Изучение влияния режимных параметров механического вспенивания кератинового гидролизата с загустителем в технологии пенобетона
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-3-
Аннотация
Современная концепция строительства жилых зданий нового поколения, ориентированная на энергоэффективность, экологическую безопасность, экономическую целесообразность и гибкость планировочных решений, формирует устойчивый спрос на легкие, прочные и долговечные теплоизоляционные материалы. В данном контексте пенобетон представляет значительный интерес, а его ключевым компонентом являются высокоэффективные пенообразова¬тели. Перспективным направлением признана разработка белковых пенообразователей на основе гидролизатов кератинсодержащего сырья, в частности отходов птицепереработки – перопухового сырья, что позволяет решить задачу утилизации вторичных ресурсов. Целью исследования являлась разработка ресурсосберегающей технологии получения сухого пенообразователя на основе кератинового гидролизата. В качестве альтернативы энергоемкому процессу вакуумно-радиационной сушки и дорогостоящему этапу предварительного концентрирования предложено использовать введение загустителя – гуаровой камеди – с последующей конвективной сушкой. Авторами научно обоснован и экспериментально подтвержден выбор гуаровой камеди в качестве рационального реологического модификатора. Установлено, что она формирует стабильный структурный каркас, эффективно препятствующий дренажу и коалесценции пузырьков, и демонстрирует синергизм с белковыми компонентами, обеспечивая высокую кинетическую устойчивость пены. В статье представлены результаты по определению рациональных параметров процесса вспенивания: скорость вращения венчика 1600 об/мин и продолжительность 180 секунд, что обеспечивает достижение максимальной кратности и стабильности пенной структуры. Установлено, что введение гуаровой камеди в концентрации 0,35…0,40 % позволяет получить пену с высокой устойчивостью (время полураспада 35…40 минут) и оптимальными структурно-механическими свойствами, пригодную для эффективного съема и последующей конвективной сушки. Проведенное сравнение с известными аналогами подтверждает адекватность и конкурентоспособность полученных результатов, что позволяет рекомендовать данную технологию для внедрения в производственную практику.
Об авторах
С. М. Арабов
Астраханский государственный архитектурно-строительный университет
аспирант, кафедра инженерных систем и экологии, ул. Татищева, 18, г. Астрахань, 414056, Россия
Марина А. Марышева
Список литературы
1. Жеблиенок Н.Н., Малинина С.В. Некоторые аспекты развития концепции «нового города» в теории отечественного градостроительства // Academia. Архитектура и строительство. 2022. № 3. С. 132–141.
2. Стешенко А.Б., Кудяков А.И. Управление технологическими процессами для обеспечения качества пенобетона неавтоклавного твердения. Томск: Томский государственный архитектурно-строительный университет, 2021. 156 с.
3. Прошин А.П., Береговой В.А., Краснощеков А.А., Береговой А.М. Пенобетон: состав, свойства, применение. Пенза: Изд-во ПГУАС, 2003. 162 с.
4. Брескин К.А., Розанова Е.Н., Жмыхов В.М. Изучение пенообразующих свойств белковых пенообразователей на основе гидролизатов кератинсодержащего сырья, полученных с использованием гидроксида натрия // Auditorium. 2022. № 4 (36). С. 1–6.
5. Остроухов Е.Н., Бухта В.С., Усманов Р.З. Использование теплоизоляционного пенобетона в строительстве и влияние различных видов пенообразователей на его свойства // Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных. 2022. С. 340–343.
6. Бурак Л.Ч. Традиционные и инновационные технологии переработки фруктов и овощей. Обзор предметного поля // The Scientific Heritage. 2025. № 153. С. 64–77.
7. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. Москва: Высшая школа, 1985. 544 с.
8. Дяченко Н.П., Као Тхи Хуе, Дяченко Э.П., Максименко Ю.А. Исследование интенсивности конвективной пеносушки желатинового бульона из отходов переработки рыб частиковых пород // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2019. № 1. С. 136–144.
9. Буйнов А.А. Системный подход к исследованию процессов сушки жидких пищевых продуктов во вспененном состоянии // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1997. № 2–3. С. 62–64.
10. Тарасов А.В., Заворохина Н.В., Чугунова О.В., Вяткин А.В. Корреляция пенообразующих свойств напитков на растительной основе с физико-химическим составом // Пищевые системы. 2025. Т. 8. № 2. С. 306–312.
11. Смагина А.Р., Дудина Е.И. Изучение свойств пенообразователей для производства теплоизоляционных керамических материалов // Образование. Наука. Производство. 2021. С. 1613–1616.
12. Камлюк А.Н. Подходы к расчету кратности, дисперсности и устойчивости воздушно-механических пен низкой кратности // Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. 2025. Т. 9. № 1. С. 54–65.
13. Камлюк А.Н., Лихоманов А.О., Говор Э.Г. Зависимость объёмной устойчивости низкократных пен от их кратности // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. 2024. Т. 69. № 3. С. 194–205.
14. Breskin K.A., Rozanova E.N., Zhmykhov V.M. A Study of the Foam Stability Kinetics of Protein Blowing Agents Based on Solid Keratin Hydrolysates Synthesized with a Mixture of Sodium and Calcium Hydroxide and Individually // Engineering Proceedings. 2023. V. 56. № 1. P. 64.
15. Zhang X., Zhang X., Shi C. et al. Development and Performance Study of Composite Protein Foaming Agent Based on Human Hair Residue // Sustainability. 2024. V. 16. № 15. P. 6608.
16. Shi G., Hou A., Wang Y. et al. Eco-friendly foam dyeing of cellulose fibres using keratin biomacromolecules extracted from waste rabbit hair // International Journal of Biological Macromolecules. 2025. V. 271. P. 144075.
17. Akmalaiuly K., Skripkunas G., Kadyrova A. Development of technology for foaming keratin based on sheep's wool // Architecture and Civil Engineering. 2024. V. 1. № 4. P. 27–32.
18. Zhang X., Zhang X., Shi C. et al. Fabrication of hydrolyzed keratin-modified rigid polyurethane foams and its thermal stability and combustion performance // International Journal of Polymer Analysis and Characterization. 2023. V. 28. № 7. P. 662–683.
19. Zhang X., Zhang X., Shi C. et al. Fabrication of flame-retardant and smoke-suppressant rigid polyurethane foam modified by hydrolyzed keratin // International Polymer Processing. 2023. V. 38. № 2. P. 257–266.
20. Gul V.E. Structure and Properties of Conducting Polymer Composites. Boca Raton: CRC Press, 2023.
21. Bachchan A.A., Das P.P., Chaudhary V. Effect of moisture absorption on the properties of natural fiber reinforced polymer composites: A review // Materials Today: Proceedings. 2022. V. 49. P. 3403–3408.
22. Kumar R., Singh R., Sharma P. et al. Effect of physical characteristics and hydrodynamic conditions on transport and deposition of microplastics in riverine ecosystem // Water. 2021. V. 13. № 19. P. 2710.
Рецензия
Для цитирования:
Арабов С.М., Марышева М.А. Изучение влияния режимных параметров механического вспенивания кератинового гидролизата с загустителем в технологии пенобетона. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2025;87(3). https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-3-
Просмотров:
6
Послать статью по эл. почте 
Оставить комментарий 
