https://repo.snau.edu.ua/xmlui/handle/123456789/4 2026-05-20T07:04:34Z https://repo.snau.edu.ua/xmlui/handle/123456789/15622 Організаційно-економічні аспекти формування сучасної концепції маркетингу в аграрних підприємствах Петренко, Олег Ігорович; Petrenko, O. I. Функціонування аграрних підприємств у сучасних умовах характеризується високим рівнем конкуренції, нестабільністю ринкової кон’юнктури, воєнними ризиками, ускладненням логістичних процесів, цифровою трансформацією бізнесу та зростанням вимог до якості й безпечності продукції. Це підкреслює критичну роль маркетингового підходу в управлінні розвитком аграрних підприємств, оскільки саме маркетинг забезпечує узгодження виробничих, збутових, фінансових, логістичних і партнерських рішень із вимогами ринку. За таких умов маркетинг перестає бути лише інструментом реалізації продукції й набуває значення інтегрованої управлінської системи, що сприяє підвищенню стійкості та конкурентоспроможності аграрного бізнесу. Дане дослідження має на меті теоретично обґрунтувати, методично розробити та практично удосконалити організаційно-економічні аспекти формування сучасної концепції маркетингу в аграрних підприємствах, а також розробити організаційно-економічний механізм її реалізації в системі управління аграрним підприємством. У дослідженні були поставлені та виконані такі завдання: досліджено теоретичні засади маркетингу й агромаркетингу; визначено організаційно-економічні детермінанти та проблеми маркетингової діяльності аграрних підприємств; здійснено діагностику стану маркетингового управління; оцінено потенціал аграрних підприємств; обґрунтовано організаційно-економічний механізм реалізації сучасної концепції маркетингу, а також інструменти й підходи до оцінювання його результативності. Методологічною основою дисертаційної роботи став комплекс наукових методів, підходів та прийомів, що базуються на загальних принципах досліджень. Методичний апарат дослідження, який включав загальнонаукові та спеціальні аналітичні підходи, забезпечив всебічний аналіз проблематики формування сучасної концепції маркетингу в аграрних підприємствах. Особистий внесок автора полягає в розробленні та обґрунтуванні організаційно-економічного механізму реалізації сучасної концепції маркетингу в аграрних підприємствах як інтегрованої системи управління ринковою діяльністю. Запропоновано структурну модель механізму на основі взаємодії ринково-цільового, інформаційно-аналітичного, економічного, організаційного контурів і контуру довіри та партнерства, а також модель адаптивного маркетингового управління з використанням портфельного підходу до каналів реалізації та цифрової верифікації рішень. Удосконалено підходи до оцінювання економічної стійкості каналів збуту на основі інтегрального показника та інструментів економічної діагностики, а також оцінювання внутрішньої готовності підприємств через ресурсний, управлінський і збутовий потенціали та результативності — за багаторівневою системою показників. Подальшого розвитку набули положення щодо адаптивного маркетингового управління, стратегічної ролі маркетингу та інтегрованого підходу до його реалізації в аграрних підприємствах. Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що запропоновані положення, моделі та інструменти можуть бути використані аграрними підприємствами для підвищення керованості маркетингової діяльності, зниження ризику касових розривів, поліпшення структури каналів реалізації, зміцнення контрактної бази, підвищення доказовості управлінських рішень і посилення адаптивності до змін ринкового, логістичного та безпекового середовища. Дана дисертація подає новий підхід до вивчення сучасної концепції маркетингу в аграрних підприємствах з урахуванням організаційно-економічної специфіки їх функціонування. Відповідно до поставлених цілей, дослідження розбито на три розділи. Перший розділ присвячено дослідженню теоретичних засад формування сучасної концепції маркетингу в аграрних підприємствах. У цій частині розкрито економічну сутність маркетингу, узагальнено вітчизняні та зарубіжні підходи до трактування маркетингу й агромаркетингу, обґрунтовано перехід до ціннісно орієнтованих, цифрових і адаптивних моделей маркетингового управління. Визначено організаційно-економічні детермінанти маркетингової діяльності аграрних підприємств та встановлено недостатній рівень інтеграції маркетингу в систему стратегічного управління. У другому розділі розглядається стан маркетингової діяльності аграрних підприємств України в умовах ризиків і цифрової трансформації, оцінюється рівень інтеграції маркетингових функцій у систему управління та виявляються ключові проблеми її організації. На прикладі Сумської області здійснено діагностику результативності, стійкості, а також ресурсного, організаційного й виробничо-збутового потенціалу аграрних підприємств як основи формування адаптивного маркетингового управління. Обґрунтовано необхідність удосконалення підходів до організації маркетингової діяльності в межах загальної системи управління підприємством. Третій розділ присвячено дослідженню напрямів формування організаційно-економічного механізму реалізації сучасної концепції маркетингу в аграрних підприємствах. Розроблено його теоретичні засади та структурну модель у формі адаптивного маркетингового управління, що охоплює ринково-цільовий, інформаційно-аналітичний, економічний, організаційний контури та контур довіри та партнерства. Запропоновано інструменти й адаптивні маркетингові рішення для функціонування механізму, а також підхід до оцінювання його результативності та поетапного впровадження. У роботі також вказано на ключові напрями вдосконалення маркетингової діяльності аграрних підприємств, що охоплюють посилення стратегічної орієнтації маркетингу, цифровізацію маркетингових процесів, підвищення доказовості управлінських рішень, зміцнення контрактної бази та розвиток адаптивних механізмів реагування на ризики. Висновок наступний: дослідження надає підстави стверджувати, що сучасна концепція маркетингу в аграрних підприємствах є не просто набором інструментів, а інтегрованою системою управління ринковою діяльністю, орієнтованою на результативність, економічну стійкість, адаптивність і партнерську передбачуваність. Дане дослідження не лише теоретично обґрунтовує, а й методично розробляє та пропонує практичні рекомендації щодо формування й реалізації організаційно-економічного механізму сучасної концепції маркетингу в аграрних підприємствах. The functioning of agricultural enterprises under current conditions is characterized by a high level of competition, instability of market conditions, wartime risks, logistical complications, digital business transformation, and growing requirements for product quality and safety. This emphasizes the critical role of the marketing approach in managing the development of agricultural enterprises, since marketing ensures the coordination of production, sales, financial, logistics, and partnership decisions with market requirements. Under such conditions, marketing ceases to be merely an instrument of product sales and acquires the status of an integrated management system that contributes to increasing the sustainability and competitiveness of agrarian business. This study aims to theoretically substantiate, methodologically develop, and practically improve the organizational and economic aspects of forming the modern marketing concept in agricultural enterprises, as well as to develop an organizational and economic mechanism for its implementation in the management system of an agricultural enterprise. The following tasks were set and accomplished in the study: the theoretical foundations of marketing and agromarketing were examined; the organizational and economic determinants and problems of marketing activity in agricultural enterprises were identified; the state of marketing management was diagnosed; the potential of agricultural enterprises was assessed; the organizational and economic mechanism for implementing the modern marketing concept was substantiated, as well as the tools and approaches for evaluating its effectiveness. The methodological basis of the dissertation is a complex of scientific methods, approaches, and techniques based on general research principles. The methodological framework of the study, which included general scientific and special analytical approaches, ensured a comprehensive analysis of the problem of forming the modern marketing concept in agricultural enterprises. The author’s personal contribution lies in the development and substantiation of an organizational and economic mechanism for implementing the modern marketing concept in agricultural enterprises as an integrated system of market activity management. A structural model of the mechanism is proposed, based on the interaction of market-target, information-analytical, economic, and organizational contours, as well as the contour of trust and partnership, along with a model of adaptive marketing management using a portfolio approach to distribution channels and digital verification of decisions. The approaches to assessing the economic sustainability of distribution channels have been improved through the use of an integral indicator and economic diagnostic tools, as well as the assessment of enterprises’ internal readiness through resource, managerial, and sales potential, and performance evaluation through a multi-level system of indicators. Further development has been given to the provisions of adaptive marketing management, the strategic role of marketing, and an integrated approach to its implementation in agricultural enterprises. The practical significance of the obtained results lies in the fact that the proposed provisions, models, and tools can be used by agricultural enterprises to improve the manageability of marketing activity, reduce the risk of cash gaps, improve the structure of sales channels, strengthen the contract base, increase the evidence-based nature of managerial decisions, and enhance adaptability to changes in the market, logistics, and security environment. This dissertation presents a new approach to the study of the modern marketing concept in agricultural enterprises, taking into account the organizational and economic specifics of their functioning. According to the stated objectives, the research is divided into three chapters. The first chapter is devoted to the study of the theoretical foundations of forming the modern marketing concept in agricultural enterprises. This part reveals the economic essence of marketing, summarizes domestic and foreign approaches to the interpretation of marketing and agromarketing, and substantiates the transition to value-oriented, digital, and adaptive models of marketing management. The organizational and economic determinants of marketing activity in agricultural enterprises are identified, and an insufficient level of marketing integration into the strategic management system is established. The second chapter examines the state of marketing activity of agricultural enterprises in Ukraine under conditions of risk and digital transformation, assesses the level of integration of marketing functions into the management system, and identifies the key problems of its organization. Using the example of Sumy region, the effectiveness, sustainability, as well as the resource, organizational, and production-and-sales potential of agricultural enterprises as the basis for the formation of adaptive marketing management are diagnosed. The necessity of improving approaches to the organization of marketing activity within the overall enterprise management system is substantiated. The third chapter is devoted to the study of the directions for forming the organizational and economic mechanism for implementing the modern marketing concept in agricultural enterprises. Its theoretical foundations and structural model in the form of adaptive marketing management are developed, covering the market-target, information analytical, economic, and organizational contours, as well as the contour of trust and partnership. Tools and adaptive marketing solutions for the functioning of the mechanism are proposed, along with an approach to evaluating its effectiveness and phased implementation. The study also identifies the key directions for improving the marketing activity of agricultural enterprises, including strengthening the strategic orientation of marketing, digitalization of marketing processes, increasing the evidence-based nature of managerial decisions, strengthening the contract base, and developing adaptive mechanisms for responding to risks. The conclusion is as follows: the study provides grounds to state that the modern marketing concept in agricultural enterprises is not merely a set of instruments, but an integrated system of market activity management focused on effectiveness, economic sustainability, adaptability, and partnership predictability. This research not only theoretically substantiates, but also methodologically develops and offers practical recommendations for the formation and implementation of the organizational and economic mechanism of the modern marketing concept in agricultural enterprises. 2026-01-01T00:00:00Z https://repo.snau.edu.ua/xmlui/handle/123456789/15614 Удосконалення технології харчових барвників природного походження та їх використання в харчових продуктах Науменко, Тетяна Анатоліївна; Naumenko, T. A. Дисертаційну роботу присвячено науковому обґрунтуванню та удосконаленню технології харчових барвників з ягідної вторинної сировини та дослідженню їх використання у виробництві харчових продуктів. Аналіз ринку харчових барвників в Україні показав, що його структура переважно формується за рахунок імпортної продукції при домінуванні синтетичних барвників, тоді як вітчизняне виробництво натуральних барвників перебуває на початковій стадії розвитку. З огляду на потенційні токсикологічні ризики синтетичних барвників та зростання попиту на продукцію здорового харчування, розроблення технологій отримання натуральних барвників з вторинної сировини є актуальним завданням. Сировиною для отримання натуральних барвників обрано вичавки бузини чорної, ожини та йошти (25–50 % від їх маси), які характеризуються високим вмістом антоціанів і можуть бути використані як джерело барвних речовин. Встановлено, що масова частка антоціанів у вичавках бузини становить 0,80±0,02 %, ожини – 0,70±0,02 %, йошти - 0,29±0,02 %, що перевищує їх вміст у м’якоті та соках відповідних ягід і підтверджує доцільність використання вичавок як джерела барвних речовин. Проведено порівняльне дослідження водно-поліольних (гліцерин, сорбіт, ксиліт), водних і водно-етилових екстрагентів. Встановлено вплив температури, тривалості, кислотності, гідромодуля, концентрації екстрагенту та розмір часток сировини на вихід і стабільність барвних речовин. Раціональні параметри екстрагування: температура 60±1,5 °C, тривалість 180±5 хв, концентрація лимонної кислоти 0,5±0,05 %, гідромодуль 1:2 та розмір часток 0,4–0,5 см. Оптимальні концентрації екстрагентів: для водно-гліцеринових – 35 %, водно-сорбітових – 10 % та водно-ксилітових – 10 %. Для екстрактів, які підлягають подальшому концентруванню, концентрацію гліцерину знижують до 10 %. Раціональні параметри концентрування: температура 65±1,5 °C, тривалість 30±5 хв, концентрація лимонної кислоти (1,5±0,1 % - для бузини, 1,0±0,1 % - ожини, 0,5±0,1 % - йошти). Встановлено, що 35 % водно-гліцеринова система забезпечує вищий вихід антоціанів з ягідних вичавок за водно-етилову аналогічної концентрації та співставний із 50 % водно-етиловою системою. Для сорбіту та ксиліту максимальна екстракційна ефективність досягається при концентрації 10 %, тоді як її підвищення спричиняє зростання в’язкості, каламутність екстрактів і зниження вмісту барвних речовин. Для гліцерину оптимальною є концентрація 35 % для одержання неконцентрованих екстрактів; при подальшому вакуумному концентруванні її знижують до 10 % для забезпечення стабільного режиму випаровування. За встановлених параметрів концентрація барвних речовин у екстрактах після екстрагування становила: бузина – 16,53–22,62 г/дм³, ожина – 11,5–14,6 г/дм³, йошта – 9,3–14,7 г/дм³; після концентрування відповідно 98,5–122,5 г/дм³; 69,8–84,0 г/дм³ та 55,8–74,0 г/дм³ залежно від типу водно-поліольної системи. Збереження антоціанів протягом 30 діб зростало з 45–50 % у неконцентрованих екстрактах до 76–79 % у концентрованих. Отримані результати підтверджують підвищення концентрації та стабільності барвних речовин після концентрування. FTIR-дослідження підтвердили вплив типу екстрагенту на характер міжмолекулярних взаємодій у системі «екстракт–розчинник». Для водно-гліцеринових екстрактів встановлено більш інтенсивні смуги поглинання у діапазонах 3500–3200 см⁻¹, 1660–1610 см⁻¹ та 1280–1100 см⁻¹ порівняно з водно-етиловими, що свідчить про формування стабілізованої матриці. Для сорбітових і ксилітових систем інтенсивність смуг нижча, що корелює зі зменшенням виходу та стабільності барвних речовин. Мікроструктурний аналіз показав формування щільної аморфної матриці з нанорозмірними включеннями (50–300 нм) у водно-гліцеринових екстрактах, тоді як у водно-етилових переважають аморфні агломерати, а у водно-сорбітових та ксилітових екстрактах спостерігалися порожнисті включення та нижча структурна стабільність. На підставі отриманих даних розроблено технологічну схему та рецептурний склад дев’яти концентрованих екстрактів з вичавок бузини чорної, ожини та йошти, визначено їх органолептичні, фізико-хімічні та мікробіологічні показники, а також встановлено харчову та енергетичну цінність. З метою підвищення термічної стабільності концентрованих екстрактів розроблено технологію дев’яти натуральних барвників: БВБГ, БВБС, БВБК (з вичавок бузини чорної); БВОГ, БВОС, БВОК (з вичавок ожини); БВЙГ, БВЙС, БВЙК (з вичавок йошти). До складу барвників введено концентровані екстракти, цукрово-пектинову суміш і лимонну кислоту, що забезпечує формування стабілізованої вуглеводно-пектинової системи. Дослідження кінетики термічної деградації при 100 °С показало, що константа швидкості розпаду для концентрованих екстрактів становить 0,0106–0,0112 хв⁻¹ (t₁/₂=62–65 хв), тоді як для барвників – 0,0034 хв⁻¹ (t₁/₂=197–204 хв), що свідчить про трикратне підвищення термостійкості барвників порівняно з контролем. Усі дев’ять барвників характеризувалися близькими фізико-хімічними показниками: масова частка сухих розчинних речовин – 55,5±0,5 %, рН 3,0–3,1, густина — 1260–1315 кг/м³. Концентрація барвних речовин становить: для бузини — 99,4–124,0 г/дм³, ожини — 72,2–87,6 г/дм³, йошти — 58,6–74,1 г/дм³. Стабільність антоціанів протягом 30 діб — 82,2–85,9 %. Термін зберігання: до 12 міс. при 4±2 °C та до 6 міс. при 18±2 °C; після відкриття тари — до 5 діб. У дослідженнях методом FTIR -спектроскопії здійснено порівняльний аналіз розроблених барвників у порівнянні з концентрованими соками (контроль) показав, що у діапазоні 1540–1760 см⁻¹ відмінності не перевищують 1–4 %, що свідчить про збереження флавоноїдно-антоціанової структури. У діапазоні 1010–1100 см⁻¹ інтенсивність поглинання барвників перевищує контроль на 29–50 %, що свідчить про вищу концентрацію барвних речовин. За результатами аналізу SEM–EDX встановлено подібний елементний склад барвників: вуглець — 34,29–37,66 %, оксиген — 59,67–63,11 %, калій — 1,41–2,64 %, кальцій — 0,08–0,62 %, натрій — 0,07–0,19 %, магній — 0,11–0,26 %, фосфор — 0,05–0,18 %, сульфур — 0,02–0,06 %, кремній — 0,02–0,10 %, без виявлення сторонніх неорганічних домішок. Апробацію розроблених барвників проведено у технологіях зефіру, м’якого морозива та бісквіту. Встановлено раціональні дозування: для зефіру барвник БВБГ) – 8,0–12,0 г/кг; морозива (барвник БВОГ) – 15–20 г/кг; бісквіту (барвник БВЙГ) – 30–50 г/кг, що забезпечують стабільне забарвлення та поліпшення структурних характеристик. Перевищення вказаних дозувань спричиняє технологічні дефекти (липкість зефіру від 16 г/кг, надмірну кислотність морозива від 25 г/кг, деформацію структури бісквіту від 60 г/кг). Виявлено зниження рівнів КМАФАнМ, дріжджів і плісеневих грибів порівняно з контролем, що свідчить про антимікробний ефект барвників. Розрахункова собівартість барвників становить (грн/кг): БВБГ — 102,91; БВБС — 97,62; БВБК — 95,69; БВОГ — 105,81; БВОС — 99,53; БВОК — 97,60; БВЙГ — 106,78; БВЙС — 101,50; БВЙК — 99,57. Термін окупності виробництва – 2,33 роки при сезонній роботі (3 міс./рік) та 0,58 року (близько 7 місяців) при цілорічному функціонуванні. За результатами дослідження розроблено та затверджено Технічні умови (ТУ У10.8-04718013-013:2025) та Технологічну інструкцію (ТІ 10.8-04718013-013:2025) Здійснено апробацію технології зефіру, м’якого морозива та бісквіту з використанням барвників у виробничих умовах пекарні–кондитерській «Пан-Пекар» (акт від 28.11.2025 р.), пекарні–кав’ярні «Франс.уа» (акт від 25.11.2025 р., акт від 02.12.2025 р) та у навчальному процесі СНАУ (акт від 13.03.2026 р.). The dissertation is devoted to the scientific substantiation and implementation of a technology for food colorants derived from berry secondary raw materials and to the study of their application in food production. An analysis of the food colorant market in Ukraine showed that it is predominantly formed by imported products with a dominance of synthetic colorants, while domestic production of natural alternatives remains at an early stage of development. Considering the potential toxicological risks associated with synthetic colorants, the development of technologies for obtaining natural colorants from secondary raw materials is a relevant task. Berry pomace of elderberry, blackberry, and jostaberry (25–50% of the berry mass) was selected as raw material due to its high anthocyanin content and potential as a source of coloring compounds. The mass fraction of anthocyanins in the pomace was found to be 0.80±0.02% for elderberry, 0.70±0.02% for blackberry, and 0.29±0.02% for jostaberry, which exceeds their content in the pulp and juice and confirms the feasibility of using pomace as a source of coloring substances. A comparative study of water–polyol (glycerol, sorbitol, xylitol), aqueous, and water ethanol extractants was conducted. The influence of temperature, extraction time, acidity, hydromodule, extractant concentration, and particle size on the yield and stability of coloring substances was established. The rational extraction parameters were determined as follows: temperature 60±1.5 °C, duration 180±5 min, citric acid concentration 0.5±0.05%, hydromodule 1:2, and particle size 0.4–0.5 cm. The optimal extractant concentrations were 35% for water–glycerol systems and 10% for both water–sorbitol and water–xylitol systems. For extracts subjected to further concentration, the glycerol content was reduced to 10%. The rational concentration parameters were: temperature 65±1.5 °C, duration 30±5 min, and citric acid concentration 1.5±0.1% for elderberry, 1.0±0.1% for blackberry, and 0.5±0.1% for jostaberry. It was established that a 35% water–glycerol system provides a higher anthocyanin yield from berry pomace than a water–ethanol system of the same concentration and is comparable to a 50% water–ethanol system. For sorbitol and xylitol, maximum extraction efficiency was achieved at a concentration of 10%, while further increases led to higher viscosity, turbidity of the extracts, and reduced pigment content. For glycerol, 35% was optimal for obtaining unconcentrated extracts; during subsequent vacuum concentration, the glycerol content was reduced to 10% to ensure stable evaporation conditions. Under the established parameters, the concentration of coloring substances after extraction was 16.53 22.62 g/dm³ for elderberry, 11.5–14.6 g/dm³ for blackberry, and 9.3–14.7 g/dm³ for jostaberry; after concentration, the values increased to 98.5–122.5 g/dm³, 69.8–84.0 g/dm³, and 55.8–74.0 g/dm³, respectively, depending on the type of water–polyol system. Anthocyanin retention over 30 days increased from 45–50% in unconcentrated extracts to 76–79% in concentrated extracts, confirming enhanced pigment concentration and stability after concentration. FTIR analysis confirmed the influence of extractant type on intermolecular interactions within the “extract–solvent” system. Water–glycerol extracts exhibited more intense absorption bands in the ranges of 3500–3200 cm⁻¹, 1660–1610 cm⁻¹, and 1280–1100 cm⁻¹ compared to water–ethanol systems, indicating the formation of a stabilized matrix. Sorbitol and xylitol systems showed lower band intensity, correlating with reduced pigment yield and stability. Microstructural analysis revealed the formation of a dense amorphous matrix with nanosized inclusions (50–300 nm) in water–glycerol extracts, whereas water ethanol extracts were characterized by amorphous agglomerates, and water–sorbitol and water–xylitol extracts exhibited hollow inclusions and lower structural stability. Based on these results, a technological scheme and formulation for nine concentrated extracts from elderberry, blackberry, and jostaberry pomace were developed, and their organoleptic, physicochemical, and microbiological characteristics, as well as nutritional and energy values, were determined. To enhance the thermal stability of concentrated extracts, a technology for nine natural colorants was developed: BVEG, BVES, BVEK (from elderberry pomace); BVOG, BVOS, BVOK (from blackberry pomace); BVJG, BVJS, BVJK (from jostaberry pomace). The formulations include concentrated extracts, a sugar–pectin mixture, and citric acid, forming a stabilized carbohydrate–pectin system. Kinetic analysis of thermal degradation at 100 °C demonstrated that the degradation rate constant for concentrated extracts was 0.0106–0.0112 min⁻¹ (t₁/₂ = 62–65 min), whereas for the developed colorants it decreased to 0.0034 min⁻¹ (t₁/₂ = 197–204 min), indicating a threefold increase in thermal stability compared to the control. All nine colorants exhibited similar physicochemical characteristics: total soluble solids content 55.5 ± 0.5 %, pH 3.0–3.1, and density 1260–1315 kg/m³. The pigment concentration was 99.4–124.0 g/dm³ for elderberry, 72.2–87.6 g/dm³ for blackberry, and 58.6–74.1 g/dm³ for jostaberry colorants. Anthocyanin retention over 30 days was 82.2–85.9 %. Shelf life was up to 12 months at 4 ± 2 °C and up to 6 months at 18 ± 2 °C; after opening, up to 5 days. FTIR spectroscopy provided a comparative analysis of the developed colorants and concentrated juices (control). In the spectral range 1540–1760 cm⁻¹, differences did not exceed 1–4 %, indicating preservation of the flavonoid–anthocyanin structure. In the range 1010–1100 cm⁻¹, the absorption intensity of the colorants exceeded that of the control by 29–50 %, confirming a higher concentration of pigment compounds. SEM–EDX analysis revealed a similar elemental composition of the colorants: carbon 34.29–37.66 %, oxygen 59.67–63.11 %, potassium 1.41–2.64 %, calcium 0.08–0.62 %, sodium 0.07–0.19 %, magnesium 0.11–0.26 %, phosphorus 0.05–0.18 %, sulfur 0.02–0.06 %, and silicon 0.02 0.10 %, with no evidence of extraneous inorganic impurities. The results of phytotesting confirmed the fundamental difference in the biological action of synthetic and natural dyes. It was established that the synthetic dye E 122 has a pronounced inhibitory effect on the germination of wheat seeds, while the developed natural anthocyanin dyes provide high seed germination and do not cause inhibition of growth processes, which confirms their safety and feasibility of use as an alternative to synthetic analogues. The developed colorants were tested in marshmallow, soft ice cream, and sponge cake technologies. The rational dosages were established as follows: for marshmallow (CEPG) – 8.0–12.0 g/kg; for soft ice cream (CBPG) – 15–20 g/kg; for sponge cake (CJPG) – 30–50 g/kg, ensuring stable coloration and improved structural characteristics. Exceeding these levels causes technological defects (surface stickiness of marshmallow from 16 g/kg, excessive acidity of ice cream from 25 g/kg, and structural deformation of sponge cake from 60 g/kg). A reduction in the levels of total viable count (TVC), yeasts, and molds compared to the control was observed, indicating the antimicrobial effect of the developed colorants. The calculated production cost of the colorants is as follows (UAH/kg): CEPG – 102.91; CEPS – 97.62; CEPX – 95.69; CBPG – 105.81; CBPS – 99.53; CBPX – 97.60; CJPG – 106.78; CJPS – 101.50; CJPX – 99.57. The payback period is 2.33 years under seasonal operation (3 months per year) and 0.58 years (approximately 7 months) under year round production. As a result of the study, Technical Specifications (TU U10.8-04718013 013:2025) and the Technological Instruction (TI 10.8-04718013-013:2025) were developed and approved. The technology for marshmallow, soft ice cream, and sponge cake with the use of the developed colorants was implemented under industrial conditions at the bakery confectionery “Pan-Pekar” (act dated 25.02.2026), the bakery-café “François” (act dated 26.02.2026), and in the educational process of Sumy National Agrarian University (act dated 24.02.2026). 2026-01-01T00:00:00Z https://repo.snau.edu.ua/xmlui/handle/123456789/15611 Обґрунтування параметрів інокуляції посівного матеріалу для просапних сівалок Шелест, Микола Сергійович; Shelest, M. S. Дисертаційна робота присвячена удосконалення конструкції технічних засобів передпосівної обробки насіннєвого матеріалу сільськогосподарських культур шляхом інтеграції інокуляційного модуля у висівну трубку пневматичної сівалки. Вирішення цієї проблеми дозволяє суттєво підвищити продуктивність та експлуатаційну ефективність сучасних посівних комплексів шляхом автоматизації процесу локальної безтравматичної обробки посівного матеріалу рідкими біологічними препаратами синхронно з висівом. Такий технологічний підхід гарантує збереження цілісності захисних оболонок насіння, забезпечує максимальну життєздатність мікроорганізмів-інокулянтів, сприяє стабільному підвищенню врожайності та мінімізує питомі витрати препарату. Впровадження подібних інженерних рішень є стратегічно важливим завданням для переходу до сталих методів землеробства та розвитку агропромислового комплексу сучасної України. Об’єкт дослідження – робочий процес автоматизованого інокуляційного модуля у складі висівної пневматичної просапної сівалки. Предмет дослідження – вплив конструктивно-режимних параметрів роботи інокуляційного модуля висівного апарату на формування багатофазного потоку робочої рідини. Мета та завдання досліджень. Метою роботи – поліпшення передпосівної обробки насіннєвого матеріалу сільськогосподарських культур шляхом удосконалення конструкції висівної трубки пневматичної сівалки інокуляційним модулем. Для досягнення поставленої мети було сформульовано та вирішено такі завдання: ‒ провести аналіз існуючих технологій та технічних засобів для передпосівної обробки насіннєвого матеріалу, спрямований на виявлення причин механічного мікротравмування посівного матеріалу та зниження життєздатності мікроорганізмів; – обґрунтувати конструктивно-технологічну схему та розробити інокуляційний модуль для локального нанесення препарату (in-furrow) безпосередньо у висівній трубці пневматичної сівалки (на прикладі Vega 8 Profi); ‒ розробити математичну модель та дослідити гідродинамічні закономірності процесу взаємодії аерозольного потоку рідини з насіниною під час її вільного падіння для аналітичного визначення раціональних параметрів роботи інокуляційного модулю; – дослідити механізми взаємодії аерозольної хмари з насіниною під час її вільного падіння методами обчислювальної гідродинаміки (CFD) та аналітично визначити раціональні режими роботи гідросистеми (тиск та діаметр сопла); ‒ розробити експериментальний лабораторний стенд та провести фізичне моделювання процесу для перевірки адекватності математичної моделі й експериментального обґрунтування раціональних конструктивно режимних параметрів розпилення; ‒ провести випробування модернізованого посівного агрегату у експлуатаційних умовах для оцінки агротехнічної ефективності розробленої системи (її впливу на біометричні показники рослин та врожайність кукурудзи) порівняно з традиційними методами обробки; ‒ виконати техніко-економічне обґрунтування доцільності та фінансової рентабельності впровадження розробленого інокуляційного модуля у реальний сільськогосподарський виробничий процес. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і завдання дослідження, визначено об’єкт і предмет, викладено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, а також наведено дані щодо апробації роботи та кількості опублікованих праць. У першому розділі здійснено аналіз сучасного стану проблеми механізації процесу локального дозування рідкої фази. Встановлено, що існуючі технології завчасної обробки (із застосуванням шнекових чи барабанних змішувачів) мають суттєвий недолік – механічне мікротравмування дисперсного матеріалу та зниження життєздатності активної біологічної фази до моменту висіву. На основі проведеного аналізу обґрунтовано доцільність переходу до локального методу внесення (in-furrow) та запропоновано інноваційну конструктивно-технологічну схему інокуляційного модуля, що інтегрований безпосередньо у висівний апарат пневматичної сівалки, що виключає травмуючу дію на матеріал. У другому розділі викладено результати теоретичних досліджень робочого процесу системи. Розроблено аналітичний апарат, що описує просторово-часову динаміку руху багатофазного аерозольного потоку. Створена математична модель комплексно враховує взаємозв’язок між вихідними гідравлічними параметрами форсунки, кінематикою вільного падіння об'єкта обробки в обмеженому просторі висівної трубки та фізико механічними процесами адгезії крапель. З використанням методів чисельного моделювання багатофазних потоків (CFD) та методу скінченних об'ємів (FVM) у програмному середовищі ANSYS Fluent досліджено просторову картину процесу локального розпилення. Це дозволило візуалізувати розподіл полів швидкостей і тиску, а також детально вивчити механізм кінематичної взаємодії дискретної фази з поверхнею об'єкта обробки. Встановлено критичні фактори впливу на масу утриманої рідини, зокрема доведено нелінійну залежність ефективності покриття від кінетичної енергії крапель. Її надлишок спричиняє пружний відскок рідини, а нестача призводить до аеродинамічного знесення мікрокрапель супутнім потоком. Шляхом розв’язання задачі нелінійної оптимізації та побудови просторових номограм визначено теоретично раціональні параметри функціонування інокуляційного модуля. Аналітично доведено, що використання розпилювача з діаметром сопла 0,3 мм за робочого тиску нагнітання 0,4 МПа забезпечує оптимальний баланс між кінетичною енергією крапель та силами поверхневого натягу. Зазначена комбінація гарантує прецизійне нанесення на одиничний об'єкт цільової дози робочої рідини (0,0025 г) за мінімальної питомої витрати (2,15 л/га), що закладає теоретичне підґрунтя для ресурсоощадності розробленого модуля. У третьому розділі обґрунтовано загальну програму та методику проведення лабораторних і натурних польових експериментів. Експериментально доведено правомірність використання води як модельної рідини під час лабораторних дослідів (відхилення за густиною від робочого розчину не перевищує 0,6%). Для фізичної імітації процесу локального нанесення розроблено та виготовлено оригінальний експериментальний стенд, оснащений мікропроцесорною системою регулювання тиску та деталями, створеними за допомогою адитивних 3D-технологій. Дослідження проводилися за матрицею повного факторного експерименту з використанням високоточного гравіметричного методу контролю маси. Також у розділі наведено характеристику ґрунтово кліматичних умов проведення польових випробувань, обґрунтовано вибір тестової культури (кукурудзи) та описано процес модернізації базового машинно-тракторного агрегату (трактор МТЗ-82 та сівалка Vega 8 Profi) розробленим інокуляційним модулем для роботи в реальних виробничих умовах. У четвертому розділі наведено результати комплексної практичної верифікації розроблених моделей та оцінено загальну ефективність функціонування інокуляційного модуля в натурних умовах. За результатами лабораторно-стендових досліджень, із застосуванням критерію Фішера (��) та регресійного аналізу (��2), експериментально підтверджено високу адекватність теоретичної математичної моделі. Отримано емпіричне рівняння для програмного керування системою та остаточно верифіковано раціональні параметри: тиск нагнітання 0,4 МПа і діаметр сопла 0,3 мм. Польові випробування модернізованого посівного агрегату довели беззаперечну технологічну перевагу розробленого модуля над традиційними методами обробки. Його застосування дозволило повністю усунути механічне травмування обробленого матеріалу, що сприяло інтенсифікації вегетативного розвитку рослин (збільшення висоти на 11,6%) та забезпечило стабільний приріст урожайності кукурудзи на 9%. Завершує розділ техніко-економічне обґрунтування, яке підтвердило високу експлуатаційну рентабельність запропонованого інженерного рішення; впровадження системи підвищує додатковий чистий прибуток у розмірі 4 320 грн/га порівняно з базовою технологією висіву, повністю демпфуючи витрати на робочу рідину та амортизацію обладнання. Відповідно до поставленої мети та задач у роботі отримані наступні результати: – встановлено, що головною причиною зниження ефективності існуючих технологій передпосівної обробки є механічне мікротравмування насіннєвого матеріалу (до 3,0 %) та зниження життєздатності мікроорганізмів під час перемішування, що обґрунтовує необхідність переходу до безтравматичних систем локального нанесення; – обґрунтовано конструктивно-технологічну схему та розроблено експериментальний зразок інокуляційного модуля, адаптованого до висівної трубки пневматичної сівалки (на прикладі Vega 8 Profi), який забезпечує локальне нанесення препарату за технологією in-furrow; – розроблено математичну модель, яка аналітично описує гідродинамічні закономірності та просторово-часову динаміку процесу взаємодії аерозольного потоку рідини з насіниною під час її вільного падіння; – визначено механізми взаємодії аерозольної хмари з насіниною на основі методів обчислювальної гідродинаміки (CFD) та аналітично обґрунтовано раціональні режими роботи гідросистеми: робочий тиск 0,4 МПа та діаметр сопла 0,3 мм; – створено експериментальний лабораторний стенд, за допомогою якого проведено фізичне моделювання процесу, експериментально підтверджено раціональні конструктивно-режимні параметри та доведено високу адекватність розробленої математичної моделі (розрахунковий критерій Фішера ���� = 2,85 ≤ ��т = 4,08); – отримано результати натурних польових випробувань, які підтверджують високу агротехнічну ефективність модернізованого посівного агрегату: використання системи усуває пошкодження насіння та забезпечує приріст урожайності кукурудзи на 9% порівняно з традиційними методами обробки; – доведено економічну доцільність впровадження розробленого інокуляційного модуля: розрахунки засвідчили, що інтеграція системи у виробничий процес гарантує фінансову рентабельність та генерує додатковий чистий прибуток у розмірі 4 320 грн з гектара. Наукова новизна одержаних результатів: Вперше: ‒ визначенні закономірності взаємодії аерозольного потоку робочої рідини з насіниною при її вільному падінні в каналі насіннєпроводу, які дають змогу обґрунтувати інокуляційного модуля; конструктивно-режимні параметри роботи ‒ визначені закономірності впливу режимних параметрів гідросистеми інокуляційного модулю на кінцеву масу утриманого на насінині біологічного препарату при переході до припосівного нанесення, яке повністю дає змогу усунути механічне мікротравмування. Удосконалено: ‒ метод моделювання гідродинамічної взаємодії багатофазного аерозольного потоку з фізичними об’єктами, у якій враховано кінетичну енергію крапель та сили аеродинамічного опору, що дає змогу кількісно оцінити осідання цільової маси біологічного препарату; – метод проектування пневмогідравлічних систем локального дозування, що на відміну від відомих, базуються на інтеграції алгоритмів мікропроцесорного управляння дрібнодисперсним розпиленням в обмеженому просторі висівного апарата для цільового просторового покриття посівного матеріалу в динаміці руху. Отримало подальший розвиток: ‒ методика обґрунтування конструктивно-режимних параметрів інокуляційного модуля пневматичної сівалки, яка, на основі поєднання методів чисельного моделювання багатофазних потоків (CFD-аналізу) та фізичного експерименту, дозволяє мінімізувати питомі витрати робочої рідини із забезпеченням заданої якості покриття об'єкта обробки; ‒ науково-практичні засади проєктування та автоматизації робочих процесів пневмогідравлічних систем локального дозування, що базуються на інтеграції алгоритмів мікропроцесорного керування та дрібнодисперсного розпилення в обмеженому просторі висівного апарата для цільового просторового покриття посівного матеріалу в русі. Практичне значення одержаних результатів: – розроблено інженерну методику та номограми, які дозволяють інженерно-технічним працівникам оперативно визначати раціональні конструктивно-режимні параметри установок припосівної інокуляції (робочий тиск та діаметр сопла) для забезпечення цільового покриття матеріалу за мінімальних питомих витрат робочої рідини; – спроєктовано та виготовлено інокуляційний модуль для локального нанесення рідкої фази, який адаптовано для швидкої інтеграції у висівні системи сучасних пневматичних сівалок точного висіву (на прикладі Vega 8 Profi) без внесення конструктивних змін у їх базові вузли; – доведено високу техніко-економічну ефективність застосування розробленої машинобудівної конструкції у виробничих умовах: використання модуля усуває жорсткий механічний вплив на матеріал (відсутність мікротравмування) та підвищує якість виконання технологічної операції, що в комплексі забезпечує збільшення врожайності на 9% та гарантує отримання додаткового чистого прибутку на рівні 4 320 грн/га; – створено експериментальний лабораторний стенд із мікропроцесорним керуванням та вузлами, виготовленими за допомогою адитивних технологій (3D-друку), який може використовуватися в науково дослідних та навчальних установах для вивчення механіко-технологічних процесів локального дозування рідини в потоці матеріалу. Особистий внесок здобувача. Теоретичні та експериментальні результати досліджень, що виносяться на захист, отримані автором самостійно. У наукових роботах, які опубліковано у співавторстві, здобувачу належать: огляд і аналіз стану технологій передпосівної обробки насіння, обґрунтування доцільності переходу до системи локального нанесення препарату (in-furrow). Розроблення математичної моделі та проведення комп'ютерного моделювання (CFD) просторово-часової динаміки багатофазного аерозольного потоку. Розробка конструкції мікропроцесорного експериментального стенда, проведення фізичного моделювання процесу розпилення та статистична обробка результатів. Участь у проведенні натурних польових випробувань, комплексне обґрунтування раціональних параметрів інокуляційного модуля пневматичної сівалки та виконання техніко економічних розрахунків щодо доцільності його впровадження. Апробація результатів дисертації. Основні результати теоретичних і експериментальних досліджень дисертаційної роботи доповідалися, обговорювалися та отримали позитивні відгуки на науково-практичних конференціях (НПК): на ХІV Міжнародній НПК «Електроенергетика, електромеханіка та технології в апк» (Харків, ДБУ, 22.12.2022 р.); на 4th multidisciplinary conference for young researchers (Praha, Czech University, 5- 6.10.2023 р.); на НПК викладачів, аспірантів та студентів Сумського НАУ (Суми, СНАУ, 14-18.04.2025р.); на ХХІV Міжнародної НПК «присвяченої 90 річчю від дня народження Леоніда Погорілого» " (Дослідницьке, УкрНДІПВТ, 26.05.2024); на НПК викладачів, аспірантів та студентів Сумського НАУ (Суми, СНАУ, 13-17.04.2026р.). Основні результати дисертаційної роботи, їх узагальнення та викладені наукові положення та висновки, що становлять суть роботи, отримані та сформульовані автором самостійно. The dissertation is devoted to improving the design of technical equipment for the pre-sowing treatment of agricultural target material by integrating an inoculation module into the delivery tube of a pneumatic planter. Solving this problem allows for a significant increase in the productivity and operational efficiency of modern seeding complexes by automating the process of local, non-traumatic treatment of the target material with a liquid biological phase synchronously with the main technological operation. Such a technological approach guarantees the preservation of the structural integrity of the processed objects, ensures the maximum viability of the active biological phase (inoculant), contributes to a stable increase in crop yield, and minimizes the specific consumption of the working fluid. The implementation of such engineering solutions is a strategically important task for the transition to sustainable farming methods and the development of the agro-industrial complex of modern Ukraine. The object of the study is the working process of the automated inoculation module integrated into a pneumatic row planter. The subject of the study is the influence of the design and operational parameters of the inoculation module on the formation of the multiphase working fluid flow. The purpose and tasks of research. The purpose of the work is to improve the pre-sowing treatment of agricultural target material by enhancing the design of the pneumatic planter's delivery tube with an integrated inoculation module. To fulfill the set goal, the following tasks must be solved: – to analyze existing technologies and technical equipment for pre-sowing treatment, aimed at identifying the causes of mechanical micro-trauma to the processed material and the reduction in the viability of the active biological phase; – to justify the design-technological scheme and develop an inoculation module for local application (in-furrow) directly within the delivery tube of a pneumatic planter (using the Vega 8 Profi as an example); – to develop a mathematical model and investigate the kinematic regularities of the interaction between the multiphase fluid flow and the processed object during its free fall for the analytical determination of the module's rational operating parameters; – to investigate the mechanics of interaction between the multiphase aerosol flow and the processed object during its free fall using computational fluid dynamics (CFD) methods, and to analytically determine the rational operating modes of the pneumatic-hydraulic system (pressure and nozzle diameter); – to develop an experimental laboratory stand and conduct physical modeling of the process to verify the adequacy of the mathematical model and experimentally justify the rational design and operational parameters of the spraying process; – to conduct operational trials of the modernized planting unit under field conditions to evaluate the technological efficiency of the developed system (its impact on plant biometric indicators and corn yield) compared to traditional treatment methods; – to perform a technical and economic justification of the feasibility and financial profitability of implementing the developed inoculation module into a real agricultural production process. The introduction substantiates the relevance of the dissertation topic, formulates the purpose and objectives of the study, defines the object and subject, outlines the scientific novelty and practical significance of the obtained results, and provides data regarding the approbation of the work and the number of published papers. The first chapter provides an analysis of the current state of mechanizing the process of local liquid phase application. It has been established that existing technologies for preliminary treatment (using auger or drum mixers) have a significant drawback: mechanical micro-trauma to the dispersed material and a decrease in the viability of the active biological phase prior to sowing. Based on the conducted analysis, the feasibility of transitioning to a local application method (in furrow) is justified, and an innovative design-technological scheme of the inoculation module is proposed. This module is integrated directly into the metering system of a pneumatic planter, which eliminates traumatic impact on the material. The second chapter presents the results of theoretical studies of the system's working process. An analytical framework describing the spatio-temporal dynamics of the multiphase aerosol flow has been developed. A mathematical model comprehensively accounts for the relationship between the initial hydraulic parameters of the nozzle, the kinematics of the target object's free fall within the confined space of the delivery tube, and the physico-mechanical processes of droplet adhesion. Using computational fluid dynamics (CFD) methods and the finite volume method (FVM) within the ANSYS Fluent software environment, the spatial pattern of the local spraying process was investigated. This allowed for the visualization of velocity and pressure field distributions, as well as a detailed study of the mechanism of kinematic interaction between the discrete phase and the object's surface. Critical factors influencing the mass of the retained fluid were established; in particular, a nonlinear dependence of the coating efficiency on the kinetic energy of the droplets was proven. Its excess causes an elastic rebound of the fluid, while a deficiency leads to the aerodynamic drift of microdroplets by the accompanying airflow. By solving the nonlinear optimization problem and constructing spatial nomograms, the theoretically rational operating parameters of the inoculation module were determined. It was analytically proven that using a nozzle with a diameter of 0,3 mm at an operating discharge pressure of 0,4 MPa ensures an optimal balance between the kinetic energy of the droplets and surface tension forces. This combination guarantees the precision application of the target dose of the working fluid (0,0025 g) onto a single target object at a minimal specific fluid consumption (2,15 l/ha), which lays the theoretical foundation for the resource efficiency of the developed module. The third chapter justifies the general program and methodology for conducting laboratory and field experiments. The validity of using water as a model fluid during laboratory tests was experimentally proven (the density deviation from the working solution does not exceed 0,6%). To physically simulate the process of local application, an original experimental stand was developed and manufactured, equipped with a microprocessor pressure control system and parts created using additive 3D technologies. The research was conducted according to a full factorial experiment matrix using a highly accurate gravimetric mass control method. The chapter also describes the soil and climatic conditions of the field trials, justifies the choice of the test crop (corn), and describes the process of modernizing the basic machine-tractor unit (MTZ-82 tractor and Vega 8 Profi planter) with the developed inoculation module for operation under real production conditions. The fourth chapter presents the results of a comprehensive practical verification of the developed models and evaluates the overall operational efficiency of the inoculation module under field conditions. Based on the results of the laboratory tests, using the Fisher criterion (��) and regression analysis (��2), the high adequacy of the theoretical mathematical model was experimentally confirmed. An empirical equation for the software control of the system was obtained, and the rational parameters were finally verified: a discharge pressure of 0,4 MPa and a nozzle diameter of 0,3 mm. Field trials of the modernized planting unit proved the undeniable technological superiority of the developed module over traditional treatment methods. Its application completely eliminated mechanical trauma to the processed material, which contributed to the intensification of the vegetative development of the plants (an 11,6% increase in height) and ensured a stable corn yield increase of 9%. The chapter concludes with a technical and economic justification, which confirmed the high operational profitability of the proposed engineering solution; the implementation of the system generates an additional net profit of 4,320 UAH/ha compared to the basic seeding technology, fully offsetting the costs of the working fluid and equipment depreciation. In accordance with the set purpose and objectives, the following results were obtained in the work: – it has been established that the primary reason for the reduced efficiency of existing pre-sowing treatment technologies is the mechanical micro-trauma of the seed material (up to 3,0%) and the decrease in microorganism viability during mixing, which justifies the necessity of transitioning to atraumatic local application systems; – the design-technological scheme has been justified, and an experimental sample of the inoculation module adapted to the delivery tube of a pneumatic planter (using the Vega 8 Profi as an example) has been developed, which ensures the local application of the preparation using in-furrow technology; – a mathematical model has been developed that analytically describes the hydrodynamic regularities and the spatio-temporal dynamics of the interaction process between the aerosol fluid flow and the seed during its free fall; – the mechanisms of interaction between the aerosol cloud and the seed have been determined based on computational fluid dynamics (CFD) methods, and the rational operating modes of the hydraulic system have been analytically justified: an operating pressure of 0,4 MPa and a nozzle diameter of 0,3 mm; – an experimental laboratory stand has been created, enabling the physical modeling of the process, experimentally confirming the rational design and operational parameters, and proving the high adequacy of the developed mathematical model (calculated Fisher criterion ���� = 2,85 ≤ ��т = 4,08); – results of full-scale field trials have been obtained, confirming the high agrotechnical efficiency of the modernized planting unit: utilizing the system eliminates seed damage and ensures a corn yield increase of 9% compared to traditional treatment methods; – the economic feasibility of implementing the developed inoculation module has been proven: calculations demonstrated that integrating the system into the production process guarantees financial profitability and generates an additional net profit of 4,320 UAH per hectare. Scientific novelty of the obtained results: For the first time: – the regularities of the interaction between the aerosol flow of the working fluid and the seed during its free fall in the seed tube channel have been determined, which make it possible to justify the design and operational parameters of the inoculation module; – the regularities of the influence of the operational parameters of the inoculation module's hydraulic system on the final mass of the biological preparation retained on the seed upon transition to at-sowing application have been determined, which completely allows the elimination of mechanical micro-trauma. Improved: – the method of modeling the hydrodynamic interaction of a multiphase aerosol flow with physical objects, taking into account the kinetic energy of droplets and aerodynamic drag forces, which allows for a quantitative assessment of the deposition of the target mass of the biological preparation; – the design method for pneumatic-hydraulic local dosing systems, which, unlike known ones, is based on the integration of microprocessor control algorithms for finely dispersed spraying in the confined space of the metering unit for the targeted spatial coverage of the seed material in motion dynamics. Received further development: – the methodology for justifying the design and operational parameters of the pneumatic planter's inoculation module, which, based on the combination of numerical modeling of multiphase flows (CFD analysis) and physical experiment, allows for the minimization of the specific consumption of the working fluid while ensuring the specified coverage quality of the processed object; – the scientific and practical principles of designing and automating the working processes of pneumatic-hydraulic local dosing systems based on the integration of microprocessor control algorithms and finely dispersed spraying in the confined space of the metering unit for the targeted spatial coverage of the seed material in motion. Practical significance of the obtained results: – developed an engineering methodology and nomograms that allow engineering and technical personnel to quickly determine the rational design and operational parameters of at-sowing inoculation units (operating pressure and nozzle diameter) to ensure targeted material coverage with minimal specific consumption of the working fluid; – designed and manufactured an inoculation module for the local application of the liquid phase, adapted for rapid integration into the delivery systems of modern precision pneumatic planters (using the Vega 8 Profi as an example) without introducing design changes to their basic units; – proved the high technical and economic efficiency of using the developed engineering design under production conditions: the use of the module eliminates harsh mechanical impact on the material (absence of micro-trauma) and improves the quality of the technological operation, which collectively ensures a yield increase of 9% and guarantees an additional net profit of 4,320 UAH/ha; – created an experimental laboratory stand with microprocessor control and components manufactured using additive technologies (3D printing), which can be used in research and educational institutions to study the mechanical and technological processes of local fluid dosing within a material flow. Personal contribution of the applicant. The theoretical and experimental research results submitted for defense were obtained by the author independently. In the scientific papers published in co-authorship, the applicant is credited with: the review and analysis of the state of pre-sowing seed treatment technologies, and the justification of the feasibility of transitioning to a local preparation application system (in-furrow). Development of the mathematical model and conducting computer simulation (CFD) of the spatio-temporal dynamics of the multiphase aerosol flow. Design development of the microprocessor-based experimental stand, conducting physical modeling of the spraying process, and statistical processing of the results. Participation in conducting full-scale field trials, comprehensive justification of the rational parameters of the pneumatic planter's inoculation module, and execution of technical and economic calculations regarding the feasibility of its implementation. Approbation of the dissertation results. The main results of the theoretical and experimental research of the dissertation work were reported, discussed, and received positive feedback at scientific and practical conferences (SPC): at the XIV International SPC "Electric Power Engineering, Electromechanics and Technologies in Agro-Industrial Complex" (Kharkiv, DBU, 22.12.2022); at the 4th multidisciplinary conference for young researchers (Prague, Czech University, 5 6.10.2023); at the SPC of teachers, postgraduate students, and students of Sumy NAU (Sumy, SNAU, 14-18.04.2025); at the XXIV International SPC "Dedicated to the 90th anniversary of the birth of Leonid Pohorilyi" (Doslidnytske, UkrNDIPVT, 26.05.2024); at the SPC of teachers, postgraduate students, and students of Sumy NAU (Sumy, SNAU, 13-17.04.2026). The main results of the dissertation work, their generalization, and the stated scientific provisions and conclusions that constitute the essence of the work, were obtained and formulated by the author independently. 2026-01-01T00:00:00Z https://repo.snau.edu.ua/xmlui/handle/123456789/15555 Фінансові інновації управління банківських установ в умовах глобалізації Дяченко, Віктор Васильович; Dyachenko, Viktor Vasylyevych Сучасна світова фінансова архітектура перебуває у стані перманентної трансформації, зумовленої синергією глобалізації та четвертої промислової революції. Поява FinTech-технологій, блокчейну, штучного інтелекту та Big Data докорінно змінила ландшафт банківського бізнесу. Для України актуальність дослідження посилюється екстремальними зовнішніми шоками: пандемією COVID-19 та повномасштабною військовою агресією. У цих умовах фінансові інновації стають не просто інструментом конкуренції, а стратегічним ресурсом виживання, що забезпечує стабільність, кібербезпеку та інклюзивність банківської системи. Дослідження інтегроване в наукову тематику Сумського національного аграрного університету, зокрема у проєкт «Моделі фінансових сервісів, створених на основі NFT протоколів» (2021-2025 рр.) та чесько-українську ініціативу з посилення потенціалу аспірантів (2022 р.). Мета дослідження полягає у теоретичному обґрунтуванні та розробці методичного інструментарію управління фінансовими інноваціями для підвищення стійкості та економічної ефективності банківських установ в умовах глобалізації. Наукова новизна дисертації полягає у формуванні цілісної концепції управління інноваціями, яка адаптована до умов цифрової економіки та воєнних ризиків. Основні результати, що становлять новизну: 1. Удосконалено дефініцію «фінансова інновація у банківській сфері». Запропоновано комплексний підхід, де інновація розглядається одночасно як результат (новий продукт), процес (цифрова реалізація) та управлінська мета (зростання капіталізації). Вперше введено розрізнення на вузьке значення(функціонально-капітальний підхід до продукту) та широке значення (стратегічний вплив на інтелектуальний капітал банку). 2. Розроблено багатокритеріальну класифікацію, що базується на моделі ринкової поведінки (ординарна чи інноваційна) та функціональному змісті (ІТ, продуктові, адаптивні, функціональні інновації). 3. На противагу вузьким фінансовим моделям, запропоновано чотиривекторну модель оцінки: економічна - через показник чистого грошового потоку на одного клієнта (CF/C); науково-технічна: на основі експертно-рейтингового оцінювання новизни; соціальна - через рівень фінансової інклюзії та задоволеності персоналу; бюджетна - ефект для державної фінансової системи. 4. Використання динамічних панельних даних (GMM-моделювання) дозволило довести значущий вплив (в середньому 0,17%) фінансових інновацій на темпи зростання регіонального ВВП та валового нагромадження капіталу в Україні. 5. Обґрунтовано перехід від реактивного ризик-менеджменту до концепції «випереджаючої адаптації», що базується на тріаді: «клієнтоцентричність – інноваційна толерантність – організаційна спритність». У першому розділі «Теоретико-методичні засади управлінських фінансових інновацій у банківській сфері» сформовано фундаментальний теоретичний базис дослідження. Автор здійснює критичний перегляд еволюції теорій інновацій, починаючи від концепції «созидательного руйнування» Й. Шумпетера до сучасних підходів цифрової економіки. Обґрунтовано, що в умовах глобалізації фінансова інновація перетворюється на складну багатовимірну категорію. Доведено необхідність розрізнення вузького та широкого підходів до її трактування: • у вузькому значенні — це технологічно вдосконалений продукт (наприклад, NFT-протокол або смарт-контракт), що пропонується клієнту. • у широкому значенні — це стратегічна зміна самої архітектури банку, спрямована на нарощування його інтелектуального капіталу та адаптивності. Особлива увага приділена розробці методичних засад аналізу ефективності. Автор пропонує відійти від виключно фінансових метрик (NPV,IRR) на користь інтегральної оцінки, яка включає науково-технічну новизну, соціальний вплив (фінансова інклюзія) та бюджетну ефективність. Сформовано теоретичну модель життєвого циклу банківської інновації, де кожен етап (від ідеї до впровадження) супроводжується специфічним набором управлінських фільтрів та контрольних точок. Другий розділ «Аналіз стану інноваційного розвитку в банківських установах України» присвячено комплексній діагностиці вітчизняного банківського сектору в екстремальних умовах (2014–2024 рр.). Аналіз засвідчив, що попри військову агресію та пандемію, сектор зберіг операційну стійкість завдяки «цифровому імунітету». За допомогою індексу Херфіндаля-Хіршмана (HHI) виявлено класичний розподіл Парето: 20% банків контролюють понад 80% активів. Доведено, що висока концентрація капіталу у держбанках та великих іноземних групах стала драйвером технологічного прориву, оскільки лише вони володіють ресурсом для масштабування рішень на базі ШІ та Big Data. Застосування функції Харрінгтона дозволило встановити, що державні банки (зокрема ПриватБанк) мають найвищий рівень готовності до цифровізації (0,73), що пояснюється їхньою роллю у державних соціальних виплатах та сервісах («Дія» тощо). На основі критерію Пірсона доведено, що використання соціальних медіа (Facebook, Instagram) та мобільних додатків не просто інформує клієнта, а формує «інноваційну лояльність», яка утримує клієнтську базу навіть у періоди нестабільності. Встановлено пряму кореляційну залежність: зростання рівня імплементації цифрових інновацій на 10% призводить до зростання рентабельності активів (ROA) банку в середньому на 0,7 (коефіцієнт детермінації ). Третій розділ «Концептуальні засади забезпечення розвитку фінансових інновацій» містить авторські розробки щодо майбутньої стратегії розвитку сектору. Центральне місце посідає механізм проактивного управління ризиками. Автор доводить, що традиційний «реактивний» ризик-менеджмент (реагування на проблему після її появи) є неефективним у цифрову епоху. Запропоновано перехід до концепції «організаційної спритності» (Agility). Обґрунтовано впровадження мультимодальної біометрії (обличчя, голос, поведінкові паттерни) як єдиного способу мінімізації кіберзагроз у дистанційному банкінгу. За допомогою узагальненого методу моментів (GMM) доведено, що бізнес-інновації (розвиток венчурних проектів та нових кредитних угод) мають у 1,5 раза сильніший вплив на нагромадження капіталу в країні, ніж суто технологічні «косметичні» оновлення інтерфейсів. Сформовано модель «Клієнтоцентричність – Інноваційна толерантність – Організаційна спритність». Вона передбачає, що банк має бути готовим до швидкого тестування та «безпечного провалу» інноваційних проектів без загрози для загальної ліквідності. У дисертаційній роботі розв’язано важливе науково-прикладне завдання щодо формування цілісної системи управління фінансовими інноваціями. Головні підсумки дослідження: 1. Доведено, що фінансова інновація в сучасних умовах є не просто продуктом, а «динамічною здатністю» банку трансформувати цифрові ресурси у фінансову стійкість. Введено поняття «цифрової екосистеми банку» як найвищої форми реалізації фінансових інновацій. 2. Аналіз української практики підтвердив, що цифровізація стала головним фактором збереження довіри вкладників у воєнний період. Банки, які мали розвинені мобільні застосунки (Monobank, ПриватБанк), продемонстрували найменший відтік депозитів під час системних шоків. 3. Розроблено та апробовано методику оцінки ефективності інновацій через показник доходу на одного клієнта (CF/C), що дозволяє оцінювати не лише загальний прибуток, а й глибину проникнення інновації у споживчий досвід. 4. Емпірично доведено, що фінансові інновації забезпечують довгостроковий позитивний вплив на макроекономічну динаміку. Кожна одиниця інноваційного капіталу банку конвертується у зростання ВВП регіону на 0,17%. 5. Запропоновано механізм «випереджаючої адаптації», що включає повну діджиталізацію через хмарні сервіси та розвиток cashless economy. Це дозволяє банку функціонувати в умовах відсутності фізичних відділень та енергетичних блекаутів. 6. Рекомендовано Національному банку України розширити використання «регуляторних пісочниць» для тестування крипто-активів та біометричних протоколів, що дозволить гармонізувати вітчизняне регуляторне поле з вимогами ЄС (в рамках інтеграції до ENTSO-E та єдиного фінансового простору). The modern world financial architecture is in a state of permanent transformation, caused by the synergy of globalization and the fourth industrial revolution. The emergence of FinTech technologies, blockchain, artificial intelligence and Big Data has radically changed the landscape of the banking business. For Ukraine, the relevance of the study is enhanced by extreme external shocks: the COVID-19 pandemic and full-scale military aggression. In these conditions, financial innovations become not just a tool of competition, but a strategic resource for survival, ensuring the stability, cybersecurity and inclusiveness of the banking system. The research is integrated into the scientific topics of Sumy National Agrarian University, in particular into the project "Models of financial services created based on NFT protocols" (2021-2025) and the Czech-Ukrainian initiative to strengthen the potential of postgraduate students (2022). The purpose of the research is to theoretically substantiate and develop methodological tools for managing financial innovations to increase the sustainability and economic efficiency of banking institutions in the context of globalization. The scientific novelty of the dissertation lies in the formation of a holistic concept of innovation management, which is adapted to the conditions of the digital economy and military risks. The main results that constitute novelty: 1. The definition of "financial innovation in the banking sector" has been improved. A comprehensive approach is proposed, where innovation is considered simultaneously as a result (new product), a process (digital implementation) and a management goal (capitalization growth). For the first time, a distinction is introduced into a narrow meaning (functional-capital approach to the product) and a broad meaning (strategic impact on the bank's intellectual capital). 2. A multi-criteria classification is developed based on the market behavior model (ordinary or innovative) and functional content (IT, product, adaptive, functional innovations). 3. In contrast to narrow financial models, a four-vector assessment model is proposed: o Economic: through the net cash flow per client (CF/C) indicator. o Scientific and technical: based on expert rating assessment of novelty. o Social: through the level of financial inclusion and staff satisfaction. o Budgetary: effect for the state financial system. 4. The use of dynamic panel data (GMM modeling) allowed us to prove a significant impact (on average 0.17%) of financial innovations on the growth rates of regional GDP and gross capital formation in Ukraine. 5. The transition from reactive risk management to the concept of “anticipatory adaptation” based on the triad: “client-centricity – innovation tolerance – organizational agility” is substantiated. In the first section “Theoretical and methodological principles of managerial financial innovations in the banking sector”, the fundamental theoretical basis of the study is formed. The author critically reviews the evolution of innovation theories, starting from the concept of “creative destruction” by J. Schumpeter to modern approaches to the digital economy. It is substantiated that in the conditions of globalization, financial innovation is turning into a complex multidimensional category. The need to distinguish between narrow and broad approaches to its interpretation is proven: • in the narrow sense, it is a technologically advanced product (for example, an NFT protocol or a smart contract) offered to a client. • in the broad sense, it is a strategic change in the bank's architecture itself, aimed at increasing its intellectual capital and adaptability. Special attention is paid to the development of methodological principles for analyzing efficiency. The author proposes to move away from exclusively financial metrics (NPV, IRR) in favor of an integrated assessment that includes scientific and technical novelty, social impact (financial inclusion) and budgetary efficiency. A theoretical model of the life cycle of banking innovation is formed, where each stage (from idea to implementation) is accompanied by a specific set of management filters and control points. The second section, “Analysis of the state of innovative development in banking institutions of Ukraine,” is devoted to a comprehensive diagnosis of the domestic banking sector in extreme conditions (2014–2024). The analysis showed that despite military aggression and the pandemic, the sector maintained operational stability due to “digital immunity.” Using the Herfindahl-Hirschman index (HHI), a classic Pareto distribution was identified: 20% of banks control over 80% of assets. It is proven that the high concentration of capital in state-owned banks and large foreign groups has become a driver of technological breakthrough, since only they have the resources to scale solutions based on AI and Big Data. Application Harrington's function made it possible to establish that state-owned banks (in particular, PrivatBank) have the highest level of readiness for digitalization (0.73), which is explained by their role in state social payments and services ("Diya", etc.). Based on the Pearson criterion, it is proven that the use of social media (Facebook, Instagram) and mobile applications not only informs the client, but also forms "innovation loyalty" that maintains the client base even in periods of instability. A direct correlation has been established: an increase in the level of implementation of digital innovations by 10% leads to an increase in the bank's return on assets (ROA) by an average of 0.7 (coefficient of determination). The third section "Conceptual principles for ensuring the development of financial innovations" contains the author's developments regarding the future development strategy of the sector. The mechanism of proactive risk management occupies a central place. The author proves that traditional “reactive” risk management (responding to a problem after it appears) is ineffective in the digital age. A transition to the concept of “organizational agility” (Agility) is proposed. The introduction of multimodal biometrics (face, voice, behavioral patterns) is justified as the only way to minimize cyber threats in remote banking. Using the generalized method of moments (GMM), it is proven that business innovations (development of venture projects and new credit agreements) have a 1.5 times stronger impact on capital accumulation in the country than purely technological “cosmetic” interface updates. The model “Client Centricity – Innovation Tolerance – Organizational Agility” is formed. It assumes that the bank must be ready for rapid testing and “safe failure” of innovative projects without a threat to overall liquidity. The dissertation solves an important scientific and applied problem of forming a holistic system of financial innovation management. The main results of the study: 1. It is proved that financial innovation in modern conditions is not just a product, but a “dynamic ability” of a bank to transform digital resources into financial stability. The concept of a “digital bank ecosystem” is introduced as the highest form of implementation of financial innovations. 2. An analysis of Ukrainian practice confirmed that digitalization became the main factor in maintaining depositors’ trust during the war period. Banks that had developed mobile applications (Monobank, PrivatBank) demonstrated the lowest outflow of deposits during systemic shocks. 3. A methodology for assessing the effectiveness of innovations through the revenue per customer (CF/C) indicator has been developed and tested, which allows us to assess not only the total profit, but also the depth of innovation penetration into the consumer experience. 4. It is empirically proven that financial innovations provide a long-term positive impact on macroeconomic dynamics. Each unit of the bank's innovative capital is converted into a 0.17% increase in the region's GDP. 5. A mechanism for "anticipatory adaptation" is proposed, which includes full digitalization through cloud services and the development of a cashless economy. This allows the bank to operate in the absence of physical branches and power outages. 6. It is recommended that the National Bank of Ukraine expand the use of "regulatory sandboxes" for testing crypto-assets and biometric protocols, which will allow harmonizing the domestic regulatory field with EU requirements (as part of integration into ENTSO-E and the single financial space). 2026-01-01T00:00:00Z