Досліджено і запропоновано спосіб знезараження питної води від патогенних мікроорганізмів з її подальшим доочищенням за допомогою мембранного фільтрувального модуля. Показано доцільність використання даного способу у харчовій та інших галузях промисловості.

Наведено результати експериментальних досліджень зносостійкості керамічних матеріалів для виготовлення мембран для харчової та переробної промисловості. Проведено експерименти з визначення механічної стійкості перспективних конструкційних матеріалів для виготовлення мембранних фільтрувальних елементів. Встановлено, що високі міцністні характеристики забезпечують динамічну стійкість мембран і тривалий термін їх експлуатації.

Представлено експериментальні результати обробки емульсій у гідродинамічних кавітаційних апаратах. Встановлено, що використання багатоступеневих апаратів сприяє спрощенню технологічної схеми і забезпечує необхідну якість готового продукту. Отримані результати дають підставу зробити висновки, що вибір багатоступінчастої обробки обумовлений необхідністю відмови від циркуляційної схеми. Реалізація циркуляційної обробки призводить до погіршення якості кінцевого продукту. З'ясовано, що використання одноступінчатих кавітаційних апаратів для обробки емульсій неефективне, оскільки отриманий продукт не відповідає необхідним параметрам. Робочі режими відповідають бульбашковій формі кавітації, коли колапс кавітаційних бульбашок супроводжується "жорсткою" ударно-хвильовою дією на компоненти середовища. Порівняльний аналіз одержаних результатів дає підстави стверджувати, що при обробленні в одноступеневому апараті емульсія не досягає високих показників дисперсності. Використання апаратів з послідовними зонами кавітаційної обробки дає змогу одержувати емульсію з потрібними дисперсійними характеристиками.

Проведено аналітичний аналіз дії валків на середовище за деформаційних впливів. Запропоновано шляхи вибору оптимального варіанта процесу для забезпечення максимального або мінімального значення параметрів (критерію). Розглянуто фізичну суть рівняння енергетичних потоків інтенсивності деформації маси середовища, що залежить від способу прикладання механічних сил, ступеня його попередньої дисперсності (рецептура) і фізико-механічних властивостей. Для більшої наглядності і розуміння загального виконання досліджень запропоновано схему причинно-наслідкових зв'язків між середовищем і валком, що визначають зміну температури процесу нагнітання тіста. Відмічено, що визначення температурних потоків під час перебігу процесу нагнітання середовища валковими робочими органами відіграє важливу роль для розрахунків конструювання формувального, розкочувального, змішувального обладнання. Одержані дані надають відповідь на ряд запитань про можливість терморегулювання процесу дії робочих органів на середовище. Розглянуто зміну енергетичного потенціалу під час взаємодії в'язкого середовища з обертовими робочими органами ролика у формувальній машині. Обмін енергії між рухомими частинками виявляється внаслідок зіткнення молекул більш нагрітої частини тіла з більшою енергією та перенесення енергетичної частки до сусідніх частинок з меншою енергією. Відзначено, що визначення температурних потоків під час процесу інжекції середовища робочими органами роликів відіграє важливу роль у розрахунку дизайну формування, перевертання, змішування.

Наведено результати імітаційного математичного моделювання фільтрування через керамічні ультрафільтраційні мембрани трубчастого типу. Модель ураховує структурно-механічні параметри та умови оброблення дисперсної мультикомпонентної системи. Цифрова модель PLAST-POR-M, запропонована авторами, імітує процес деформування порожнистого каркасу мембрани. Отримано графічні залежності та числові значення напружень деформації в часі, розподіл пористості від величини дотичних напружень та еквівалентної деформації частини фільтрувального елемента у вигляді окремого сегмента, так і повного каркасу мембранного елемента. Встановлено, що зміна пористості при цьому має лінійну залежність під дією еквівалентної деформації та логарифмічну під дією дотичних напружень. Показано, що запропонована модель є адекватною при перенесенні результатів від квазіпласких елементарних частин елемента до повної його площі або об'єму.

Розглянуто актуальні проблеми дослідження закономірностей процесу мембранного розділення рідких дисперсних систем з урахуванням структурно-механічних параметрів керамічних фільтрувальних елементів та ущільнення шару осаду, що виникає на їх поверхні. Сформовано метод теоретичного дослідження процесу мембранного фільтрування з урахуванням структурно-механічних параметрів фільтрувальних керамічних мембран та шару осаду, що виникає на їх поверхні. Розроблено математичну модель ультрафільтрації з використанням керамічних фільтрувальних елементів, яка базується на представленні фільтрувального елемента у вигляді пористого вологонасиченого каркасу разом із шаром осаду, який описується із використанням моделі континуально-дискретного дисперсного матеріалу. Досліджено вплив деформування керамічного мембранного елемента на кінетику ультрафільтрації рідких дисперсних систем, зміну пористості, проникності та критичного зниження продуктивності обладнання, механізм блокування прохідного перетину пори за рахунок деформування шару осаду. Виявлено, що внаслідок дії експлуатаційного навантаження основним фактором при зниженні продуктивності обладнання є ущільнення шару осаду. Одержано числові значення зміни пористості, коефіцієнтів проникності мембрани та шару осаду, а також час перекриття пор мембрани часточками осаду. Порівняння результатів розрахунків із даними фізичного експерименту свідчать про високу точність розробленого методу. Одержані результати досліджень упроваджено у виробництво та навчальний процес Національного університету харчових технологій.

Наведено результати досліджень зносостійкості технічної кераміки для деталей і вузлів обладнання харчової промисловості. На основі математичного моделювання деформації керамічних матеріалів показано, що на їх зносостійкість впливає схема деформації, мікроструктура, пластичність та ударна в'язкість. Це дає змогу отримувати практично непористий матеріал з раціональною орієнтацією зерен і текстурою деформацій. З урахуванням результатів моделювання проведені дослідження порівняльної зносостійкості технічної кераміки різних типів. Показано, що зношування керамічних матеріалів є складним процесом руйнування їх окремих складових з подальшою втратою маси. Встановлено, що найбільш ефективним напрямком підвищення зносостійкості керамічних матеріалів є збільшення вмісту оксиду алюмінію. Дослідження з використанням чисельних методів задовільно узгоджуються з результатами фізичних експериментів.