Підвищення ефективності використання енергії при виробництві вина - Автореферат

Тенденції споживання вина в світі свідчать про те, що інтерес до цієї продукції зростає. Дисертаційна робота була поставлена та виконувалась на кафедрі процесів та апаратів Одеської національної академії харчових технологій відповідно до держбюджетної тематики: (тема № 5/03 - П «Розробка стратегії, принципів та методології удосконалення енерготехнологій АПК», № держреєстрації 0103U003436). вино пастеризація електромагнітний низькотемпературний Для досягнення цієї мети необхідно розвязати наступні завдання: - виконати аналітичні дослідження сорбційних процесів у системі "вино - вуглекислота", розробити конструкцію й провести виробничі дослідження установки для гідродинамічної обробки вина, дати аналіз якісних показників зразків, оцінити інтенсивність десорбційних процесів; обґрунтувати механізм і провести математичне моделювання комбінованих процесів з електрофізичним впливом на продукт при мікробіологічній стабілізації вина в мікрохвильовому полі (МП); розробити методику розрахунково-експериментальних досліджень і провести енергетичний моніторинг виробництва вина, скласти енергетичні баланси, визначити резерви для зниження витрат ресурсів;Визначають вплив цих сил наступні параметри: коефіцієнт поверхневого натягу (?), обєм рідини в апараті (V) і площа контакту між фазами (FФ). Таким чином загальний принцип пастеризації зберігався: енергія витрачалась на нагрівання продукту, а вже від продукту передавалась до мікроорганізму. Науково-технічна ідея роботи в тому, що, ставиться завдання реалізації паралельного підведення енергії до продукту QП і до мікроорганізму QM. Основна ідея методики оцінки витрати теплоти на технологічні потреби і на опалення полягає в тому, що на першому етапі проводиться розрахунок питомих витрат енергії на технологічні потреби (JTT) для тих місяців, коли опалення не функціонує. В результаті експериментів слід було підтвердити (або спростувати) запропоноване наукове положення про можливість зниження температури загибелі мікроорганізмів при певній комбінації параметрів мікрохвильового поля, гідродинаміки потоку продукту й конструктивних характеристик модуля пастеризатора.Показано, що ключовою проблемою, яку потрібно вирішувати Україні в стислий термін при вступі до СОТ, є зниження показників питомої енергоємності в АПК, й у виноробстві зокрема. Організація руху потоку у вигляді мікроплівки створює умови "доступності" до усіх мікроорганізмів електромагнітному полю, без зайвого розсіювання енергії поля на нагрівання продукту. Це дозволяє на 50 % знизити загальні витрати енергії на процес пастеризації при підвищенні якості готового продукту. Встановлено, що значення летальної температури визначають: величина щілинного зазору й час обробки продукту в касеті. Визначено, що конструкції із профільними каналами мають більші гідравлічні опори, тому перевага надана касетам із щілинними каналами, стійкість гідравлічних характеристик яких забезпечується при кроці між швами 30…40 мм.Особистий внесок здобувача: розробив стенд, отримав криві десорбції, дав їх аналіз Особистий внесок здобувача: запропонував схеми машини із використанням кавітаторів, гомогенезаторів, плівкового абсорбера, провів їх виробничі випробування. Особистий внесок здобувача: визначив тепловий стан обладнання та будівель, розрахував втрати енергії від елементів, обґрунтував пріоритетні завдання з енергоефективності. Особистий внесок здобувача: обґрунтував фактори, що визначають процес, методом аналізу розмірностей отримав модель в узагальнених змінних, поставив задачі експериментів. Особистий внесок здобувача: дав техніко-економічну оцінку енергозберігаючих проектів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО В РОБОТАХ:

1. Показано, що ключовою проблемою, яку потрібно вирішувати Україні в стислий термін при вступі до СОТ, є зниження показників питомої енергоємності в АПК, й у виноробстві зокрема. Найбільш енергоємними обєктами виноробства є пастеризатори, сатуратори вина й опалювальні системи. Основний метод удосконалювання енергетичних технологій - це метод енергетичного менеджменту.

2. Обґрунтовано механізм низькотемпературної мікробіологічної стабілізації вина в мікрохвильовому полі при особливій гідродинамічній структурі потоку продукту. Організація руху потоку у вигляді мікроплівки створює умови "доступності" до усіх мікроорганізмів електромагнітному полю, без зайвого розсіювання енергії поля на нагрівання продукту. Це дозволяє на 50 % знизити загальні витрати енергії на процес пастеризації при підвищенні якості готового продукту.

3. Встановлено, що значення летальної температури визначають: величина щілинного зазору й час обробки продукту в касеті. Число Рейнольдса в дослідженому діапазоні режимних і конструктивних параметрів немає самостійного практичного впливу на величину летальної температури. Експериментальні дані задовільно узагальнюються залежністю безрозмірної летальної температури від чисел Прандтля й Фурє.

4. Визначено, що конструкції із профільними каналами мають більші гідравлічні опори, тому перевага надана касетам із щілинними каналами, стійкість гідравлічних характеристик яких забезпечується при кроці між швами 30…40 мм. Відпрацьована технологія касет з гарантованим щілинним зазором 0,1…0,2 мм.

5. Запропонована модель взаємодії потоків вина й вуглекислоти в струменному абсорбері, яка представлена системою диференціальних рівнянь, методами теорії подібності доведена до критеріального рівняння з числами дифузійної подібності. Розроблено схемні рішення додаткової обробки вина в струменному абсорбері та у кавітаційному апараті, які дозволили вдвічі знизити інтенсивність десорбційних процесів.

6. Виконано дослідження експериментальної установки для стабілізації мікрофлори вина, які встановили, що летальні умови досягаються при температурах вина 36…40 0С на виході з установки.

7. Запропоновано розрахунково-експериментальний метод оцінки теплових витрат, який виявився ефективним для проведення енергетичного аудиту в умовах, коли можливості вимірів параметрів обмежені. Визначено, що витрати теплової енергії на опалення підприємства становлять 970 … 1100 МДЖ/(м2.рік). Проведена оптимізація теплової ізоляції обладнання обґрунтувала проекти зниження теплових втрат у навколишнє середовище до 2,8 разів, а стін будівель - в 2,5 рази. Економія енергії становить 3,4.106 МДЖ за рік.

8. Впровадження на підприємстві постійно діючої системи енергетичного моніторингу, сприяє зниженню загальних витрат енергії на виробництво 1 л вина в 2,5 рази. Економічний ефект від впровадження складає 0,4 грн/дал. Загальна економія засобів за рахунок зниження витрат палива - 418,8 тис. грн. в 2007 р.