Стаття

Отримано 21.05.2025

Доопрацьовано 09.08.2025

Прийнято 30.09.2025

Взято з Том 29, № 3, 2025

Сторінки 9 -22

Babenko, D., Dotsenko, N., & Gorbenko, O. (2025). Justification of the design parameters of improved equipment for tomato processing. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 29(3), 9-22. https://doi.org/10.56407/bs.agrarian/3.2025.09

Обґрунтування конструктивних параметрів вдосконаленого обладнання для переробки томатів

Дмитро Бабенко Наталія Доценко Олена Горбенко

Здійснення повного циклу переробки томатів це складне технологічне завдання, що вимагає ретельного контролю різноманітних параметрів для забезпечення високої якості кінцевого продукту. Основними стадіями процесу є підготовка сировини, механічне подрібнення томатів, відділення соку від м’якоті і шкірки, а також додаткова обробка для поліпшення органолептичних і поживних показників соку. Робота ставила на меті дослідження залежності продуктивності від оптимальних параметрів вдосконаленого обладнання для переробки томатів, а саме: зазор бич-решето, швидкість обертання перфорованого барабану та рівень надходження подрібненої маси. В статті представлене вдосконалене конструктивне рішення обладнання для переробки томатів, особливістю якого є поєднання технологічних операцій подрібнення і протирання, за рахунок чого знижується металоємність конструкції та енергоємність процесу. В дослідженні здійснювалося визначення процентного вмісту компонентів подрібненої маси плодів шляхом важення кожної фракції. На основі отриманих даних проведене апріорне ранжування чинників, яке виконується методом експертної оцінки. Визначені чинники, які найбільше впливають на технологічний процес. За допомогою методу математичного моделювання та експериментальних досліджень визначено оптимальні режими роботи обладнання, що забезпечують максимальний вихід томатного соку при мінімальних енергетичних витратах. Основна увага приділялась врахуванню конструктивних і експлуатаційних параметрів, таких як визначення кутової швидкості обертання барабана, продуктивності та потужності обладнання. На основі аналізу конструктивних та технологічних чинників, які впливають на технологічний процес визначено, що зазор бич-решето повинен бути 2 мм, рівень надходження на протирання подрібненої маси до 80 %, швидкість обертання барабану до 25 м/с, що забезпечить протирання пульпи на рівні 90 %. Отримані результати можна використати для модернізації існуючих ліній переробки томатів і створення нових виробничих потужностей з урахуванням сучасних вимог ринку

подрібнювач томатів; протирання сировини; пульпа; агропромисловість; механічна обробка
  1. Bezusov, A.T., & Totsenko, O.V. (2017). Analysis of modern tomato processing methods. Food Science and Technology, 11(2), 45-55. doi: 10.15673/fst.v11i2.513.
  2. Bortz, J., & Schuster, C. (2010). Statistics for human and social scientists. Berlin, Heidelberg: Springer. doi: 10.1007/978-3-642-12770-0.
  3. Cherier, M.A., Bennekrouf, M., & Meliani, S.M. (2020). The application of AHP-TOPSIS methodology for selection of agriculture farms in tomato processing industry: Algerian case study. In 2020 IEEE 13th international colloquium of logistics and supply chain management (LOGISTIQUA) (pp. 1-5). Fez: Morocco. doi: 10.1109/ LOGISTIQUA49782.2020.9353915.
  4. Convention on Biological Diversity. (1992). Retrieved from https://www.cbd.int/convention/text/.
  5. Dalvi‐Isfahan, M., & Mahmoodi‐Eshkaftaki, M. (2024). Headspace and viscosity: Key factors in the thermal processing of tomato paste (A CFD study). Journal of Food Process Engineering, 47, article number e14779. doi: 10.1111/jfpe.14779.
  6. Despotovic, Z.V., Pavlovic, A.M., & Ivanic, D. (2019). Exciting force frequency control of unbalanced vibratory actuators. In 20th international symposium on power electronics (Ee) (рр. 1-6). Novi Sad: Serbia. doi: 10.1109/ PEE.2019.8923574.
  7. Dotsenko, N.A. (2019). The results of the study of the capacity of the chopper-wiper of tomatoes. Proceedings of the Tavria State Agrotechnological University, 21(1), 116-124. doi: 10.31388/2078-0877-2021-21-1-116-124.
  8. DSTU 7160:2020. (2020). Seeds of vegetable, melon, fodder and spice and aromatic crops. Varietal and sowing qualities. Technical specifications. Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_ doc=90394.
  9. DSTU 8439:2015. (2015). Seeds of vegetable and melon plants and fodder roots. Documentation. Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=80194.
  10. Eslami, E., Carpentieri, S., Pataro, G., & Ferrari, G. (2025). Comparative life cycle assessment (LCA) of packaging materials for tomato-based products to pave the way for increasing tomato processing industry sustainability. Sustainability, 17, article number 3648. doi: 10.3390/su17083648.
  11. Eslami, E., Elfatih M.A.E, Pataro, G., & Ferrari, G. (2024). Increasing sustainability in the tomato processing industry: Environmental impact analysis and future development scenarios. Frontiers in Sustainable Food Systems, 8, article number 0274. doi: 10.3389/fsufs.2024.1400274.
  12. Ghaffari, H., Ghassemzadeh, H., Mohammadi-Ghermezgoli, K., Rafat, S., & Halimi-Milani, O. (2024). Response of tomato fruit to consecutive impact loading. Journal of Aridland Agriculture, 10, 108-119. doi: 10.25081/jaa.2024.v10.8944.
  13. Hand, L.N., & Finch, J.D. (2008). Analytical mechanics. Cambridge: Cambridge University Press.
  14. Haniva, S., & Iskandarini, S.F.A. (2023). Analysis of tomato farmer income increasing strategies in Karo District, Indonesia. European Journal of Social Sciences Studies, 8, 207-218. doi: 10.46827/ejsss.v8i6.1508.
  15. Kaletnik, G., Tsurkan, O., Rimar, T., & Stanislavchuk, O. (2020). Determination of the kinetics of the process of pumpkin seeds vibrational convective drying. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(8(103)), 50-57. doi: 10.15587/1729-4061.2020.195203.
  16. Kaliniewicz, Z., Anders, A., Markowski, P., Tylek, P., & Owoc, D. (2021). Analysis of the physical properties of spindle seeds for seed sorting operations. Scientific Reports, 11, article number 13625. doi: 10.1038/s41598021-93166-z.
  17. Kaundal, M., Sharma, K., & Anand, H. (2024). Processing, value addition and post-harvest technology of tomato: A scoping review on global and Indian perspective. Journal of Advances in Biology & Biotechnology, 27 (11), 339347. doi: 10.9734/jabb/2024/v27i111619.
  18. Kedir, H.J., Tilinti, B.Z., & Mekonnen, K.T. (2025). Physicochemical characterization of fresh and powdered tomato in Arba Minch, Ethiopia. Recent Progress in Nutrition, 5(2), article number 013. doi: 10.21926/rpn.2502013.
  19. Kotov, B., Spirin, A., Kalinichenko, R., Bandura, V., Polievoda, Y., & Tverdokhlib, I. (2019). Determination the parameters and modes of new heliocollectors constructions work for drying grain and vegetable raw material by active ventilation. Research in Agricultural Engineering, 65(1), 20-24. doi: 10.17221/73/2017-RAE.
  20. Lee, J.M., Kubota, C., Tsao, S.J., Bie, Z., Echevarria, P.H., Morra, L., & Oda, M. (2010). Current status of vegetable grafting: Diffusion grafting techniques automation. Scientia Horticulturae, 127(2), 93-105. doi: 10.1016/j.scienta.2010.08.003.
  21. Lerner, R.G., & Trigg, G.L. (1991). Encyclopedia of physics. (2nd ed). Weinheim: VHC Publishers.
  22. Maas, A. (2017). Theoretical mechanics. Lecture in WS 2016/17 at the KFU Graz. Retrieved from https://www. academia.edu/35573618/Theoretical_Mechanics_Lecture_in_WS_2016_17_at_the_KFU_Graz.
  23. Mengistu, D., & Sharew, T. (2024). A comprehensive review of tomato post-harvest losses: Understanding impacts and contributing factors in Ethiopia. Advances in Sustainable Agriculture, 2, 525-535. doi: 10.3923/ asb.2024.525.535.
  24. Mukhopadhyay, K., et al. (2021). Organic vegetable seed production. Nadia: ICAR. doi: 10.13140/RG.2.2.24563.45601.
  25. Pangilinan, J.R., Legaspi, J. & Linsangan, N. (2022). InceptionV3, ResNet50, and VGG19 performance comparison on tomato ripeness classification. In 5th international seminar on research of information technology and intelligent systems (ISRITI) (pp. 619-624). Yogyakarta: Indonesia. doi: 10.1109/ISRITI56927.2022.10052920.
  26. Patent No. 154661. (2023). Method of producing tomato pulp. Retrieved from https://dspace.mnau.edu.ua/jspui/ handle/123456789/17120.
  27. Patent No. 58968. (2011). Complex production line of complete cycle of processing tomatoes with separating seeds. Retrieved from https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/249492/.
  28. Sena, C., Júnior, J., Souza, J., Pêgo E., Adão, B., Rafael, C.D., & Junior, E. (2025). Remote sensing in the estimation of evapotranspiration of tomato cultivation for industrial processing. Bioscience Journal, 41, article number e41002. doi: 10.14393/BJ-v41n0a2025-70757.
  29. Shebanin, V., Atamanyuk, I., Gorbenko, O., Kondratenko, Y., & Dotsenko, N. (2019). Mathematical modelling of the technology of processing the seed mass of vegetables and melons. Food Science and Technology, 13(3), 118-126. doi: 10.15673/fst.v13i3.1480.
  30. Teleken, J.T., Dutra, A.C., Laurindo, J.B., & Carciofi, B.A.M. (2023). Numerical modeling of heating tomato pulp in continuous flow microwave-assisted thermal processing: Estimation of quality parameters. Journal of Food Process Engineering, 46(2), article number e14216. doi: 10.1111/jfpe.14216.
  31. Vanitha, C.N., Malathy, S., Krishna, S.A., Manikantan, M., Kumar, P.D., & Cibi, M.G. (2023). Detection of ripe and raw tomatoes using internet of things. In 7th international conference on computing methodologies and communication (ICCMC) (pp. 1255-1260). Erode: India. doi: 10.1109/ICCMC56507.2023.10084228.
  32. Vitriak, O., Khrebtan, O., & Volkova, R. (2025). Research on the Ukrainian canned fruit and vegetable market (2020-2024). International Scientific-Practical Journal Commodities and Markets, 53, 40-53. doi: 10.31617/2.2025(53)03.
  33. Widiyanto, S., Wardani, D.T., & Wisnu Pranata, S. (2021). Image-based tomato maturity classification and detection using faster R-CNN method. In 5th international symposium on multidisciplinary studies and innovative technologies (ISMSIT) (pp.130-134). Ankara: Turkey. doi: 10.1109/ISMSIT52890.2021.9604534.
  34. Ye, S.G., & Lingani, A.K.H. (2022). Training in good practices for the use and maintenance of equipment at a tomato processing unit in Ouahigouya in the northern region of Burkina Faso. World Journal of Advanced Research and Reviews, 16(2), 673-678. doi: 10.30574/wjarr.2022.16.2.1189.