Изучение влияния режимных параметров механического вспенивания кератинового гидролизата с загустителем в технологии пенобетона
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-3-
Abstract
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.
About the Authors
С. Арабов
Астраханский государственный архитектурно-строительный университет
Марина Марышева
References
1. Zheblienok N.N., Malinina S.V. Some aspects of the development of the "new city" concept in the theory of domestic urban planning. Academia. Architecture and Construction. 2022. no. 3. pp. 132–141. (in Russian)
2. Steshenko A.B., Kudyakov A.I. Management of technological processes to ensure the quality of non-autoclaved aerated concrete. Tomsk: Tomsk State University of Architecture and Civil Engineering, 2021. 156 p. (in Russian)
3. Proshin A.P., Beregovoy V.A., Krasnoshchekov A.A., Beregovoy A.M. Aerated concrete: composition, properties, application. Penza: Penza State University of Architecture and Construction Publishing House, 2003. 162 p. (in Russian)
4. Breskin K.A., Rozanova E.N., Zhmykhov V.M. Study of foaming properties of protein blowing agents based on hydrolysates of keratin-containing raw materials obtained using sodium hydroxide. Auditorium. 2022. no. 4 (36). pp. 1–6. (in Russian)
5. Ostroukhov E.N., Bukhta V.S., Usmanov R.Z. The use of thermal insulation aerated concrete in construction and the influence of various types of blowing agents on its properties. Fundamental and Applied Research of Young Scientists. 2022. pp. 340–343. (in Russian)
6. Burak L.Ch. Traditional and innovative technologies for processing fruits and vegetables. Review of the subject field. The Scientific Heritage. 2025. no. 153. pp. 64–77. (in Russian)
7. Tikhomirov V.K. Foams. Theory and practice of their production and destruction. Moscow: Vysshaya Shkola, 1985. 544 p. (in Russian)
8. Dyachenko N.P., Cao Thi Hue, Dyachenko E.P., Maksimenko Yu.A. Study of the intensity of convective foam drying of gelatin broth from waste from the processing of bony fish. Bulletin of the Astrakhan State Technical University. Series: Fisheries. 2019. no. 1. pp. 136–144. (in Russian)
9. Buynov A.A. A systematic approach to the study of drying processes for liquid food products in a foamed state. Proceedings of Higher Educational Institutions. Food Technology. 1997. no. 2–3. pp. 62–64. (in Russian)
10. Tarasov A.V., Zavorokhina N.V., Chugunova O.V., Vyatkin A.V. Correlation of foaming properties of plant-based beverages with physico-chemical composition. Food Systems. 2025. vol. 8. no. 2. pp. 306–312. (in Russian)
11. Smagina A.R., Dudina E.I. Study of the properties of blowing agents for the production of thermal insulation ceramic materials. Education. Science. Production. 2021. pp. 1613–1616. (in Russian)
12. Kamlyuk A.N. Approaches to calculating the expansion ratio, dispersion and stability of low-expansion air-mechanical foams. Bulletin of the University of Civil Protection of the Ministry of Emergency Situations of Belarus. 2025. vol. 9. no. 1. pp. 54–65. (in Russian)
13. Kamlyuk A.N., Likhomanov A.O., Govor E.G. Dependence of volumetric stability of low-expansion foams on their expansion ratio. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of Physical and Technical Sciences. 2024. vol. 69. no. 3. pp. 194–205. (in Russian)
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. vol. 56. no. 1. p. 64.
15. Zhang X., Zhang X., Shi C., Zhang Z. Development and Performance Study of Composite Protein Foaming Agent Based on Human Hair Residue. Sustainability. 2024. vol. 16. no. 15. p. 6608.
16. Shi G., Hou A., Wang Y., Zhao S., Li X., Chen G., Zhang F. Eco-friendly foam dyeing of cellulose fibres using keratin biomacromolecules extracted from waste rabbit hair. International Journal of Biological Macromolecules. 2025. vol. 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. vol. 1. no. 4. pp. 27–32.
18. Zhang X., Zhang X., Zhang Z., Shi C., Sun T. Fabrication of hydrolyzed keratin-modified rigid polyurethane foams and its thermal stability and combustion performance. International Journal of Polymer Analysis and Characterization. 2023. vol. 28. no. 7. pp. 662–683.
19. Zhang X., Zhang X., Shi C., Zhang Z., Sun T. Fabrication of flame-retardant and smoke-suppressant rigid polyurethane foam modified by hydrolyzed keratin. International Polymer Processing. 2023. vol. 38. no. 2. pp. 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. vol. 49. pp. 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. vol. 13. no. 19. p. 2710.
23.
Review
For citations:
, . Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2025;87(3). (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-3-
Views:
7
Email this article 
Post a Comment 
