn-3-ol
and 3,4,4-trimethyl-1-phenylpent-1-yn-3-ol, molecular
weight of methylisopropylketon and methyltriatry-
buthylketones is higher than kroton aldehyde, owing to
this movability and the number of colliding are little.
Also, stereo structure re of ketones, their interaction
level orientating definitely with the molecule of PhA
i.e. the number of effective colliding is little.
The influence of the duration of reaction and
temperature on the product yield has been investigated
in order to choose the most effective method for the
synthesis of AAA. Obtained results have been pre-
sented in table 3.
Table 3
The influence of the duration of reaction and temperature on the yield of ААA (Catalyst KOH, solvent THP and
the amount of initial substances in equimolar ratio)
Duration reac-
tion, hour
I II III IV V VI
temperature, 10 o
С
6 64,1 56,6 46,3 43,2 65,0 49,4
8 68,4 61,1 53,7 47,0 71,3 58,2
10 67,6 60,0 52,0 45,8 70,7 55,6
temperature, 0 o
С
6 73,3 67,6 55,3 51,3 78,4 62,2
8 81,4 72,1 65,3 57,6 85,3 70,4
10 80,0 71,3 64,0 55,7 83,8 67,5
temperature, 10 o
С
6 61,1 52,3 49,2 46,3 70,0 52,2
8 73,0 64,7 56,2 52,0 76,8 63,0
10 72,2 63,1 55,5 51,1 76,2 58,0
When the reaction is done between -10− 10 o
С the
product yield is released with the very maximum.
When PhA and ketone-aldehydes are reacted at 0 o
С,
the yield is released maximum. When the reaction un-
dergoes at -10 o
С, solubility of catalysts in the solvent
gets passive, as a result it has been observed less gen-
eration of catalytic active centers in the system, the in-
teraction of particles goes slowly, consequently rela-
tively lower release is observed in the AAA yield.
At 0 o
С the velocity of motion in the molecules of
initial substances and solution increases. Owing to this
their particles possess higher energy and they form ac-
tive molecules, the procedure of interconnection reac-
tion between them starts to go easily, instability of acet-
ylenides and alcoholates goes up, and this serves more
synthesis of general product.
It has been observed the fall in the productivity on
account of partly polymerization of synthesizing AAA,
the interaction of initial products, the generation of ad-
ditional products which are tarlike and difficult-soluble
in the system. also, when the temperature is high, the
solvent and initial products turn into donor-acceptor-
bearing additional products interacting.
The influence of main factors, temperature, dura-
tion of reaction, effecting the procedure of process has
been studied, average velocity of reaction has been de-
termined. On the basis of obtained results the relation
of lgW with 1/Т has been expressed and activation en-
ergy (Е) of formation reaction of 2-methyl-4-
phenylbut-3-yn-2-ol ва 3-methyl-1-phenylpent-1-yn-3-
ol has been calculated on the Arrhenius method, its
value is favourably equal to 10,06 kcal/mole and 9,16
kcal/mole.
Table 4
The kinetic results of AAA synthesizing (Catalyst КОН, temperature, 0 o
С, solvent DEE, initial substances in
equimolar ratio)*
Duration
reaction,
hour
Product yield Average speed of reaction (W)
I II I II
% molehour % molehour %hour molehour %hour molehour
4 46,4 2,26 39,4 1,80 11,6 0,56 9,85 0,45
6 69,5 3,17 65,1 2,89 11,5 0,31 10,8 0,48
8 74,1 3,15 66,2 2,91 9,26 0,39 8,27 0,36
* − as the sample the process of synthesis of
2-methyl-4-phenylbut-3-yn-2-ol and 3-methyl-1-phenylpent-1-yn-3-ol has been shown.
Anticorrosion properties of AAA, synthesized on
the basis of phenyl acetylene, anti (erosion) decay of
metal and metal installation under the affect of alive
microorganisms, including bacterium and funguses oc-
curring in the content of oil have been studied.
Table 5
Bacteria stimulating biocorrosion of metal installation in the oil-gas industry
Kinds of bacterium Oil fields

and funguses
Kukdumalok Umid Kruk
Northern
Urtabulok
Rate of microorganism existence (occurrence)
Pseudomonasstutzeri 22 26 28 24
Pseudomonasputida 23 25 25 26
Micrococcusalbum 27 29 24 28
Desulfovibrio vulgaris 25 24 26 23
Micrococcussulfurous 26 28 25 25
Desulfotmaculumsp. 28 29 31 27
Desulfovibriosp. 23 18 29 25
Acinetobacter sp. 26 23 19 26
Gallionellasp. 27 25 26 25
Desulfomaculum 29 32 31 30
Basillius sp. 31 33 29 31
Pseudomonas turcosa 21 18 20 17
Pseudomonas aeroginoza 17 18 22 20
Rhodococcace luteus 26 24 26 25
Biocorrosion is also called bacteriological or fun-
gous corrosion [19]. It is cleared that 30% of biocorro-
sion of metals is caused by micro funguses, 70% by mi-
cro bacteria. These microorganisms call metal biocor-
rosion into being and it is observed that it creates
opportunity for the growth of chemical corrosion [20].
As a result of microbiological corrosion of metal pipes
and apparatus oil industry is suffering losses in general
manufacture for 5-10% [21, 22]. Alongside with being
cause of corrosion of installation, microorganisms are
reasons for the damage of oil composition- hydrogen
sulphide corrosion. Studying the reasons of biological
corrosion and their occurrence, and creating chemical
preparations preventing corrosion are considered one of
important tasks in front of science. Inhibitor properties
of synthesized AAA anti bacterium and funguses caus-
ing the decay of metal installation in oil fields by the
influence of microorganisms have been studied. Kinds
of microorganisms-bacterium and funguses originating
the process of biocorrosion in the metal installation,
machines, tools of drilling, storage, delivery, and also
in the refinery have been determined.
As the object of investigation Kukdumalok, Umid,
Kruk and Northern Urtabulak in the system of «Uz-
bekneftegaz» NHC have been chosen. As a result of in-
vestigations more than 100 hydrocarbon oxidizing bac-
teria sludge (slime) have been isolated from filings re-
moved from water-oil emulsions, pipes and machines.
It has been defined that more than 40 of them affect the
quality of oil and oil products and metal installation bi-
ocorrosion.
Table 6
Microbiological activity of AAA
Offered
inhibitors
Bacteriostatic activity Bactericidal activity
Concentration,
mg/l
Cell of bacterium,% Concentration,
mg/l
Cell of bacte-
rium,%
alive dead alive dead
I 40 0 100 30 25 75
II 20 0 100 30 40 60
III 20 6 94 60 25 75
IV 20 15 85 60 35 65
VI 20 25 75 60 50 50
V 10 0 100 30 0 100
Results of investigation show that it has been de-
fined the influence of sulfate -reducing bacteria re-
moved from AAA samples on the stimulants of biocor-
rosion of oil industry pipes (Table 6). It has been de-
fined that among the suggested biocides
microorganisms in the composition of V and I oil and
oil products are the most active biocide anti funguses
and bacteria.
CONCLUSION
On the obtained results the influence of the nature
of solvents on the generation of product yield has been
systematically analyzed, and the most favorable homo-
gen-catalytic state has been defined for the procedure
of process. Selective family of the influence of solvents
on the AAA yield has been offered in the following
state: ethanol < methanol < DEE < THF.
To sum up it, when PhA or aldehyde - ketons are
takenin equimolar ratio with each-other, the productiv-
ity in product yield has been increased when initial
products are taken in equimolar ratio, but alongside
with this it has been observed the growth in the amount
of interval and additional products as well, and also it
has been created possibility of the occurrence of waste
products. And when initial products have been taken
with equal amount, AAA yield has generated less than
when initial products have been taken in unequal
amount though, the suggested state ethanol < methanol
< DEE < THF has been chosen as the very alternative

state. Firstly, in this state the generation amount of in-
terval and additional products has been less, secondly,
the possibility of resending unreacted PhA, aldehyde
and ketons into the system has been kept.
On the investigations it has been observed that the
amount of the generation of additional products is less
in the process of DEE. And at used catalysts, and at
KOH with high basicity AAA has been synthesized
with maximum amount and additional products have
been synthesized with minimum amount.
Synthesis process of alcohols gets completive
along with appearing of volume radicals around the car-
bon in carbonyl group and falling down of general en-
ergy in them. Consequently, the heat-energy of AAA is
higher, and this leads to the generation of additional
products in the reaction on account of the generation of
active centers.
On the nature, properties and structure of initial
products relative productivity series of AAA genera-
tion, and it has been offered as the following: 3,4,4-
trimethyl-1-phenylpent-1-yn-3-ol < 3,4-dimethyl-1-
phenylpent-1-yn-3-ol < 1-phenylhex-4-en-1-yn-3-ol <
3-methyl-1-phenylpent-1-yn-3-ol < 2-methyl-4-
phenylbut-3-yn-2-ol < 2,4-diphenylbut-3-yn-2-ol.
On the results of carried out research it has been
achieved the synthesis of AAA on the Favorsky method
and it has been defined the very alternative state for the
process. In accordance with it, when the reaction under-
goes in THF solution at 0 o
С using catalyst KOH, initial
substances in inter equimolar ratio for 8 hours AAA is
synthesized with the very high yield I=81,4%;
II=72,1%; III=65,3%; IV=57,6%; V=85,3% ва
VI=70,4% favorably.
References
1. Vannot R.W. Some reaction of acetylenic alco-
hols. New Zealand, 1983; 177.
2. Temkin O.N. The chemistry of acetylene. Prop-
erties, electronic structure and reactivity of alkynes.
Journal Sorosov of Science, 1998; 2: 52-63.
3. Trofimov B.A, Gusarova N.K. Acetylene: new
possibilities of classical reactions. Journal Success of
Chemistry, 2007; I(6): 551-586.
4. Frignani A, Moniicelli C, Zicchi F, Trabanelli
K. Acetylenic alcohols as inhibitors of iron acid corro-
sion. International Journal Corrosion Scale Inhibitors,
2014; 3(2): 105-109.
5. Moneses M.A. and Valle L.M. Temperature de-
pendence of corrosion inhibitors of steels used oil well
stimulation using acetylenic compound and halide ion
salt mixtures. Brazilian Journal of Petroleum and Gas,
2007; 1(1): 8-15.
6. Karakhanov E.A. and Караханов E.А. What is
petrochemistry. Journal Sorosov of Science, 1996; 2:
65-73.
7. Temkin O.N. Acetylene chemistry: “Acetylene
tree” in organic synthesis on the eve of XXI century.
Journal Sorosov of Science, 2001; 6: 32-76.
8. Potkin V.I., Dikusar Е.А. and Kozlov N.G.
Tertiary acetylenic alcohols and diols on the basis of
phenylacetylene and 2-methyl-3-buthyl-2-ola. Journal
of Organic Chemistry, 2002; 9: 13-16.
9. Yin Ngai Sum, Dingli Yu and Yugen Zhang.
Synthesis of acetylenic alcohols with calcium carbide
as the acetylene source. Journal the Royal Society of
Chemistry, 2013; 4: 4126-4149.
10. Shchelkunov S.A., Sivolobova A.O., Mataeva
S.O., Minbaev D.B. and Muldahmedov Z.M. Grignard
reacting the 2-methyl-4-chlorobut-3-yn-2-ol in envi-
ronments substituting diethyl ether. Journal of Organic
Chemistry. 2001; 1: 17-37.
11. Bare W.D. and Andrews L. Formation of Gri-
gnard species from the reaction of methyl halides with
laser-ablated magnesium atoms. Journal of American
Chemical Society. 2001; 19(98): 7293-7301.
12. Ziyadullaev О.E., Turabdzanov S.М., Juraev
R.S. and Abdurakhmanova S.S. Synthesis of aromatic
acetylenic alcohols on the basis of aniline. XI Interna-
tional scientific- practical conference “Actual Problems
of Modern Science - 2015”. Przemysl, Poland. 2015;
15: 91-94.
13. Diederich E.F., Stang P.J. and Tykwinski R.R.
Acetylene Chemistry. Journal of Chemistry, Biology,
and Material Science. Weinheim. 2005; 5: 156-162.
14. Ziyadullaev O.E. Synthesis and technological
of aromatic acetylenic alcohols, their vinyl ethers on the
base of phenylacetylene: Authors abstract of the disser-
tation for candidate of chemical sciences. Tashkent;
2011: 213.
15. Ziyadullaev O.E. Synthesis of Aromatic
Acetylene Alcohols Journal of Chemistry and Chemi-
cal Technology. 2016; Special Issue 3: 34-42.
16. Ziyadullaev O.E., Turabjanov S.M., Ikramov
A.A. and Mahatova G.B. Theoretical foundations of
homogeneous reaction of catalytic vinylation of aro-
matic acetylene alcohols. ХV International scientific
conference «High-Tech in Chemical Engineering -
2014» 2014; Zvenigorod (Moscow region, Russia) 124.
17. Iskandarov S.A. and Sadikov B.D. Theoretical
foundation of organic chemistry. Tashkent. 1987: 436.
18. Trofimov B.A. and Gusarova N.K. Acetylene:
New possibilities of classical reactions. Journal Suc-
cess of Chemistry, 2007; I(6): 551-586.
19. Nurmanov S.E., Mavloni M.E. and
Khamidova O.Sh. Synthesis and bacteriostatic and bac-
tericidal activities of acetylene alcohols. Journal of Re-
ports of the Academy of Sciences of Uzbekistan, 2011;
2: 66-69.
20. Micheil W., Jarle H., Robert K .and Ulf X.
Probing the enantioselectivity of Bacillus subtilis ester-
ase BS2 for tert. alcohols. Journal of Molekular Catal-
isis B: Enzymatic. 2009; 60: 82-86.
21. Mavlaniy M.E., Nurmanov S.E. and Ziyadul-
laev O.E. The bacterial flora of oil fields Kukdumalak
and North Urtabulak. Uzbek Oil and Gas Journal. 2013;
2: 73-78.
22. Ziyadullaev О.E. Synthesis of Aromatic
Acetylenic Alcohols and their Vinyl Ethers. Abstract of
doctoral dissertation, Tashkent, 2016., 43-72.

EARTH SCIENCES
К ВОПРОСУ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РЫБНОЙ МУКИ С ПОЗИЦИЙ МЕХАНИКИ ГРУНТОВ
Пятаков Э.Н.
Кандидат технических наук, профессор, ректор морского института имени Адмирала Ушакова
Исаев Е.А.
Доктор технических наук, профессор
Чернецкая И.Е.
Доктор технических наук, профессор Юго-Западного государственного университета (ЮЗГУ)
Сокол И.В.
Кандидат педагогических наук, доцент
ON THE ISSUE OF GRANULATION OF FISH MEAL FROM THE POSITION OF SOIL
MECHANICS
Pyatakov E.
Candidate of Technical Sciences, Professor, Rector
Admiral Ushacov Maritime Institute
Isaev E.
Doctor of Technical Sciences Professor
Chernetskaya I.
Doctor of Technical Sciences Professor
Southwest State University (SWSU)
Sokol I.
Candidate of Pedagogical Sciences, assistant professor.
Аннотация
В статье рассматривается взаимодействие частиц при формировании гранул из рыбной муки, под
влиянием механических воздействий на объём материала и связанное с ним взаимное расположение этих
частиц. Приведена модель уплотнения формирований при механическом воздействии на участок
формируемой гранулы. Определено, что для эффективного гранулообразования целесообразно
использовать совместно экструдер с тарельчатым гранулятором.
Abstract
The article discusses the interaction of particles during the formation of pellets from fishmeal, under the
influence of mechanical influences on the volume of the material and the relative mutual arrangement of these
particles. A model of compaction of formations at shock pressure with mechanical action on the area of the formed
granules.. It was determined that for effective granulating it is advisable to use an extruder with a plate granulator.
Ключевые слова: рыбная мука, элементы Ньютона, Кельвина, Бингама, экструдер, тарельчатый
гранулятор.
Keywords: fish meal, elements of Newton, Kelvigne, Bingham, extruder, plate granulator.
Актуальность. В настоящее время достаточно
широко в животноводстве и сельском хозяйстве
применяются гранулы, сформированные из рыбной
муки, что соответственно влечет за собой развитие
производства гранулированной готовой продук-
ции. Некоторые государства-поставщики полно-
стью перешли на выпуск гранулированной рыбной
муки, оценив преимущества транспортировки по-
следней в сформированном виде: исключаются по-
тери сыпучего продукта от распыления, обеспечи-
вается снижение площади хранения готовой про-
дукции, обеспечивается качество продукции в
зависимости от потребностей рынка. Особенно это
актуально для морских судов, осуществляющих от-
лов рыбы и переработку её с получением рыбной
муки, как побочного продукта производственного
процесса [1].
Анализ последних исследований и
публикаций
В механике сплошных сред основные уравне-
ния напряженно-деформированного состояния по-
лучены на основе гипотезы сплошности грунта, то
есть из предложения, что размеры структурных
элементов образца во много раз меньше самого ма-
лого из рассматриваемых объемов.. В связи с этим,
механика сплошной среды не рассматривает про-
цессы, происходящие на уровне микрочастиц, и не
учитывает особенностей строения тела.
В случае, если увлажненность материала
меньше состояния максимальной капиллярной вла-
гоёмкости (МКВ) [2], то в первоначальный момент
приложения нагрузки происходит сжатие пузырь-
ков воздуха, заключенных в поровой жидкости, за-
тем по мере увеличения нагрузки происходит отжа-
тие из пор уплотняющегося элементарного объёма
материала (гранулы) избыточного количества жид-

кости и воздуха. Возникающее при этом сопротив-
ление уплотнению, за счет ограниченности скоро-
сти перетекания жидкости и трения между части-
цами, тормозит этот процесс. Этот новый фактор,
оказывающий влияние на скорость нарастания де-
формации в грануле, под действием прикладывае-
мой к ней нагрузки, нельзя рассматривать отдельно
от ползучести частиц, слагающих эту гранулу. Осо-
бенно указанное обстоятельство надо учитывать,
если жидкость, заключенная в порах, обладает су-
щественными реологическими параметрами.
Согласно известным представлениям, при от-
носительном перемещении частиц, не вся жидкость
находится в движении, а только ее часть, наименее
связанная с частицами и называемая капиллярной.
Таким образом, пространственные перемещения
частиц определяются количеством связанной, а
также капиллярной жидкости и их реологическими
свойствами. Следует отметить, что вязкость капил-
лярной и связной жидкости отличаются по вели-
чине [2], это различие должно учитываться при раз-
работке механической модели уплотняемого мате-
риала.
Рыбная мука, предназначенная для гранулиро-
вания, как правило, представляет неводонасыщен-
ную систему. В процессе перемещения под дей-
ствием взаимных контактов частицы материала
сближаются между собой. Причем характерным яв-
ляется то, что эти перемещения частиц осуществля-
ются относительно свободно в двухфазной среде:
поровой жидкости и воздухе с преимущественным
направлением перемещения в незанятой другими
частицами зоне. При этом частицы твердыми по-
верхностями не контактируют, ввиду малых дина-
мических нагрузок, из-за наличия слоя адсорбиро-
ванной жидкости и сопротивления уплотнению
размещенной на их поверхности связанной жидко-
сти.
Следует отметить, что количество жидкости в
поровом пространстве в значительной степени
определяет величину необходимых усилий при вза-
имодействиях для получения наиболее плотных и
прочных гранул.
Исходя из изложенного, и, согласно упруго-
пластическим характеристикам, механическая мо-
дель гранулируемого материала, по нашему мне-
нию, может быть представлена на рис.1.
Модель описывает поведение среды следую-
щим образом. В уплотняемом материале суще-
ствуют переувлажненные участки, представляю-
щие собой зародышевые центры гранул. При пере-
мещении материала, под действием слабых
импульсов взаимного соударения, то есть, незначи-
тельных нагрузках, частицы свободно перемеща-
ются в зародыше, взаимно сближаясь, но, не кон-
тактируя друг с другом. При этом, с позиции меха-
ники грунтов, упругий элемент капиллярной
жидкости 0 мгновенно воспринимает приложен-
ную нагрузку и передает ее на амортизатор Нью-
тона N0, который, благодаря своим деформирую-
щим свойствам, пропорциональным вязкости ка-
пиллярной жидкости 0, с замедлением
отрабатывает эту нагрузку, что соответствует сбли-
жению частиц, оттоку излишней жидкости в обла-
сти контакта и приводит к уменьшению расстояния
между частицами, в конечном счете, вплоть до
установления нового состояния равновесия [2].
Таким образом, с механических позиций, эле-
мент 0 выступает в роли пружины Гука, функцио-
нирующей, когда силы, стремящиеся растянуть
пружину (силы, отталкивающий эффект который
проявляется в момент сближения частиц, благодаря
упругим свойствам капиллярной жидкости), урав-
новешивают силу давления и силу капиллярного
разрежения породой жидкости, направленных на
сближение частиц. После первоначального упоря-
дочения структуре завершается отток излишней
жидкости из объема гранулы, частица сближаются
настолько, что образуется скелет ее из некоторого
числа контактирующих частиц и гранула приобре-
тает механические свойства тела Кельвина. В этом
случае нагрузку воспринимают упругие элементы
связанной жидкости 1 и скелета 2. Происходит
дальнейшее отжатие поровой жидкости и сближе-
ние частиц. Другими словами, интенсивное сбли-
жение частиц при механическом взаимодействии
может быть достигнуто преимущественно при по-
вышении динамических нагрузок

Рис. 1 Механическая модель формирования гранул
В этом случае частицы могут быть сближены
настолько, что контактируют друг с другом по по-
верхностям адсорбированных жидкостных пленок.
Дальнейшее сближение частиц, по-видимому, не
происходит, ввиду недостаточности динамических
нагрузок.
Для такого состояния материала верхняя поло-
вина модели перестает отражать процессы в уплот-
няющейся грануле, напряжения в элементах 1 и 2
перестает изменяться, развитие напряжений и де-
формаций среды обуславливается только влиянием
амортизатора Ньютона 2 и элемента Сен-Венана
SV. Начиная с этого момента, с увеличением
нагрузки происходит взаимное перемещение непо-
средственно контактирующих частиц, учитывае-
мое элементом SV, преодоление влияния адсорби-
рованных пленок, слияние их оболочек и сближе-
ние частиц вплоть до непосредственного
механического контакта твердых поверхностей ча-
стиц.
При этом свойства учитываются элементом
Ньютона N2, а механическое трение и взаимное за-
цепление частиц учитывается элементом SV, то
есть к данному состоянию материала может быть
применена модель Бингама.
Для рассматриваемого момента сближение ча-
стиц при значительных динамических нагрузках,
благодаря высокой вязкости адсорбированной жид-
кости 2 происходит интенсивная перестройка
структуры гранулы, отражающаяся в изменении
ориентации контактирующих частиц в процессе де-
формирования, в соответствии с чем изменяется и
скорость деформации. Эти процессы учитываются
в модели введением нелинейно-деформируемого
структурного элемента S. Элемент St (стопор) учи-
тывает предельное состояние сдвинутых частиц,
предшествующее непосредственному разрушению
гранулы. Согласно механической модели, приве-
денной на рис.1 процесс гранулообразования мо-
жет быть условно разделен на 3 фазы:
1) формирование и рост зародышей гранул из
первичных агрегатов;
2) рост и упрочнение гранул (без перестройки-
структуры);
3) уплотнение гранул (с перестройкой
структуры).
Для первичной фазы характерно перемещение
и сближение частиц, соединенных жидкостными
мостиками, причем жесткость пружины
характеризует сопротивление сближению частиц
благодаря упругим свойствам поровой жидкости.
Если мгновенно вызвать деформацию взаимного
расположения частиц, первоначально эта
деформация вызовет сжатие пружины, поскольку
упругая часть деформации не требует для своего

развития какого-либо времени. Силы,
действующие на упругий и вязкий элементы,
одинаковы, поэтому под действием того же
импульса нагрузки начнется движение поршня N0.
Тогда связь между девиаторными компонентами
тензоров напряжений и деформаций для тел Гука и
Ньютона соответственно имеет вид
;d
н
d
н 2GeP  ,d
N
d
N e2P  (1)
где G – модуль сдвига;  – вязкость среды; d
нe
– скорость деформации девиаторной компоненты
тензора тела Ньютона.
Тензор скорости полной деформации с учетом
(1) определится
d
N
d
н
d
eee  
или













2
P
2G
P
e
d
н
d
нd

 . (2)
Интегрирование (2) дает окончательное
значение деформации зародышей гранул в функции
времени и прикладываемых давлений
,
00
1
00















tPP MM (3)
где 0 – постоянная пружины Гука,
характеризующая ее жесткость [Па].
Анализ выражения (3) показывает, что на ве-
личину деформации положительное влияние ока-
зывает как величина приложенного напряжения,
так и время его действия. Учитывая импульсный
характер воздействий на частицы материала,
можно высказать предположение, что увеличение
динамических нагрузок на материал будет способ-
ствовать интенсификации этого процесса. Другими
словами, фаза формирования зародышей гранул
при возросших нагрузках завершится за более ко-
роткий промежуток времени, что видно из преобра-
зованного выражения (3):
0
0
0
0
1
M
M
P
P
t


 






 . (4)
Характер зависимости (4) экспоненциальный,
то есть для достижения эффективного снижения
времени гранулообразования достаточно
незначительно увеличить динамические нагрузки
при перемещении или соответствующим образом
снизить упругость и вязкость поровой жидкости.
Первая фаза заканчивается, когда образуется
скелет гранулы способный через адсорбированные
слои жидкости воспринимать часть давления в про-
цессе гранулирования. Согласно рис.1 модель пред-
ставляет параллельное соединение тела Гука, обла-
дающего упругостью 2, а тела Максвелла, отража-
ющих связанную жидкость с упругостью 1 и
вязкостью 1, и представляет собой тело Кельвина.
Основное уравнение, описывающее
напряженное состояние тела Кельвина, имеет вид:
нмk PPP  , (5)
где мP и нP – напряжение, воспринимаемое
телом Максвелла и Гука соответственно.
Поскольку для тела Максвелла характерно
выражение
nмнмм PPP  , (6)
то по аналогии с (2) запишем
22
м
d
м
м
P
G
P
e 

 . (7)
Используя (7) в виде

м
d
м
м
PP
e 
1

 ,
получим







1
 мd
м
P
eP

 . (8)
С учетом (1) и (8) запишем (5) в виде
.
1








 мd
k
P
eP

 (9)
Считая Pk=const, после дифференцирования
(5) выражение (9) приобретает вид
e
dt
de
Pk 2
1
2
1 


 





 (10)
или
.
1
1
2
2
dt
eP
de k













После интегрирования (10) и элементарных
преобразований получаем
.)
)(
exp(1
21
21
21
1
2
2 








 t
Pk





 (11)
Здесь 2 – деформация среды под действием
прокладываемого напряжения kP . При некотором
максимальном значении *
kP все частицы
сближаются между собой настолько, что касаются
друг друга либо адсорбированными слоями
жидкости, либо непосредственно выступающими
частями собственных поверхностей. В этом случае
излишки связанной воды отжимаются, влияние
элемента Максвелла становится значительно
меньше, чем элемент Гука 2 и выражение (11)
приобретает вид:
.
2
*
*
2

 kP
 (12)
Такой же результат может быть достигнут при
t, то есть
.
2
2

 kP

Поскольку механическое взаимодействие
является процессом ограниченным во времени, для
интенсификации этого процесса дозированное
увеличение нагрузок, согласно изложенному,
является весьма желательным. На этом этапе
первичное структурообразование гранулы
заканчивается, он приобретает максимальную
статическую и динамическую прочность.
Третья фаза гранулообразования наступает,
если увеличиваются нагрузки на гранулу, то есть
при Р> kP . В этом случае гранула моделируется
телом Бингама, для него характерно взаимное

перемещение частиц по контактирующим
поверхностям и восприятие нагрузки
амортизатором Ньютона с вязкостью 2
адсорбированной жидкости. Запишем выражение
(9) для рассматриваемого случая

 k
dd
PeeP  2222 22  . (13)
Интегрирование дает (13)
t
PP k
2
*
3
2


 , (14)
где 3 – деформация гранулы от приложенного
напряжения Р.
Характерным для третьей фазы является вто-
ричное структурообразование за счет нарушения
первичной структуры. Эти процессы в модели учи-
тываются нелинейно-деформируемым структур-
ным элементом S, обладающим той особенностью,
что он отражает изменение ориентации частиц ма-
териала в процессе его деформирования Согласно
[3] деформация структурного элемента для нашего
случая с учетом (14) описывается нелинейной зави-
симостью
t
PP
tg
e
e k
s
p
s
2
*
2sin 

 , (15)
где ep
– предельный относительный сдвиг,
отвечающий полному завершению
перекомпоновки структуры окатыша; s –
предельный угол перекатывания структуры
элемента S.
Отметим, при Р<Рk* ползучесть отсутствует,
то есть третья фаза не наступает.
После завершения перекомпоновки частиц
дальнейшее увеличение нагрузки, приводит к
разрушению гранулы. Это состояние моделируется
элементом St – стопор.
Общая деформация, которой подвергается
среда в процессе производства гранул рыбной
муки, с учетом (3, 11, 15) имеет вид







 















 t
PP
tg
e
t
Pt
P k
s
p
2
*
21
21
21
1
2
2
00
1
2sin)(
exp(1
1





 . (16)
Здесь
01 MPP  – напряжение формирования
гранул; P2=Pk – напряжение упрочнения гранул;
P2* – предельное напряжение упрочнения гранул;
P3=P – напряжение уплотнения гранул; 0, 1, 2 –
вязкость капиллярной, связанной и адсорбирован-
ной жидкости соответственно; ep
– сдвиг полной пе-
рекомпоновки структуры; s – предельный угол пе-
рекашивания элемента; 0 ,1 ,2 – упругость капил-
лярной, связанной и адсорбированной жидкости
соответственно.
В процессе перемещения материала в,
например, экструдере могут наблюдаться либо все
три фазы формирования гранул (при Р> *
kP ), либо
две первые фазы (при Р< *
kP ), либо только первая
фаза (при Р  Р2).
Приняв в качестве первого приближения
значения вязкости и упругости связанной жидкости
как среднее значение между соответствующими
величинами капиллярной и адсорбированной и не
учитывая процесс перестройки структуры гранулы,
выражение (16) запишем в виде
.
)3)((
)(2
exp
3
1
1
00
0
0
02
00
1 






















 t
Pt
P
твтв
твnd
тв
тв
тв 




 (17)
Анализируя выражение (17) можно отметить
следующее. Гранулообразование осуществляется в
две фазы. Первая отражается левым членом правой
части (17) и характеризуется взаимным сближе-
нием частиц до расстояний эффективного действия
связанной жидкости. Вторая – выражена в виде
правой части (17) и характеризует долю деформа-
ций при сближении частиц с преодолением дей-
ствия связанной жидкости. Влияние первой состав-
ляющей пропорционально t, второй – выражается
экспоненциальным законом. То есть, гранулообра-
зование в первой фазе целесообразно производить
методом прессования, а во второй фазе проводить
окатывание, осуществляя повышенные механиче-
ские воздействия на гранулируемую среду. После
простых преобразований выражение (17) запишем
в виде
,
3
1
1
0
02
00
1 














тв
тв
твF
St
P



 (18)
где S2 – амплитуда воздействующего импульса
[н*с];  – время действия импульса; тв – упругость
адсорбированной жидкости; F – поверхность, на
которую приходится воздействующий импульс.
Реализовать выражение (18) можно применив
окатывание в режиме повышенных динамических
нагрузок (увеличением воздействий до значений S2)
и предварительным легким прессованием
напряжением Р1 длительностью t. Для этого
целесообразно использовать экструдер в
совокупности с тарельчатым гранулятором [4].
Список литературы
1. Красавцев В.Е. (ред.) Флот рыбной про-
мышленности. Справочник типовых судов. Допол-
нение №1 к третьему изданию. СПб.: Гипрорыб-
флот, 1997. - 86 с.
2. Шукле Л. Реологические проблемы меха-
ники грунтов. –М: Стройиздат, 1973. – 355 с.
3. Тарьян Г. Влияние сил движения на про-
цесс грануляции. – Aufbereitungstechnik. 1966, №1.–
С. 12-18.
4. Витюгин В.М., Талхаев М.П., Гусев В.П.
Исследование тарельчатого гранулятора. –
Изв.вуз.: Черная металлургия, 1972, №6, –С.12-14.

PHYSICS AND MATHEMATICS
ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ ТРУБАХ
Акперли Р.С.
Азербайджанский Университет Архитектуры и Строительства
FEATURES OF THE BEHAVIOR OF THE GAS-LIQUID MIXTURE PIPES
Akbarli R.
Azerbaijan University of Architecture and Construction
АННОТАЦИЯ
В статье рассматривается на эволюционные уравнения, описывающие процесс распространения не-
линейных волн в двухфазных средах. В рассматриваемом случае перехода на координатную систему ме-
няющееся относительно времени и пространственным координатам, с помощью метода малого параметра
исследуется эволюция возникающая от возмущения волн.
ABSTRACT
Nonlinear equation of evolution, describing nonlinear wave’s spreading processes in two-phase continuums,
is investigated in this paper. In this case, passing to the moving coordinate system with change of time and space,
the evolution of wave from perturbation source by the help of little parameter is investigated.
Ключевые слова: Среда, возмущения, волна, нелинейный, малый параметр, эволюция.
Keywords: Environment, disturbances, wave, nonlinear, small parameter, evolution.
Экспериментальные теоретические исследования, проведенные в последнее время с газосодержа-
щими жидкостями, показали, что в пред переходных условиях (т.е. в области давлений, превышающих
давление насыщения, но близких к нему) реологические и релаксационные свойства газожидкостных си-
стем во многом определяются наличием «микро зародышей» - мельчайших газовых пузырьков, коопера-
тивное действие которых проявляется при приближении к давлению насыщения [1].
Решая задачу транспорта двухфазных потоков, необходимо иметь в виду, что такая среда отличается
от других двухфазных сред тем, что теплоемкость несущей фазы 11 c значительно превышает теплоем-
кость дисперсной фазы 22 c в силу преобладающего массового содержания несущей фазы в единице
объема [1]:  1,~ 21212211   cccc . Здесь 1 и 1 соответственно плотности жидкости и
газа. В связи с этим жидкость является термостатом и имеет постоянную температуру constT 1 .
В рамках указанных особенностей представляет теоретический и практический интерес характер те-
чения двухфазной пузырьковой жидкости в цилиндрических трубах. Актуальность этой задачи определя-
ется также и тем, что в инженерной практике (медицине, транспорте и хранении нефти и газа, авиации и
т.д.) широко распространены конструкции, элементы, составляющие которых, имеют полости или отсеки,
содержащие жидкость, которая в свою очередь никогда не бывает однородной, а содержит небольшие до-
бавки нерастворенного газа.
Систему, состоящую из жидкой, газообразной и твердой фаз, моделируем как изотропную, однород-
ную, бесконечную цилиндрическую оболочку.
Предполагается, что движение газожидкостной среды и трубы осесимметрическое, а перемещение
трубы происходит только в радиальном направлении. Тогда перемещение стенок трубы u будет зависеть
только от радиальной координаты r и времени t . В этом случае уравнение движения трубы будет иметь
вид […]:












h
p
t
u
E
v
R
u
T 2
22
2
1
 (1)
Здесь T плотность материала трубы, v и E коэффициент Пуассона модуль Юнга, R и h
соответственно радиус и толщина трубы, p давление газожидкостной среды.
На внутренней поверхности оболочки принимается условие равенства радиальных скоростей двух-
фазной среды rv и стенки трубы:
t
u
v Rrr



(2)
Если объемное содержание пузырьков в единице объема смеси %1~2 (случай весьма интересный
с точки зрения практики), то реализуется устойчивая пузырьковая структура среды и последняя может

рассматриваться как некая однородная «пузырьковая жидкость» [1]. Характерной особенностью такой
жидкости является высокая средняя плотность
 ,, 21
0
1
0
11
0
22
0
11  
мало отличающаяся от плотности несущей фазы в силу 1, 2
0
12   . Здесь нижние ин-
дексы 1 и 2 относятся соответственно параметрам жидкой и газовой фазы. При этом сжатие смеси факти-
чески происходит только за счет сжатия ее газовой составляющей, жидкая фаза практически не сжимается.
Используем общепринятое допущение о проявлении вязкости лишь в процессах межфазного взаимо-
действия и проявлении в макроскопических процессах переноса импульса.
Предполагаем также, что среднемассовая температура смеси постоянна.
При этих допущениях линеаризованные уравнения неразрывности и движения запишутся в виде:
 
00
0









x
v
r
rv
rt
xr


(3)
x
p
t
vx





0
1

(4)
Здесь индекс 0 внизу относится к невозмущенному состоянию.
Усредним уравнение (3) по сечению трубы. Имея в виду, что
2
0
2
R
rAdr
A
R



то получим
0
12
0







tx
v
v
R
x
Rrr


(5)
Рассмотрим случай, когда при пульсациях пузырьков радиальная инерция жидкой фазы не суще-
ственна, а разница между давлениями фаз уравновешивается вязкими силами в жидкости. Такие ситуации
реализуются, когда пузырьки мелкие, а жидкость вязкая. Для случая несжимаемой жидкой фазы в работе
[1] получено уравнение состояния такой газожидкостной среды:
 
1
2020
201
00
0
10
0
10020
3
1
3
14
,
1



















t
p
p (6)
Здесь p и  соответственно давление и плотность газожидкостной среды, 20 объемное со-
держание пузырьков в единице объема смеси  1,001,0~20  , 1 динамическая вязкость жидкости
(для воды
233
1 1010 мcekнceka  
 ), 0
10 истинная плотность жидкости (для воды при ат-
мосферном давлении
30
10 1000 мкг ). Нижний индекс «0» относится к значению параметров при
0t .
Линеаризованное выражение для давления (6) имеет вид:
t
p
p












00
0
10
0
10020 1
(7)
Вязкость воды примерно в 60 раз больше, чем воздуха, поэтому при  1,001,0~20  практически
не зависит от объемного содержания пузырьков в смеси.
Таким образом, полная система уравнений принимает вид:
t
p
p
t
p
x
v
t
u
R
x
p
t
v
h
p
t
u
E
v
R
u
x
x
T




































0200
0
0
0
2
22
2
11
12
1
1
(8)

Система уравнений (8) замкнута и может быть использована для исследования эволюции малых воз-
мущений в оболочке, содержащей газожидкостную среду. Далее будем использовать следующие безраз-
мерные переменные и параметры:
000
00000
0000
,
,,,,
,,,,
tpMQ
EphERpERtttRxz
tRvvvVppPRuU
TT
x





(9)
Тогда система уравнений в безразмерном виде приобретет вид:
 

































Q
MQP
U
z
VQ
z
PV
P
U
vU
20
2
2
2
1
02
1
(10)
Список литературы
1. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных
сред. Ч I, М., «Наука», 1987, 464 с.
2. R.S. Akbarli, G.M. Salmanova, “Pulsational
Motion of a Mixture in a Vibrating Medium with Con-
sider Flow Rate”, International Journal on Technical
and Physical Problems of Engineering (IJTPE), Issue
31, Vol. 9, No. 2, pp. 49-52, June 2017

TECHNICAL SCIENCES
RECENT ADVANCES IN MODIFICATION OF STARCH AND ITS APPLICATIONS IN CHINA
FOOD INDUSTRY
Deng Chunli
Food Technology Department, Sumy National Agrarian University
Sumy, Ukraine
College of Food and Biological Engineering, Hezhou University,
Hezhou, China
Shang Feifei
Sumy, Ukraine
Hezhou, China
Liu Yan
Sumy, Ukraine
Hezhou, China
Melnyk O.
Sumy, Ukraine
Corresponding author
Luo Yanghe
Hezhou, China
Corresponding author
Abstract
Starch has great potential for use as a renewable biological material. However, native starch has limitations
in use due to its disadvantages, so to expand its properties and possibilities of application, starch modification is
carried out by chemical, physical and enzymatic methods.
Among the various methods of modification, physical holds a special place.Physical modification refers to
the use of physical techniques such as thermal fields, force fields, electromagnetic fields to change the original
morphology, structure and properties of starch granules, thus change the rheological properties and digestibility.
This review sheds light on many of the modern methods found in starch modification, their advantages and
disadvantages. Particular attention is paid to the technology of production of modified starch by the method of
extrusion. The applications of modified starch in the food industry and the market for modified starch in China
have also been investigated.
Keywords: starch, chemical modification, physical modification, enzymatic modification, application
Introduction
Starch is the main component of fruits, seeds, tu-
bers and roots of green plants. Rice, corn, potatoes,
taro, bananas and other crops contain a lot of starch,
which is widely grown in the world. In 2013, global
starch production was about 68.8 million tons, of which
corn starch was about 61 million tons, accounting for
89% of the total. In 2017, China's starch production
reached 26.12 million tons, accounting for 36% of the
world's total starch production. The annual output of
starch in the EU is more than 4 million tons, mainly
potato starch, wheat starch, corn starch, while the
Southeast Asian countries mainly produce cassava
starch. With the advantages of being renewable, non-
toxic, biodegradable and of relatively low cost, starch
has attracted a substantial research and commercial in-
terest as food materials and other green chemical basic
raw materials. However, Starch does not have physical
and chemical properties suitable for certain type of pro-
cessing in its native form due to their poor shear and
thermal stability and high degree of retrogradation. Its
insolubility in cold water, thermal and mechanical
properties limitations, instability of its pastes and gels,
poor dispersivity and poor filming property limit its
widespread commercial application in textile, pa-
permaking, medicine, food and other industries. In or-
der to maximize the application of starch in foodstuff
and other industries, starches are frequently modified
by chemical, physical, and enzymatic processes to pro-
mote and enhance the physiochemical and physic-me-
chanical properties [1].Chemical modification is the
most widely explored modification method due to the
non-destructive nature of a select few of the processes
and potential increases in the functionality of the mod-
ified starch. Chemical modification is extensively im-
plemented, but there is also a mounting significance in
the physical modification of starch, especially in food
applications. Physical modification of starch is accom-
plished by moisture, heat, shear, milling, microwave, or
radiation and this modification has been gaining wider

acceptance because of the absence of chemical reagents
in the modified starch. Enzymatic modification, accom-
plished by adding enzyme preparations, has attracted
great attention for its safe, environmentally friendly and
highly controllable nature with few by-products under
mild conditions. The enzyme preparations used for bi-
oenzymatic modification are pullulanase, amylosu-
crase, transferase and branching enzyme, among which
branching enzyme is the most widely used [2].
Modification of starch is an ongoing process
which can design a huge market for many new func-
tional and value added properties resulting from these
modifications. The most important advantage of modi-
fication is that the starch is considered to be a natural
material and a highly safe ingredient.
Starches have been modified by adopting various
methods of modification over the last few decades in
order to acquire the desired industrial applications. A
number of review articles on the subject of starch mod-
ification are available. However, there has been an in-
tense interest among the researchers in recent years to
develop novel methods for starch modification. This ar-
ticle is designed to be a critical overview for the science
community on how to employ different modification
methods to obtain a modified starch with well-designed
composition and morphology. The application of mod-
ified starch in food industry and its market in China are
also analyzed in this paper.
1. Preparation of modification starch
1.1 Chemical modification of starch
Chemical modified starch refers to the use of the
active hydroxyl groups in the starch molecular structure
to react with various chemical functional groups，gen-
erally including oxidation, cross-linking, grafting, es-
terification, etherification and composite modification
[3]. By introducing new chemical functional groups
and generating new chemical bonds or changing the
size of starch molecules, the water solubility，adhesive
property, viscoelasticity, and other properties can be
improved，thereby extending its application. The sum-
mary of chemical modification is given in table 1.
Table 1
The summary of chemical modification
Type of
chemical
modification
reaction mechanism Application
Oxidation
The semi-crystal structure of starch was destroyed by oxidation modi-
fication, and the uniform amorphous polymer matrix was obtained.
Widely used in pa-
permaking, textile,
construction and
food industry.
Cross-linking
The use of a cross-linking agent to form a diester bond or a diether
bond between an alcoholic hydroxyl group on a starch molecule, in-
troducing a new chemical bond, and staggering and connecting mole-
cules in starch particles to make two or more starch molecules.
Widely used in ad-
hesive production.

Grafting
The initiation sites of graft copolymerization in starch molecules are
mainly C1-C2 terminal group and C2-C3 ethylene glycol group.
Widely used in the
fields of
superabsorbent
materials,
degradable
plastics and films,
food and
packaging.
Esterification
Esterification is a modification method that improves the properties
of starch by introducing new functional groups through the esterifica-
tion reaction of hydroxyl groups in starch molecules with other sub-
stances.
Widely used In
food, medicine,
textile,
papermaking and
other fields.
Etherification
Etherified starch is produced by replacing the alcoholic hydroxyl
groups in starch with etherified compounds.
Can be used in
food, textile and
packaging produc-
tion fields.
1.2 Physical modification of starch
Physical modification is an appealing process, as
it does not involve the use of chemicals, which could
contaminate the starch especially when the modified
starch is to be utilized for food contact or in the bio-
medical industry. Moreover, such modification pro-
cesses are relatively inexpensive compared to other
techniques. Physical modification refers to the use of
physical techniques such as thermal, force, electromag-
netic fields to change the original morphology, struc-
ture and properties of starch granules, thus change the
rheological properties and digestibility. During the
physical modification process, the hydrogen bonds be-
tween starch molecules are broken, the crystalline re-
gion of starch is damaged, the ratio of amylose to amy-
lopectin is changed, the molecular chains are broken or
aggregated, and the molecules are rearranged. Starch
modified by physical means can be classified into hy-
drothermal treatment [4], microwave treatment [5], ion-
izing radiation treatment [6], ultrasonic treatment [7],
ball milling treatment [8], and extrusion treatment [9].
1.2.1 Hydrothermal modification of starch
Hydrothermal treatment is a technique that modi-
fies starch while keeping the granular structure intact.
This treatment requires the starch molecules to be kept
in the mobile state above the glass transition tempera-
ture (Tg) and below the gelatinization temperature
(Tgel) [10].Techniques for hydrothermal modification
are annealing (ANN) and hydrothermal treatment
(HMT). Both techniques require temperature and mois-
ture level for the duration of the treatment to achieve
modification [11]. While HMT requires low levels of
moisture, typically carried out in excess water content
of >65 % w/w [4].
1.2.2 Microwave modification of starch
Microwave, as a kind of non-ionizing radiation,
has the ability to change the structural characteristics of
materials during processing. This non-ionizing radia-
tion may be applied to a wide range of materials such
as ceramic and it components, metals, conductive ma-
terials or polymers. Microwave treatment enables sav-
ing time, energy and costs, but more importantly - it
changes properties of the irradiated materials. For years
the researchers from all over the world have reported
on many studies focused on starch treated by micro-
waves [12]. Irradiation of starch with microwaves leads
to changes in granule morphology and crystallinity,
which in turn affects its functional properties, such as
solubility, swelling powder, gelatinization or retrogra-
dation [12].
Norbert Mollekopf et al. investigated potato starch
(18% moisture, dry basis) with vacuum microwave
power ratings of 600, 1,000, and 1,500 W at a reduced
pressure of 5,000 Pa (absolute) and observed the drying

Vol 1-no-47-47-2020

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Vol 1-no-47-47-2020

Similar to Vol 1-no-47-47-2020 (20)

More from The scientific heritage

More from The scientific heritage (20)

Vol 1-no-47-47-2020