atuВестник Алматинского технологического университетаThe Journal of Almaty Technological University2304-568X2710-0839АО "АТУ"10.48184/2304-568X-2025-4-155-164atu-2459Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВОЙ И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИFOOD AND PROCESSING INDUSTRY TECHNOLOGYУсовершенствованная установка для инкапсулирования пищевых продуктовImproved food encapsulation unithttps://orcid.org/0000-0001-7408-5906ТашыбаеваМ. М.TashybayevaM. M.

071412, Семей, ул. Глинки, 20А

071412, Semey, Glinka st., 20А

marzhan06081990@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9607-1684КакимовА. К.KakimovA. K.

071412, Семей, ул. Глинки, 20А

071412, Semey, Glinka st., 20А

https://orcid.org/0000-0003-0722-8860ЖумадиловаГ. А.ZhumadilovaG. A.

071412, Семей, ул. Глинки, 20А

071412, Semey, Glinka st., 20А

https://orcid.org/0009-0003-5904-1253БакиеваА. Б.BakiyevaA. B.

071412, Семей, ул. Глинки, 20А

071412, Semey, Glinka st., 20А

https://orcid.org/0000-0002-0830-5007МуратбаевА. М.MuratbayevA. M.

071412, Семей, ул. Глинки, 20А

071412, Semey, Glinka st., 20А

НАО «Университет имени Шакарима города Семей»КазахстанNJSC Shakarim University of SemeyKazakhstan2025251220251504155164Copyright © Ташыбаева М.М., Какимов А.К., Жумадилова Г.А., Бакиева А.Б., Муратбаев А.М., 20252025Ташыбаева М.М., Какимов А.К., Жумадилова Г.А., Бакиева А.Б., Муратбаев А.М.Tashybayeva M.M., Kakimov A.K., Zhumadilova G.A., Bakiyeva A.B., Muratbayev A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://atu.ejournal.kz/jour/article/view/2459

Капсулы получали в усовершенствованном устройстве методом распыления. Принцип работы центробежной форсунки основан на вращении подаваемой в нее жидкости. Течение жидкости в сопле зависит от действия момента импульса частиц жидкости относительно сопла, который возникает при вращении жидкости. В качестве инкапсулирующего материала был выбран альгинат натрия. Альгинат применяется в пищевой промышленности, для получения концентратов сухих напитков, или в фармацевтической промышленности для быстрого приготовления жидких видов энтеросорбентов, или в различных отраслях промышленности и медицины. Характерной особенностью растворимых альгинатов является их способность образовывать вязкие растворы, поэтому они широко используются в качестве эффективных загустителей в различных отраслях промышленности. Альгинаты также используются в качестве источника пищевых волокон в составе диетических продуктов. При проведении эксперимента была выбрана центробежная форсунка d = 1,2×10-3 м. Для обоснования капсульного материала получен раствор альгината натрия в концентрациях 0,5%, 0,8%, 1%. При зависимости вязкости гелеобразующей смеси от концентрации раствора альгината натрия при различных температурах величина вязкости при температуре 40 С° незначительно изменяется для частоты вращения ротора, наиболее благоприятная температура использования раствора 40 С°. При высокой частоте вращения шестеренчатого насоса 39,3 с-1, 47,6 с-1 снижается вязкость гелеобразующей смеси, увеличивается пропускная способность форсунки диаметром 1,2×10-3 м. А в качестве материала для капсулирования была принята концентрация 1% альгината натрия, полученная капсула имела средний диаметр 1,4×10-3 м.

Capsules were obtained in an improved device by spraying. The principle of operation of a centrifugal nozzle is based on the rotation of the liquid supplied to it. The flow of liquid in the nozzle depends on the action of the angular momentum of the liquid particles relative to the nozzle, which occurs when the liquid rotates. Sodium alginate was chosen as the encapsulating material. Alginate is used in the food industry, to produce concentrates of dry beverages, or in the pharmaceutical industry for the rapid preparation of liquid types of enterosorbents, or in various industries and medicine. A characteristic feature of soluble alginates is their ability to form viscous solutions, which is why they are widely used as effective thickeners in various industries. Alginates are also used as a source of dietary fiber in dietary products. During the experiment, a centrifugal nozzle d = 1.2×10-3 m was selected. To substantiate the capsule material, a solution of sodium alginate in concentrations of 0,5%, 0,8%, and 1% was obtained. When the viscosity of the gelling mixture depends on the concentration of the sodium alginate solution at different temperatures, the viscosity at a temperature of 40 °C varies slightly for the rotor speed, the most favorable temperature for using the solution is 40 °C. At a high speed of rotation of the gear pump 39,3 s-1, 47,6 s-1, the viscosity of the gel-forming mixture decreases, and the throughput of the nozzle with a diameter of 1,2 × 10-3m increases. And a concentration of 1% sodium alginate was used as the material for encapsulation, the resulting capsule had an average diameter of 1,4×10-3 m.

капсулашестеренчатый насосустановкацентробежная форсункавязкостьальгинат натрияcapsulegear pumpinstallationcentrifugal nozzleviscositysodium alginateReferencesҚазақстан Республикасының Президенті Қасым – Жомарт Тоқаевтың «Жасанды интеллект дәуіріндегі Қазақстан: өзекті мәселелер және оны түбегейлі цифрлық өзгерістер арқылы шешу» атты Қазақстан халқына жолдауы. - Астана. – 2025.Qasym–Zhomart Toqaev. Zhasandy intellekt däuirindegi Qazaqstan: özekti mäseleler jäne onı tübegeyli tsifrdyq özgertister arqyly şeşu ["Kazakhstan in the Era of Artificial Intelligence: Current Issues and Their Solution through Fundamental Digital Transformations"]. – Astana, 2025. (in Kazakh).Tashybayevа М., Kakimov A., Ibragimov N., Zhumadilova G., Muratbayev A., Jumazhanova M., Idyryshev B., Kapshakbayeva Z , Bepeyeva A. Optimization of encapsulation parameters for sodium alginate capsules: A study on the effect of temperature and gear pump rotation speed on capsule production and quality // Food Process Engineering. – 2024. - №47(7). – 14687 р. https://doi.org/10.1111/jfpe.14687.Tashybaeva M., Kakimov A., Ibragimov N., Zhumadilova G., Muratbayev A., Jumazhanova M., Idyryshev B., Kapshakbayeva Z., Bepeyeva A. Optimization of encapsulation parameters for sodium alginate capsules: A study on the effect of temperature and gear pump rotation speed on capsule production and quality // Food Process Engineering. – 2024. – №47(7). – 14687 p. https://doi.org/10.1111/jfpe.14687.Пажи Д.Г., Галустов В.С. Основы техники распыления жидкостей. – М.: Химия, 1984. – 256 с.Pazhi D.G., Galustov V.S. Osnovy tekhniki raspyleniya zhidkostey [Fundamentals of Liquid Spray Technology]. – Moscow: Khimiya, 1984. – 256 p. (in Russian).Пат. RU 2395525 –Россия, МПК С08В 37/04. Способ получения альгината кальция. Ковалев В.В., Хотимченко М.Ю., Хотимченко Ю.С. опубл. 27.07.2010. – 9 с.Pat. RU 2395525 – Russia, IPC C08B 37/04. Sposob polucheniya alginata kal'tsiya [Method for obtaining calcium alginate]. Kovalev V.V., Khotimchenko M.Yu., Khotimchenko Yu.S. Publ. 27.07.2010. – 9 p. (patent in Russian).Kakimov A., Kakimova Zh., Mirasheva G., Bepeyeva A., Toleubekova S., Jumazhanova M., Zhumadilova G., Yessimbekov Zh. Amino Acid Composition of Sour-milk Drink with Encapsulated Probiotics // Annual Research & Review in Biology Article. - 2017. - №18(1). – 36079 р.Kakimov A., Kakimova Zh., Mirasheva G., Bepeyeva A., Toleubekova S., Jumazhanova M., Zhumadilova G., Yessimbekov Zh. Amino Acid Composition of Sour-milk Drink with Encapsulated Probiotics // Annual Research & Review in Biology. – 2017. – №18(1). – 36079 p.Какимов А.К., Какимова Ж.Х., Бепеева А.Е., Джумажанова М.М, Жумадилова Г.А. Безопасность, функциональные и технологические свойства пробиотических бактерий // Сборник научных трудов, посвященный 60-летию отдела сибниис федеральное государственное бюджетное научное учреждение Фанца. Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий. – Барнаул: Новый формат, 2018. – 216 с.Kakimov A.K., Kakimova Zh. Kh., Bepeyeva A.E., Dzhumazhanova M.M., Zhumadilova G.A. Bezopasnost', funktsional'nye i tekhnologicheskie svoystva probioticheskikh bakteriy [Safety, Functional and Technological Properties of Probiotic Bacteria] // Sbornik nauchnykh trudov, posvyashchennyy 60-letiyu otdela SibNIIS Federal’nogo gosudarstvennogo byudzhetnogo nauchnogo uchrezhdeniya FANCA. Aktual’nye problemy tekhniki i tekhnologii pererabotki moloka. – Barnaul: Novyy format, 2018. – 216 p. (in Russian).Champagne C.P., Kailasapathy K. Encapsulation of probiotics / In: Delivery and Controlled Release of Bioactives in Foods and Nutraceuticals.Woodhead publishing Ltd.- Cambridge: UK, 2008.- Р. 344– 369.Champagne C.P., Kailasapathy K. Encapsulation of probiotics // In: Delivery and Controlled Release of Bioactives in Foods and Nutraceuticals. – Cambridge: Woodhead Publishing Ltd., 2008. – P. 344–369.Chen M.J., Chen, K.N. Applications of probiotic encapsulation in dairy products/ In: Encapsulation and Controlled Release Technologies in Food Systems. - USA: Wiley-Blackwell, 2007- Р. 83–107.Chen M.J., Chen K.N. Applications of probiotic encapsulation in dairy products // In: Encap-sulation and Controlled Release Technologies in Food Systems. – USA: Wiley-Blackwell, 2007. – P. 83–107.Jumazhanova М., Kakimova Z., Zharykbasov Y., Kassymov S., Zhumadilova G., Muratbayev A., Tashybayevа M., Suychinov A. Effect of the Encapsulation Process on the Viability of Probiotics in a Simulated Gastrointestinal Tract Model Medium // Processes. – 2023. - № 11. – 2757 р. https://doi.org/10.3390/pr11092757.Jumazhanova M., Kakimova Z., Zharykbasov Y., Kassymov S., Zhumadilova G., Muratbayev A., Tashybaeva M., Suychinov A. Effect of the Encapsulation Process on the Viability of Probiotics in a Simulated Gastrointestinal Tract Model Medium // Processes. – 2023. – №11. – 2757 p. https://doi.org/10.3390/pr11092757.ҚР пайдалы модельге патенті № 9093. Ташыбаева М.М., Какимов А.К., Майоров А.А., Ибрагимов Н.К., Джумажанова М.М., Жумадилова Г.А., Муратбаев А.М., Бакиева А.Б., Дукенбаев Д.К. Капсулаған өнімдерді өндіруге арналған қондырғы. 03.05.2024.Qazaqstan Respublikasynyn paidaly modelge patenti № 9093. Tashybaeva M.M., Kakimov A.K., Mayorov A.A., Ibragimov N.K., Dzhumazhanova M.M., Zhumadilova G.A., Muratbayev A.M., Bakiyeva A.B., Dukenbaev D.K. Kapsulag’an öndiristerdi öndіrүge arnalğan qondyrgy [Device for Production of Encapsulated Products]. 03.05.2024. (in Kazakh).Жумадилова Г.А., Какимов А.К., Абдилова Г.Б., Ибрагимов Н.К., Ташыбаева М.М. Разработка состава гелеобразующей смеси для оборудования инкапсулирования пробиотиков // Вестник Алматинского технологического университета. - Алматы. - 2023. - №2 (140).- С.38-46.Zhumadilova G.A., Kakimov A.K., Abdilova G.B., Ibragimov N.K., Tashybaeva M.M. Razrabotka sostava geleobrazuyushchey smesi dlya oborudovaniya inkapsulirovaniya probiotikov [Development of a Gel- forming Mixture Composition for Encapsulation Equipment of Probiotics] // Vestnik Almatinskogo tekhnologicheskogo universiteta. – Almaty, 2023. – №2 (140). – P. 38–46. (in Russian).Кaкимoв A.К., Ecимбeкoв Ж.C., Кaбулoв Б.Б., Бeпeeвa A.E. Poтaциoнныe виcкoзимeтpы Бpукфильдa в иccлeдoвaнии пищeвых пpoдуктoв // Вecтник ГУ имeни Шaкapимa гopoдa Ceмeй. - 2015. - №3 (71). – С. 87-91.Kakimov A.K., Yesimbekov Zh.S., Kabulov B.B., Bepeeva A.E. Rotatsionnye viskozimetry Brukfilda v issledovanii pishchevykh produktov [Brookfield Rotational Viscometers in the Study of Food Products] // Vestnik GU imeni Shakarima goroda Semey. – 2015. – №3 (71). – P. 87–91. (in Russian).Kakimov, A., Yessimbekov. Z., Bepeyeva, A., Kabulov, B., Kakimova, Z. Consistency cone penetrometry for food products // Pakistan Journal of Nutrition. - 2015 - № 14 (11). - Р. 837-840.Kakimov A., Yessimbekov Zh., Bepeyeva A., Kabulov B., Kakimova Z. Consistency cone penetrometry for food products // Pakistan Journal of Nutrition. – 2015. – №14(11). – P. 837–840.Ташыбаева М.М. Тамақ өнімдерін капсулалауға арналған қондырғыны жетілдіру. - Семей: «Семей қаласының Шәкәрім атындағы университеті» КеАҚ, 2024. – 114 б.Tashybaeva M.M. Tamaq önimderin kapsulalauğa arnalğan qondyrğyny zhetildiru [Improvement of Equipment for Food Encapsulation]. – Semey: “Shakarim atyndagy Semey qalasynyn universiteti” KEAQ, 2024. – 114 p. (in Kazakh).Ташыбаева М.М., Какимов А.К., Майоров А.А., Жумадилова Г.А. Установка для капсулиро-вания пробиотиков // Вестник КазУТБ. – Астана. – 2024. - №3. – С.399-410. https://doi.org/10.58805/kazutb.v.3.24-353Tashybaeva M.M., Kakimov A.K., Mayorov A.A., Zhumadilova G.A. Ustanovka dlya kapsulirovaniya probiotikov [Device for Encapsulation of Probiotics] // Vestnik KazUTB. – Astana, 2024. – №3. – P. 399–410. https://doi.org/10.58805/kazutb.v.3.24-353. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.