2025 Т.11, №4 / 2025, V.11, No4

УДК 664.8.037:664.8.046.4:634.1/8
В статье представлены результаты исследования, направленного на совершенствование рецептуры взбитого замороженного фруктового десерта из плодово-ягодного сырья.  Изучено изменение показателей взбитости, кислотности, доли общих сухих веществ, предельного напряжения сдвига, кристаллообразования, а также органолептических свойств модельных образцов виноградного сорбета в состоянии кулинарной готовности, в зависимости от массовой доли стабилизаторов (пектин и ксантановая камедь). Выявлено оптимальное соотношение стабилизаторов в составе готовой продукции — 50:50, обеспечивающее наилучшие органолептические и структурно-реологические характеристики. Предложенный способ позволяет получить десерт с минимальным образованием льда, устойчивым к таянию и улучшенной текстурой, что повысит качество продукции и снизит производственные расходы.
Ключевые слова: взбитые замороженные десерты; сорбет; плодово-ягодное сырье; стабилизаторы; пектин; ксантановая камедь.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

The article presents the results of a study aimed at improving the formulation of a whipped frozen fruit dessert made from fruit and berry raw materials.  Changes in the indicators of whipping, acidity, proportion of total solids, limiting shear stress, crystallization, and organoleptic properties of model samples of grape sorbet in a state of culinary readiness, depending on the mass fraction of stabilizers (pectin and xanthan gum), were studied. The optimal ratio of stabilizers in the finished product composition is 50:50, providing the best organoleptic and structural-rheological characteristics. The proposed method allows you to get a dessert with minimal ice formation, resistant to melting and improved texture, which will improve product quality and reduce production costs.
Key words: whipped frozen desserts; sorbet; fruit and berry raw materials; stabilizers; pectin; xanthan gum.

УДК 664.8.047.5:532.135:519.6
Показана актуальность совершенствования экструзионного оборудования для переработки пищевых материалов. Отмечаются особенности рыбного фарша, применяемого в качестве основы для изготовления экструдированных сложноформованных продуктов. Обоснована необходимость математического моделирования процесса экструдирования, которое требуется для научно обоснованного проектирования технологического оборудования и выбора режимных параметров. Проанализированы известные работы в области научного обеспечения процессов экструдирования. Рассмотрены известные конструкции и особенности расчета устройств для экструдирования пищевых материалов. Выявлена тенденция, направленная на проектирование интеллектуальных экструзионных комплексов. На основе ранее обоснованной реологической модели, описывающей напряжение сдвига в зависимости от скорости деформации вязкоупругопластичного материала, получено общее уравнение движения фаршевой системы в векторной форме. Это уравнение учитывает внутренние напряжения структурированного потока и преобразуется в уравнение Навье-Стокса в случае полностью диспергированной фаршевой системы. Для практического применения при проектировании экструзионных рабочих органов представлены развернутые системы уравнений в проекциях на оси прямоугольной и цилиндрической систем координат, что позволяет рассчитывать поля скоростей и давлений в каналах экструдеров различной геометрии. Уравнения движения дополнены уравнением теплового баланса, учитывающим диссипацию энергии. Подчеркивается, что ввиду высокой сложности полученных моделей их решение требует применения численных методов. Разработанный математический аппарат является основой для последующего численного моделирования течения фаршевых систем во всех рабочих зонах экструдера с целью оптимизации конструктивных и режимных параметров процесса.
Ключевые слова: рыбное сырье; рыбный фарш; фаршевая система; экструдирование; экструдер; экструдат; сложноформованный продукт; вязкость; упругость; пластичность; вязкоупругость; вязкоупругопластичность; нормальные напряжения; сдвиговые напряжения; предельное напряжение сдвига; тензор; деформация; реология; течение; гидродинамика; неньютоновская жидкость.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

The relevance of improving extrusion equipment for food processing is demonstrated. The properties of minced fish used as a base for producing complex-shaped extruded products are highlighted. The need for mathematical modeling of the extrusion process, which is essential for scientifically sound design of technological equipment and selection of operating parameters, is substantiated. Existing research in the field of scientific support for extrusion processes is analyzed. Known designs and calculation features of devices for extruding food materials are reviewed. A trend toward designing intelligent extrusion complexes is identified. Based on a previously validated rheological model describing shear stress as a function of strain rate in a viscoelastoplastic material, a general vector-form equation of motion for the minced meat system is derived. This equation accounts for internal stresses in the structured flow and transforms into the Navier-Stokes equation for a fully dispersed minced system. For practical application in designing extrusion working elements, detailed equation systems in projections onto rectangular and cylindrical coordinate systems are presented, enabling the calculation of velocity and pressure fields in extruder channels of various geometries. The equations of motion are supplemented by a heat balance equation that accounts for energy dissipation. It is emphasized that due to the high complexity of the obtained models, their solution requires the application of numerical methods. The developed mathematical framework provides a basis for subsequent numerical modeling of the flow of minced systems in all working zones of the extruder, aimed at optimizing the design and process parameters.
Key words: fish raw material; minced fish; mince system; extrusion; extruder; extrudate; complex-shaped product; viscosity; elasticity; plasticity; viscoelasticity; viscoelastoplasticity; normal stresses; shear stresses; ultimate shear stress; tensor; deformation; rheology; flow; hydrodynamics; non-Newtonian fluid.

УДК 551.482.212:556.535(470.26)
В статье представлены результаты предварительного анализа плановых русловых деформаций на примере двух трансграничных рек Калининградской области — Анграпы и Шешупе. Исследование основано на сопоставлении разновременных картографических материалов и данных полевых рекогносцировочных работ, обработанных в ГИС-среде с применением методов триангуляционной привязки и визуального дешифрирования. Установлено, что русло реки Анграпы характеризуется выраженным меандрирующим типом с пространственной дифференциацией режимов: от свободного меандрирования на участках с широкой поймой до стеснённой эрозии в зонах крутых берегов и инфраструктуры. Так же на реке Анграпе зафиксировано локальное формирование осерёдков. Река Шешупе демонстрирует устойчивый меандрирующий тип с развитой плёсово-перекатной структурой. В зоне г. Краснознаменска выявлены признаки антропогенной стабилизации русла и формирования островов. Установлено, что стандартные нормативные методики, разработанные для крупных рек, не всегда адекватны для малых водотоков региона, что требует разработки адаптированных подходов. Полученные данные формируют основу для создания системы долгосрочного мониторинга русловой динамики, необходимой для обеспечения безопасности прибрежной инфраструктуры и устойчивого территориального планирования.
Ключевые слова: Калининградская область; русловые процессы; плановые деформации; река Анграпа; река Шешупе.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

This article presents the results of a preliminary analysis of planned channel deformations using the example of two transboundary rivers in the Kaliningrad Region—the Angrapa and the Sheshupe. The study is based on a comparison of multi-temporal cartographic materials and field reconnaissance data processed in a GIS environment using triangulation and visual interpretation methods. It was established that the Angrapa River channel is characterized by a pronounced meandering pattern with spatially differentiated regimes: from free meandering in areas with a wide floodplain to constrained erosion in areas with steep banks and infrastructure. Localized formation of middens has also been recorded on the Angrapa River. The Sheshupe River exhibits a stable meandering pattern with a developed reach-and-riffle structure. Signs of anthropogenic channel stabilization and island formation have been identified in the Krasnoznamensk area. It was established that standard regulatory methodologies developed for large rivers are not always adequate for the region’s smaller waterways, necessitating the development of adapted approaches. The data obtained form the basis for the creation of a long-term monitoring system for riverbed dynamics, which is necessary to ensure the safety of coastal infrastructure and sustainable territorial planning.
Key words: Kaliningrad Region; channel processes; planned deformations; Angrapa River; Shesuppe River.

УДК 621.671+51-74
Метод определения отношения диаметров ветвей трубопровода при подаче неньютоновских пищевых сред с высокой вязкостью представлен в статье. Алгебраическое уравнение для определения указанного отношения получено в безразмерной форме. Числами подобия задачи являются: отношение расходов пищевой среды в ветвях; отношение длин труб в ветвях; безразмерный индекс течения; безразмерный комплекс, прямо пропорциональный разности приведенных статических давлений в емкостях и обратно пропорциональный коэффициенту консистенции жидкости; безразмерные показатели местных гидравлических сопротивлений в ветвях. Названное алгебраическое уравнение было решено численным методом. Что позволило изучить влияние чисел подобия на отношение диаметров. Отношение диаметров можно найти аналитически в частном случае.
Ключевые слова: технологический трубопровод; ветвление; отношение диаметров; пищевые среды; модель степенной жидкости.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

The method for determining the ratio of the pipeline branches diameters when feeding non-Newtonian food media with high viscosity is presented in the article. The algebraic equation for determining the specified ratio is obtained in dimensionless form. The similarity numbers of the problem are: the ratio of the consumption of the food medium in the branches; the ratio of the lengths of pipes in the branches; the dimensionless flow index; a dimensionless complex directly proportional to the difference of the reduced static pressures in the tanks and inversely proportional to the coefficient of consistency of the liquid; dimensionless indicators of local hydraulic resistances in branches. The named algebraic equation was solved numerically. This allowed us to study the effect of similarity numbers on the ratio of diameters. The ratio of diameters can be found analytically in the special case.
Keywords: process pipeline; branching; diameter ratio; food media; power fluid model.

УДК 621.039.58:621.18:66.045.1

В статье представлены результаты исследования теплогидравлических характеристик парогенератора, используемого в энергоблоке АЭС с ВВЭР. На основе трехмерной CAD-модели парогенератора проведен теплогидравлический расчет и численное моделирование процессов тепломассопереноса в парогенераторе с использованием методов вычислительной гидрогазодинамики. Исследовано влияние заглушения теплообменных труб на ключевые параметры работы парогенератора, такие как тепловая мощность, расход пара и температура теплоносителя. Результаты показали, что увеличение количества заглушенных труб приводит к снижению эффективности работы парогенератора и повышению температуры теплоносителя, что может негативно сказаться на безопасности АЭС. Полученные данные согласуются с проектными характеристиками, а также выявлены расхождения в гидравлических потерях, требующие дополнительного анализа.
Ключевые слова: парогенератор; атомная электростанция; водо-водяной энергетический реактор; теплообменные трубы; глушение труб; теплогидравлический расчет; CFD-моделирование; CAD-модель.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

The article presents the results of a study on the thermohydraulic characteristics of the steam generator used in nuclear power plant units with VVER. Based on a 3D CAD model of the steam generator, a thermohydraulic calculation and numerical simulation of heat and mass transfer processes were performed using computational fluid dynamics methods. The impact of plugging heat exchange tubes on key operational parameters, such as thermal power, steam flow rate, and coolant temperature, was investigated. The results demonstrated that an increase in the number of plugged tubes reduces the steam generator’s efficiency and raises the coolant temperature, potentially compromising nuclear power plant safety. The findings align with design specifications, though discrepancies in hydraulic losses were identified, warranting further analysis.
Keywords: steam generator; nuclear power plant; water-water energetic reactor; heat exchange tubes; pipe plugging; thermal hydraulic calculation; CFD simulation; CAD model.

УДК 627.8:579.64
В условиях активного развития инфраструктуры и возрастания антропогенной нагрузки на водные экосистемы возрастает необходимость применения инновационных технологий, сочетающих инженерную надёжность и экологическую безопасность. Одним из наиболее перспективных направлений является использование биотехнологических методов в гидротехническом строительстве. В работе проведён комплексный анализ существующих подходов, включающих процессы микробного цементирования грунтов (MICP), разработку биобетонов и биополимерных материалов, а также применение фитотехнологических систем для очистки и стабилизации водных объектов. Описаны ключевые механизмы, лежащие в основе биоцементирования и самовосстанавливающихся материалов, а также влияние микроорганизмов на структуру и долговечность строительных конструкций. Рассмотрены фитосистемы, выполняющие функции биофильтрации и берегоукрепления, их эффективность в уменьшении содержания загрязняющих веществ и восстановлении экосистем. С помощью SWOT-анализа определены сильные и слабые стороны применения биотехнологий, выявлены возможности и потенциальные угрозы в их практической реализации. Полученные результаты указывают на высокий потенциал интеграции биологических процессов в инженерные решения, что может стать основой для перехода к экологически ориентированной модели гидротехнического строительства, соответствующей международным стандартам устойчивого развития и «зелёного» проектирования.
Ключевые слова: биотехнологии; гидротехническое строительство; микробное цементирование; биобетон; фитотехнологические системы; биополимеры; экологическая инженерия; устойчивое развитие.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

In the context of active infrastructure development and increasing anthropogenic pressure on aquatic ecosystems, there is a growing need for innovative technologies that combine engineering reliability with environmental safety. One of the most promising directions is the use of biotechnological methods in hydraulic engineering. This paper presents a comprehensive analysis of existing approaches, including microbial-induced calcite precipitation (MICP) for soil stabilization, development of bioconcrete and biopolymer materials, as well as phytotechnological systems for water body purification and stabilization. The key mechanisms underlying biocementation and self‑healing materials are described, along with the influence of microorganisms on the structure and durability of construction elements. Phytosystems serving as biofilters and bank stabilizers are examined, with emphasis on their effectiveness in reducing pollutant concentrations and restoring ecosystems. Using SWOT analysis, the strengths and weaknesses of biotechnology applications are identified, and opportunities and potential threats to their practical implementation are revealed. The findings indicate a high potential for integrating biological processes into engineering solutions, which may serve as the foundation for transitioning to an environmentally oriented model of hydraulic engineering aligned with international standards of sustainable development and green design.
Keywords: biotechnology; hydraulic engineering; microbial-induced calcite precipitation (MICP); bioconcrete; phytotechnological systems; biopolymers; environmental engineering; sustainable development.

УДК 528.8:629.78:621.9.048
Долговечность и стабильность оптических характеристик аппаратуры дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) являются решающим фактором, определяющим эффективность космической геологоразведки. Прогрессирующая деградация оптических поверхностей под воздействием потоков микрометеороидов приводит к необратимому ухудшению качества мультиспектральных данных, что значительно снижает точность спектрального анализа и геологического дешифрования. Предлагается способ защиты, основанный на создании самовосстанавливающегося слоя специальной жидкости на поверхности оптических элементов. Физической основой метода является управление межфазными явлениями в условиях невесомости, обеспечивающее формирование и стабилизацию жидкого слоя заданной толщины в пределах лиофобного барьера. Сформулирован комплекс требований к защитной жидкости, основными из которых являются низкое давление паров, радиационная стойкость, химическая инертность, а также минимальное поглощение в спектральных диапазонах, используемых для идентификации пород. В качестве перспективного материала рассмотрены кремнийорганические жидкости (олигоорганосилоксаны). Описана принципиальная схема системы подачи и регенерации жидкости на орбите. Показано, что реализация предложенного способа защиты позволяет значительно увеличить ресурс оптики космических аппаратов ДЗЗ. Это способствует повышению достоверности и экономической эффективности геологоразведочных работ.
Ключевые слова: геологоразведка; космос; оптика; микрометеорная эрозия; защитная жидкость; излучение; невесомость.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

The longevity and stability of the optical characteristics of remote sensing equipment are decisive factors determining the effectiveness of space-based geological exploration. The progressive degradation of optical surfaces under the influence of micrometeoroid fluxes leads to an irreversible deterioration in the quality of multispectral data, which significantly reduces the accuracy of spectral analysis and geological interpretation. A protection method is proposed, based on the creation of a self-healing layer of a special liquid on the surface of optical elements. The physical basis of the method is the management of interfacial phenomena under microgravity conditions, ensuring the formation and stabilization of a liquid layer of a specified thickness within a lyophobic barrier. A set of requirements for the protective liquid is formulated, the main ones being low vapor pressure, radiation resistance, chemical inertness, as well as minimal absorption in the spectral ranges used for rock identification. Organosilicon liquids (oligoorganosiloxanes) are considered as a promising material. A schematic diagram of the on-orbit fluid delivery and regeneration system is described. It is shown that the implementation of the proposed protection method can significantly increase the service life of remote sensing spacecraft optics. This contributes to increased reliability and cost-effectiveness of geological exploration operations.
Keywords: geological exploration; space; optics; micrometeor erosion; protective liquid; radiation; microgravity.

УДК 001.891:62
В рубрику «Научный обзор» журнала «Вестник науки и образования Северо-Запада России» зачастую поступают статьи, которые недостаточно проработаны с точки зрения аналитичности, новизны и прогностической ценности результатов. В связи с этим редакция поручила коллективу авторов разработать и представить рекомендации по написанию обзорно-аналитических статей, улучшающие их соответствие требованиям журнала. Предложена четырехэтапная методика исследования, включающая подготовительный, источниковедческий, аналитико-синтетический этапы, а также этап аналитического обсуждения и выводов. Особое внимание уделено переходу от описательного подхода к аналитическому синтезу, критическому осмыслению источников и формулировке научно-обоснованных прогнозов. Предложены практические рекомендации по структуре и содержанию разделов обзорной статьи, а также по критериям отбора источников. Рекомендуемая методика позволяет систематизировать процесс подготовки обзорных статей, обеспечивая их соответствие критериям научной новизны, аналитической глубины и практической значимости.
Ключевые слова: обзорно-аналитическая статья; методика; инженерные науки; научный обзор; анализ литературы; систематизация; аналитическое обсуждение; научная публикация.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

The «Scientific review» section of the «Journal of Science and Education of North-West Russia» frequently receives submissions that lack sufficient analytical depth, novelty, and prognostic value of their results. To address this, the editorial board commissioned the author team to develop and present recommendations for writing review-analytical articles to enhance their compliance with the journal’s standards. A four-stage research methodology is proposed, comprising  preparatory,  source  study,  analytical-synthetic  stages,  as well as a stage of analytical discussion and conclusions. Particular attention is paid to the transition from a descriptive approach to analytical synthesis, critical analysis of sources, and the formulation of scientifically sound forecasts. Practical recommendations on the structure and content of review article sections, as well as source selection criteria, are provided. The recommended methodology serves to systematize the review article preparation process, ensuring compliance with the criteria of scientific novelty, analytical depth, and practical significance.
Keywords: review-analytical article; methodology; engineering sciences; scientific review; literature analysis; systematization; analytical discussion; scientific publication.