АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Анализ многочисленных научных работ показывает, что интенсивное развитие инновационных образцов техники опережает уровень развития методологических основ энергетического менеджмента. Отсутствуют чёткие сравнения энергоэффективности электротехнологий и теплотехнологий, посколку используются различные виды энергии; отсутствуют объективные показатели эффективности использования энергии в различных технологиях обезвоживании сырья. В данном исследовании 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. Показано, что 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, разработанных автором. Показано, что разработанные автором 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.

энергетический менеджмент, пищевые производства, энергоэффективность, сушка, криоконцентрирование, микроволновое поле, обезвоживание, пищевые концентраты, energy management, food production, energy efficiency, drying, cryoconcentration, microwave field, dehydration, food concentrates

1. Gabor D., Colombo U., King A.S. Beyond the age of waste: a report to the Club of Rome, 2016. 258 p. URL: https://www.elsevier.com/books/beyond-the-age-of-waste /gabor/978-0-08-027303-7.

2. Clapp J., Newell P., Brent Z.W. The global political economy of climate change, agriculture and food systems. The Journal of Peasant Studies. 2018. Vol. 45, no. 1, Рр. 80-88. DOI: org/10.1080/03066150.2017.1381602.

3. Govindan K. Sustainable consumption and production in the food supply chain: A conceptual framework. International Journal of Production Economics, 2018. Vol. 195. Рр. 419-431. DOI: 10.1016/j.ijpe.2017.03.003.

4. Cai X., Wallington K., Shafiee-Jood M., Marston L. Understanding and managing the food-energy-water nexus-opportunities for water resources research. Advancesin Water Resources, 2018. Vol. 111. Рр. 259-273. DOI: org/10.1016/j.advwatres.2017.11.014.

5. Prosekov A.Y., Ivanova S.A. Food security: The challenge of the present. Geoforum, 2018. Vol. 91, Рр. 73-77. DOI: org/10.1016/j.geoforum.2018.02.030.

6. Marsden T. Theorising food quality: some key issues in understanding its competitive production and regulation. In Qualities of food. Manchester University Press. 2018. Рр. 129-155. https://pdfs.semanticscholar.org/d32a/2d70ef08 5163aaa7e9ee0e6bb8cdca969b8d.pdf.

7. Balin B.E., Akan D.M. EKC hypothesis and the effect of innovation: A panel data analysis. Journal of Business Economics and Finance. 2015. vol. 4. № 1. Рр. 81-91. DOI: 10.17261/Pressacademia.201519952.

8. Gennadii Ryabcev. The Problem Of Informal Impact In The Activities Of Regulatory Authorities And The Ways Of Its Solutions. Strategic Priorities. 2017. vol. 44. №. 3. Рр. 59-66.

9. Кирич Н.Б., Кшагл 1.А. Ресурсоощадшсть харчових переробних шдприемств вимога дня. Book of abstracts International scientific and technical conference" State and prospects of food science and industry". ТНТУ, 2015. Рр. 196-198. URL: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/6526.

10. Hosovskyi R. Diffusive mass transfer during drying of grinded sunflower stalks. Chemistry & Chemical technology. 2016. vol. 10, № 4. Рр. 459-464. URL: http://nbuv.gov. ua/UJRN/Chemistry_2016_10_4_12.

11. Sabarez Henry T. "Thermal Drying of Foods." Fruit Preservation. Springer, New York, № 2018. Рр. 181-210.

12. Kumar C., M.A. Karim. Microwave-convective drying of food materials: A critical review. Critical reviews in food science and nutrition 59.3 (2019): Рр. 379-394. https://doi. org/10.1080/10408398.2017.1373269.

13. Monteiro, Ricardo L. Microwave vacuum drying and multi-flash drying of pumpkin slices. Journal of food engineering, 232, 2018: Рр. 1-10. DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2018.03.015.

14. Rahman M.M. Multi-scale model of food drying: Current status and challenges. Critical reviews in food science and nutrition 58.5, 2018: Рр. 858-876. doi.org/10.1080/10408 398.2016.1227299.

15. Sabarez H.T., Keuhbauch S., Knoerzer K. Ultrasound assisted low temperature drying of food materials. IDS2018. 21st International Drying Symposium Proceedings. Editorial Universitat Politecnica de Valencia, 2018. Рр. 1245-1250.

16. Burdo O.G., Bandura V.N., Levtrinskaya Y.O. Elec-trotechnologies of targeted energy delivery in the processing of food raw materials. Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2018. vol. 54, № 2, Рр. 210-218. https://link. springer.com/article/10.3103/S1068375518020047.

17. Burdo O., Bandura V, Zykov A., Zozulyak I., Levtrinskaya Y., Marenchenko E. Development of wave technologies to intensify heat and mass transfer processes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. vol. 4, № 11(88). Рр. 34-42. DOI: 10.15587/1729-4061.2017.108843.