ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЙ ПРОЦЕССОВ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Authors: Гаврилов А. В. , Безбах Ігор Віталійович , Мордынский Всеволод Петрович , Бурдо Олег Григорьевич 
Published: August 2018

Рассмотрены мировые тенденции на рынке сушеных продуктов и концентратов. Анализируются энерготехнологии основных процессов обезвоживания – выпарки и сушки. Сравниваются современные технологи обезвоживания и обсуждаются научно-технические противоречия процессов выпарки и сушки. Показаны энергетические преимущества выпарки и ограничения по конечному влагосодержанию готового продукта. Приведены модели материальных балансов при комбинированных технологиях «выпарка - сушка». Представлены инновационные разработки техники обезвоживания – термомеханический агрегат и микроволновой вакуум-выпарной аппарат. Обсуждаются конструктивные варианты агрегата, возможности решать в нем параллельно задачи дробления, плющения, перемешивания и транспортировки продукта. Обоснованы механизмы интенсификации процесса тепломассопереноса в термомеханическом агрегате. Приведены значения коэффициентов теплопередачи в термомеханических агрегатах при обработке сырья в консервных, молочных, пищеконцентратных и винодельческих производствах. Проведено сравнение удельных энергетических затрат в термомеханическом агрегате и в традиционных ленточных и барабанных сушилках. Исследуются инновационные технологии обезвоживания в электромагнитных полях. Показаны перспективы сушилок с электромагнитным подводом энергии микроволнового диапазона. Исследуются процессы выпаривания в традиционных аппаратах и в вакуумных микроволновых. Приведены модели трансформации, транспорта и потерь энергии в традиционной технологии производства томатной пасты и в установке с термомеханическим агрегатом с ротационным термосифоном. Показано, что инновационная технология позволяет на 40% интенсифицировать процесс выпарки и на 35% снизить удельные расходы энергии. Обоснованы перспективы ступенчатых схем обезвоживания «выпарка - сушка». Проведено развитие методов энергетического менеджмента для исследования энергетической эффективности на основе нового числа подобия – числа энергетического действия. The world tendencies in the dried products and concentrates market are considered. The energy technologies of the basic processes of dehydration (evaporation and drying) are analyzed. Modern dehydration technologies are compared and the scientific and technical contradictions of the processes of evaporation and drying are discussed. The energy advantages of the evaporation and the limitations by the final moisture content of the finished product are shown. Models of material balances with combined technologies of "evaporation - drying" are given. Innovative developments in dehydration engineering are presented - a thermomechanical unit and a microwave vacuum evaporator. The constructive variants of the unit are discussed, the possibilities of solving in it the tasks of crushing, flattening, mixing and transporting the product in parallel. The mechanisms of intensification of the process of heat and mass transfer in a thermomechanical aggregate are justified. The values of the heat transfer coefficients in thermomechanical aggregates are given for the processing of raw materials in canning, dairy, food-concentrates and wineries. The specific energy costs in a thermomechanical aggregate and in traditional belt and cylinder dryers are compared. Innovative technologies of dehydration in electromagnetic fields are investigated. The prospects of dryers with electromagnetic energy supply of the microwave range are shown. Evaporation processes are studied in conventional apparatuses and in vacuum microwave ones. Models of transformation, transport and energy losses in the traditional technology of tomato paste production and in a device with a thermomechanical unit with a rotary thermosyphon are presented. It is shown that the innovative technology allows to intensify the process of evaporation by 40% and to reduce the energy consumption by 35%. The prospects of stepwise dehydration schemes of "evaporation - drying" are substantiated. Energy management methods have been developed to study energy efficiency based on a new number of similarity – the number of energy actions.