Генерация альтернативной энергии в производстве хлебобулочных изделий с применением теплового насоса

На основе современных достижений по эффективному замещению в системах теплоснабжения ископаемых видов топлива на теплоту возобновляемых и вторичных источников предложена теплонасосная технология хлебобулочных изделий с использованием двухступенчатого парокомпрессионного теплового насоса. Установлены режимы функционирования теплового насоса, обеспечивающие подготовку теплоносителей разного температурного потенциала для энергоэффективной реализации технологического процесса. В соответствии с методологией эксергетического анализа рассмотрено влияние на технологическую систему производства хлебобулочных изделий внутренних и внешних энергетических потерь. В суммарное количество внутренних эк-сергетических потерь, связанных с необратимостью реальных процессов, входили потери от конечной разности температур в результате рекуперативного теплообмена между материальными и тепловыми потоками; электромеханические потери приводов машин; потери при необратимом изменении свойств промежуточных продуктов; гидравлические потери, обусловленные внезапным увеличением удельного объема теплоносителя при его поступлении из трубопровода в рабочие объемы аппаратов. Внешние потери связаны с условиями сопряжения системы с окружающей средой. Эксергетический анализ показал, что эксергетический КПД для тех-нологии получения хлебобулочных изделий с применением  теплового насоса составляет 16,35 %, что на 5-7 % выше, чем у традиционных технологий. При переходе технологической системы в состояние равновесия с окружающей средой эта часть энергии полезным образом использована в термодинамических процессах предлагаемой технологии.

1. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства / Л.Я. Ауэрман. – М.: Профессия, 2005. – 416 с.

2. Цыганова Т. Б. Технология и организация производства хлебобулочных изделий / Т. Б. Цы-ганова. — 6 -е изд., стер. — М .: Издательский центр «Академия», 2014. — 448 с

3. Пащенко Л.П. Технология хлебобулочных изделий / Л.П. Пащенко, И.М. Жаркова. – М.: КолосС, 2008. – 391 с.

4. Гаранина В.В. Основные тенденции развития хлебопекарной отрасли в современных усло-виях / В.В. Гаранина. – Текст: непосредственный // Молодой ученый. - 2018. - №50 (236). – С. 122-123. – URL: https: //moluch.ru/archive/236/54848/ (дата обращения: 04.05.2021).

5. Российский Зерновой Союз. Тенденция формирования хлебопекарного рынка России в 2010–2020 гг. / Хлебопродукты. – 2021, № 1, С. 16-17

6. Chicherin, S.V. Comparison of a District Heating System Operation Based on Actual Data – Omsk City, Russia, Case Study / S.V. Chicherin // International Journal of Sustainable Energy. – 2018. – Vol. 38. – No. 6. – Р. 603–614.

7. Chicherin S. Low-Temperature District Heating Distributed from Transmission-Distribution Junctions to Users: Energy and Environmental Modelling / S. Chicherin // Energy Procedia. – 2018. – Vol. 147. – Р. 382–389.

8. Алексеенко С.В. Исследования и разработки СО РАН в области энергоэффективных техно-логий. Новосибирск: Наука, 2009. - 405 с.

9. Бритиков Д.А., Шевцов А.А.Энергосбережение в процессах сушки зерновых культур с ис-пользованием теплонасосных технологий: монография. М.: ДеЛи плюс, 2012. - 328 с.

10. Горшков В.Г. Тепловые насосы. Аналитический обзор // Справочник промышленного обо-рудования ВВТ. 2004.- № 2. - С. 47–80.

11. Долинский А.А., Драганов Б.Х., Морозюк Т.В. Альтернативное теплоснабжение на базе тепловых насосов: критерии оценки // Промышленная теплотехника. 2007.- № 6. - С. 67–71.

12. Елистратов С.Л. Оценка границ технико-экономической эффективности применения теп-ловых насосов // Вестник ЮУрГУ. Серия: Энергетика. 2009. - № 15. - С. 72–78.

13. Елистратов С.Л., Накоряков В. Е. Передовые схемные решения теплонасосных установок //

14. Известия Вузов. Серия: Проблемы энергетики. 2007. - № 11–12. - С. 64–75.

15. Елистратов С.Л., Накоряков В.Е. Энергетическая эффективность комбинированных отопи-тельных установок на базе тепловых насосов с электроприводом // Промышленная энергетика.

16. - № 3. - С. 28–33.

17. Елистратов С.Л., Накоряков В.Е. Экологические аспекты применения парокомпрессионных тепловых насосов // Известия РАН Серия: Энерге тика. 2007. - № 4. - С. 76–83.

18. Закиров Д.Г., Мухамедшин М.А., Николаев А.В., Файзрахманов Р.А., Рюмкин А.А. Разра-ботка и внедрение технологий использования низкопотенциального тепла тепловыми насоса-ми /Технологии и технические средства механизированного производства продукции растени-еводства и животноводства. 2018. - Т. 94, № 1. - С. 85–90.

19. Шевцов А.А. Эффективное внедрение парокомпрессионного теплового насоса в линию комплексной переработки семян масличных культур / А.А. Шевцов, Е.С. Бунин, В.В. Ткач, Н.А. Сердюкова, Д.И. Фофонов // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2018. – № 1. – С. 60–64.

20. Шевцов А.А. Энергосберегающая технология выделения белоксодержащих фракций из масличных семян с применением пароэжекторного теплового насоса / А.А. Шевцов, Т.Н. Тер-тычная, В.В. Ткач, Н.А. Сердюкова // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. –2019. – № 2. – С. 35-40.

21. Остриков А.Н. Технология получения гранул из шрота семян рапса с использованием двух-ступенчатого каскадного парокомпрессионного теплового насоса / А.Н. Остриков, А.А. Шев-цов, Т.Н. Тертычная, Н.А. Сердюкова // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2020. - № 4, С. 22–30.

22. Сборник технологических инструкций для производства хлеба и хлебобулочных изделий. – М.: Прескурантиздат, 1989. – 494 с.

23. Chamoun M., Rulliere R., Haberschill P, Berail J.F. Вода как хладагент для нового высокотем-пературного теплового насоса / Холодильная техника. – 2012. – № 12. – С. 30-35

24. Бродянский В.М. Эксергетический метод и его приложения / В.М. Бродянский, В. Фрат-шер, К. Михалек. – М.: Энергоатомиздат, 1988. - 287 с.

25. Эксергетические расчеты технических систем. Справочное пособие / В.М. Бродянский, Т.П. Верхивкер, Я.Я. Карчев и др. / под ред. Долинского А.А., Бродянского В.М. АН УССР. Ин-т технической теплофизики. – Киев: Наукова Думка. 1991. – 360 с.

26. Шаргут Я. Эксергия /Я. Шаргут, В. Петела; пер. с польского. – М.: Энергия, 1968. - 279 с.

27. Волькенштейн B.C. Скоростной метод определения теплофизических характеристик мате-риалов / В.С. Волькенштейн. – Л.: Энергия, 1971. – 145 с.

28. Зверев В.Г. Идентификация теплофизических характеристик материалов / В.Г. Зверев, В.А. Назаренко, А.В. Теплоухов // Инженерно-физический журнал. – 2010. – Т. 83. – № 3. – С. 614-621.

29. Гинзбург А.С. Теплофизические характеристики пищевых продуктов / А.С. Гинзбург, М.А. Громов, Г.И. Красовская: справочник. – М.: Агропромиздат, 1990. – 287 с.

30. Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатов / И.А. Чубик, А.М. Маслов. – 2-е изд., доп. – Москва: Пищ. пром-сть, 1970. – 184с.

31. Миснар А. Справочник. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций / А. Миснар: справочник. – М.: Мир. – 1968. – 464 с.

32. Вукалович М.П. Теплофизические свойства воды и водяного пара / М.П. Вукалович. – М.: Машиностроение, 1967. – 160 с.

33. Богословский С.В. Физические свойства газов и жидкостей / С.В. Богословский. – СПб.: СПбГУАП, - 2001. – 73 с.