Energy sources in innovative energy technologies of vegetable processing | Анализ современных энерготехнологий переработки растительного сырья

Английский. The intensive development of innovative types of technology exceeds the development of the methodological foundations of power engineering management. There are no clear comparisons of the energy efficiency of electrical technologies and heat technologies, since different types of energy are used; there are no objective indicators of energy efficiency in various technologies of dehydration of raw materials. Proposed is a methodology based on the hypothesis that when comparing energy efficiency in the processing of raw materials, objective results can be obtained through a system analysis of the entire energy conversion chain from fuel to a finished product. The research purpose is to experimentally prove the validity of this hypothesis. Suggested is using the indicator of the share of fuel energy in the finished product and the amount of moisture removed when burning 1 kg of fuel. This figure does not depend on fluctuations in energy prices, which may vary for different countries. Presented is an heat balance analysis of drying and evaporation plants. With the same technical tasks, non-optimized evaporation is several times more efficient than the optimized drying process. Presented are structural models of energy conversion in combined processes for the production of concentrated food products. The energy efficiency of using fuel in conventional drying, evaporation, and cryoconcentration techniques has been calculated. The obtained parameters are compared with the data for innovative models of machines. It is shown that the evaporating installations developed by the author are not inferior in efficiency to conventional ones, and allow obtaining concentrates up to 90 brix. The developed microwave dryers and unit freeze installations significantly exceed the efficiency of their counterparts, allowing withdrawing, respectively, up to 6 and 100 kg of moisture, while conventional dryers for fuels with an oil equivalent of 40 MJ per 1 kg can remove no more than 3 kg of moisture, and cryoconcentrators – 20 kg.

Русский. Интенсивное развитие инновационных образцов техники опережает уровень развития методологических основ энергетического менеджмента. Отсутствуют чёткие сравнения энергоэффективности электротехнологий и теплотехнологий, поскольку используются различные виды энергии; отсутствуют объективные показатели эффективности использования энергии в различных технологиях обезвоживании сырья. Предложена методология, в основе которой положена гипотеза, что объективные результаты при сравнении эффективности использования энергии при переработке сырья можно получить на основе системного анализа всей цепи конверсии энергии от топлива до готового продукта. Цель работы – экспериментально доказать объективность данной гипотезы. Предлагается использовать показатель доли энергии топлива в готовом продукте и количество удаленной влаги при сжигании 1 кг топлива. Такой показатель не зависит от колебания цен на энергоносители, которые могут изменяться и отличаться для разных стран. Выполнен анализ тепловых балансов сушильной и выпарной установок. При одинаковых технических задачах неоптимизированная выпарка в разы эффективней оптимизированного процесса сушки. Приведены структурные модели конверсии энергии при комбинированных процессах получения концентрированных пищевых продуктов. Рассчитаны эффективность использования энергии топлива в традиционных схемах сушки, выпарки, криоконцентрирования. Проведено сравнение этих параметров с данными для инновационных образцов техники. Показано, что разработанные выпарные установки не уступают по эффективности традиционным и позволяют получать концентраты до 90 brix. Разработанные микроволновые сушилки и установки блочного вымораживания существенно превышают эффективность аналогов – позволяют удалить до 6 и до 100 кг влаги, в то время как традиционные сушилки для топлива с нефтяным эквивалентом 40 МДж на 1 кг могут удалить не более 3 кг влаги, криоконцентраторы – 20 кг.