Modeling the Process of Heat Treatment of Liquid Products in a Plate Heat Exchanger Using an Integrated Energy-Substituting Installation

Yuriy B. Gerber; Гербер Юрий Борисович; Aleksandr V. Gavrilov; Гаврилов Александр Викторович; Natalya S. Kiyan; Киян Наталья Сергеевна

doi:10.15507/2658-4123.030.202002.200-218

Моделирование процесса тепловой обработки жидких продуктов в пластинчатом теплообменнике с использованием комплексной энергозамещающей установки

Авторы: Гербер Ю.Б.¹, Гаврилов А.В.¹, Киян Н.С.¹
Учреждения:
1. Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского»
Выпуск: Том 30, № 2 (2020)
Страницы: 200-218
Раздел: Процессы и машины агроинженерных систем
Статья получена: 18.08.2025
Статья одобрена: 18.08.2025
Статья опубликована: 15.09.2025
URL: https://journal-vniispk.ru/2658-4123/article/view/304800
DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.030.202002.200-218
ID: 304800

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Введение. В настоящее время актуальным является вопрос снижения затрат электроэнергии в технологиях переработки сельскохозяйственной продукции, в частности молока. В значительной мере эти затраты связаны с реализацией процессов тепловой обработки. Снижения затрат можно добиться несколькими способами, например, разработкой и применением установок, использующих солнечную энергию. В этом случае расход традиционной электрической энергии существенно снижается, но у производственников возникает задача согласования параметров установки с реальными условиями предприятия.
Материалы и методы. Анализ потребления энергии в технологиях переработки молока, режимов работы пластинчатого теплообменника, показателей работы гелиоколлекторов. Температура нагрева теплоносителя и продукта определялась с помощью приборного комплекса, позволяющего регистрировать значения температур в восьми различных контрольных точках и передавать полученные сигналы на жесткий диск портативного компьютера. Предложен метод определения параметров установки для подготовки теплоносителя в технологиях переработки молока с использованием комплексной энергозамещающей установки, которая обеспечит снижение затрат электроэнергии от 30 до 70 %.
Результаты исследования. Затраты электрической энергии на тепловые процессы могут быть снижены за счет использования энергии Солнца. Для того чтобы решить задачу оптимизации соотношения расхода теплоносителя, площади нагрева в теплообменнике и площади гелиоколлекторов энергозамещающей установки, рекомендовано использование полученных графических зависимостей, а также формул для определения площади гелиоколлекторов.
Обсуждение и заключение. Определение площади гелиоколлекторов комплексной энергозамещающей установки для реальных производственных условий возможно с помощью полученной аналитической зависимости, учитывающей взаимосвязь указанного параметра от температурного режима нагрева, площади поверхности нагрева в теплообменнике, массы обрабатываемого молока в единицу времени. Полученные графические зависимости дают возможность определить расход теплоносителя и площадь нагрева для заданных значений температуры нагрева.

Ключевые слова

гелиоколлектор, комплексная энергозамещающая установка, теплоноситель, источник энергии, поверхность нагрева, температура пастеризации, молоко, энергосбережение, теплообмен, тепловая мощность, площадь поверхности

Полный текст

Введение

В современных условиях агропромышленного производства все более остро становится вопрос снижения затрат дорогостоящих энергоносителей в технологиях переработки сельскохозяйственной продукции, в частности молока. Затраты электроэнергии для осуществления тепловых процессов существенно повышают себестоимость готовой, в частности молочной, продукции, что снижает ее конкурентоспособность и ведет к наполнению рынка дешевой ненатуральной продукцией. Снижения затрат можно добиться как технологическими, так и техническими способами, например, разработкой и применением установок, использующих солнечную энергию. В этом случае расход традиционной электрической энергии существенно снижается. Однако в производственных условиях возникает задача определения требуемых параметров энергозамещающей установки с реальными производственными условиями предприятия.

Ранее проведенные исследования позволили сделать вывод о целесообразности использования комплексной энергозамещающей установки (КЭУ) на основе гелиоколлекторов для снижения энергетических затрат при реализации тепловых процессов в технологиях производства молочных продуктов [1–4]. Определена возможность успешного использования КЭУ для таких тепловых процессов, как пастеризация, нагрев, тепловая выдержка при производстве кисломолочной группы продуктов (кефир, творог, сметана и т. п.) [5–8; 10].

Для организации практического применения КЭУ в условиях производства возникла необходимость определения соотношения температуры теплоносителя t_т и его расхода Р_т, а также необходимой суммарной площади гелиоколлекторов F_kдля реализации конкретных тепловых процессов с помощью пластинчатой теплообменной установки [9]. В лаборатории кафедры технологии и оборудования производства и переработки продукции животноводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского» был проведен ряд экспериментов по определению параметров предложенной установки. Часть полученных результатов опубликована в открытой печати [10], в данной публикации приведены результаты исследований зависимости динамики нагрева жидкого продукта с помощью комплексной энергозамещающей установки от основных параметров теплообменной установки: расхода теплоносителя Р_т и площади контакта с поверхностью нагрева F_р¹.

Цель исследования – получить аналитическую, а также построить графоаналитическую модель процесса тепловой обработки жидкого продукта с использованием гелиосистемы, разработать методику определения необходимой площади гелиоколлекторов для нагрева заданного количества продукта в единицу времени до заданной температуры².

Обзор литературы

Изучением тепловых процессов на протяжении многих лет занимаются ученые всего мира [4–6]. Основы теплообмена и прикладные задачи по тепловой обработке сельскохозяйственного сырья отражены в работах ряда исследователей [11; 12]. Вопросами оптимизации энергетических затрат в технологиях переработки сельскохозяйственной продукции занимались ученые как в нашей стране, так и за рубежом. Решение поставленной задачи предлагается в следующих основных направлениях: оптимизация технологии с целью сведения к минимуму повторности тепловой обработки [13–15]; совершенствование конструкции оборудования [16–18]; внедрение технических средств на основе использования возобновляемых источников энергии³ [19; 20]; комплексное использование традиционных и возобновляемых источников энергии⁴[21; 22]. Предлагаемые решения технологических приемов оптимизации энергозатрат способствуют частичному решению проблемы, однако существенно повлиять на снижение затрат дорогих традиционных энергоносителей не могут [23–25]. Совершенствование конструкции оборудования при прочих положительных эффектах (повышение производительности, снижение затрат труда) также не оказывает значительного влияния на решение указанной задачи [26–28].

Обзор литературных источников демонстрирует большой интерес исследователей к использованию возобновляемых источников энергии в технологических процессах, в частности аграрном производстве⁵ [29; 30].

Природно-климатические условия Крыма и юга России в значительной степени благоприятствуют развитию солнечной энергетики, поэтому ряд исследований посвящен этому вопросу применительно к Крымскому региону [31–33]. Зарубежный опыт в указанной области отражен в публикациях ученых Дании, Германии, Италии и других стран [34–37].

Совершенствованию оборудования для использования солнечной энергии и повышению коэффициента их полезного действия уделяется большое внимание в последние годы. Материал изготовления и конструктивные особенности солнечных батарей за последние пять лет претерпели серьезные изменения и позволяют ставить вопрос о широком их применении в технологических процессах агропромышленного производства⁶ [38]. Комплексное использование как традиционных, так и возобновляемых источников энергии рассмотрено в ряде работ⁷.

Проведенный обзор литературы по предлагаемой теме научных исследований дает возможность сделать заключение об экономической целесообразности применения в технологиях переработки молока нетрадиционных источников энергии, в данном случае энергии Солнца, для сокращения затрат электрической энергии на нагрев молока [5; 12]. Большую часть затрат энергии в тепловых процессах переработки молока занимает пастеризация и нагрев (в том числе предварительный) на различных технологических этапах переработки⁸ [13–16]. Разница температур при нагреве продукта до необходимого значения обычно составляет 65…70 °С. Учитывая, что на нагрев одной тонны молока всего на один градус требуется около 1,1 кВт электроэнергии, для предприятия производственной мощностью в несколько десятков тонн несложно определить суммарные энергетические затраты, которые в конечном счете закладываются в себестоимость готового продукта⁹ [17–19].

Ранее проведенные исследования показывают, что основной причиной больших энергозатрат в технологиях переработки молока и производства молочных продуктов является температурный режим и объем теплоносителя (воды) [3]. Предварительный нагрев теплоносителя при помощи геллиоустройства и подача к тепловому аппарату, который установлен в технологической линии, дают возможность снизить расход электрической энергии различных традиционных энергоносителей и позволяют сделать производство по переработке молока менее энергозатратным [2; 8].

Выполненные на кафедре технологии и оборудования производства и переработки продукции животноводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского» лабораторные и производственные эксперименты по применению КЭУ в южных регионах страны для подогрева теплоносителя показали [1; 3], что КЭУ позволит снизить указанный выше интервал: при неблагоприятных погодных условиях – до 45–50 °С; при благоприятных погодных условиях (ясная солнечная погода) – до 25–30 °С [8–10].

Наиболее перспективный вариант применения энергии Солнца для обеспечения теплом технологических линий средней производительности – это система, состоящая из комбинации солнечных коллекторов, теплового котла, бака-аккумулятора [8; 14].

Основными конструктивными элементами предложенной КЭУ являются трубчатый гелиоприемник (гелиоколлектор) и бак-аккумулятор, установленные на несущей раме. Также установка имеет систему водоснабжения с теплоизоляцией и термоизмерительный комплекс. Экспериментальная КЭУ работает следующим образом. Циркуляция теплоносителя осуществляется за счет изменения его плотности по мере нагревания солнечными лучами. Нагретый теплоноситель, поступая в верхнюю часть бака-аккумулятора, вытесняет из нижней части прохладный теплоноситель. Вытесненный теплоноситель при этом перетекает по нижней части циркуляционного трубопровода в нижнюю часть гелиоколлектора, заполняя пространство. Забор нагретого теплоносителя (воды) из бака-аккумулятора осуществляется из верхней части.

Практическое применение КЭУ в условиях производства затрудняет неопределенность соотношения температуры теплоносителя t_ти его расхода Р_т, а также необходимой суммарной площади гелиоколлекторов F_kдля реализации конкретных тепловых процессов с помощью пластинчатой теплообменной установки. Данное соотношение по сути определяет конструктивно-режимные параметры установки для конкретных тепловых режимов, без которых нет возможности дать полноценные рекомендации производству. Обзор и анализ исследований, проведенных ранее учеными в вопросах использования теплоносителя, нагретого с помощью гелиоустановок, показал, что методика такого расчета на сегодняшний день отсутствует.

Материалы и методы

Как указано выше, на кафедре технологии и оборудования производства и переработки продукции животноводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского» в результате проведенных многолетних исследований накоплен большой научный и производственный опыт использования КЭУ в технологиях переработки молока, послуживший основой для планирования и проведения описанных ниже экспериментов.

Определение зависимости температуры нагрева жидкости t_т в пластинчатом теплообменнике от расхода теплоносителя Р_т

Для замера температуры нагреваемой воды в пастеризационной установке использовались тарированные термопары ТХА типа К измерительного восьмиканального блока «Тэра Д-ИТ-8ТП-Э3а-РSТ-2U», собранного по схеме, приведенной на рисунке 1.

Рис. 1. Обобщенная функциональная схема подключения измерительного восьмиканального
блока «Тэра Д-ИТ-8ТП-Э3а-РSТ-2U»

Fig. 1. Generalized functional diagram of the connection of the measuring eight-channel unit Tera
D-IT-8TP-E3a-RST-2U

Погрешность температурного показателя по паспорту у прибора «Тэра» на термопаре +(–)0,03 ^оС.

Значения с измерительного прибора «Тэра Д-ИТ-8ТП-Э3а-РSТ-2U» записывались в программе Technolog Soft.

На пластинчатый пастеризатор были установлены теплоизолированные термодатчики (рис. 2).

Рис. 2. Пастеризатор с установленными термопарами

Fig. 2. Pasteurizer with installed thermocouples

Для изменения расхода регулировалась подача молока в секции пастеризатора при помощи регулировочного вентиля, изменяя угол поворота. После чего на выходе замерялся расход молока.

Расход молока вычисляли следующим образом: каждый раз после того, как регулировочный вентиль устанавливался на 20°, 40°, 60°, 80° поворота, и пастеризационная установка выводилась на рабочий режим, секундомером замерялось время заполнения емкости (бидон 25 л), затем емкость взвешивалась и рассчитывался объем молока (V, л). После чего для каждого угла поворота рассчитывался расход Р_т, л/мин:

$P_{Т} = \frac{V}{T},$

где V – объем молока, л; Т – время, в течение которого заполнилась емкость, мин.

Определение зависимости температуры нагрева жидкости t от площади теплообменных пластин F_р

В данном эксперименте площадь нагрева изменялась количеством установленных пластин: с рабочей установки демонтировалась часть пластин в секции пастеризации, при этом общее их количество в экспериментах составило 6, 9, 13 (рис. 3). В процессе каждого опыта пастеризационная установка выводилась на рабочий режим с заданным количеством включенных электрических нагревателей (во всех опытах число работающих нагревателей было одинаковым).

Рис. 3. Пастеризатор с комплектом теплообменных пластин при проведении эксперимента

Fig. 3. Pasteurizer with a set of heat transfer plates during the experiment

В этом режиме установка работала фиксированное время, а затем измерялась температура пастеризуемого молока.

Результаты исследования

Согласно данным, полученным в результате первого эксперимента, построен график (рис. 4). Из графика видно, что увеличение расхода продукта ведет к снижению нагрева молока при прочих равных условиях, что вполне объяснимо законами термодинамики.

Рис. 4. График зависимости температуры нагрева t от расхода P_т

Fig. 4. Graph of the dependence of heating temperature t on the flow P_т

Динамика изменения более явно наблюдается в диапазоне значений от 21,5 до 24,5 л/мин, в дальнейшем динамика снижения замедляется. Требуемая температура пастеризации (82 °C) достигается при расходе молока 23,8 л/мин. Данный расход можно считать оптимальным для пастеризации молока при фиксированной площади теплообмена установки 2,23 м² (вариант включения всех пластин секции). Указанная температура соответствует оптимальной температуре пастеризации, например, при производстве функциональных кисломолочных продуктов.

Снижение расхода до отметки менее 21,5 л/мин незначительно влияет на динамику изменения температуры нагрева; аналогичная зависимость наблюдается и в области значений расхода более 25 л/мин. Учитывая нерациональность работы установки с низкой производительностью и сложностью нагрева до заданной температуры при очень высокой производительности процесса, приходим к ограничению диапазона значений расхода продукта. Таким образом, можно сделать вывод о целесообразности работы пластинчатой установки данного типоразмера (F_р= 2,23 м²) в диапазоне значений расхода продукта 21,5–24,5 л/мин. Полученная зависимость также даст возможность в дальнейшем обосновать методику определения параметров теплообменной установки.

Согласно данным, полученным в ходе второго эксперимента, построен график (рис. 5).

Рис. 5. График зависимости температуры пастеризации от площади теплообменных пластин

Fig. 5. Graph of pasteurization temperature dependence on heat-exchange plate area

Основная задача теплообменной установки – нагрев жидкости до заданной по технологии температуры за короткий период с минимальными энергетическими затратами. Априорные данные, а также проведенный эксперимент показывают зависимость температуры жидкости от указанных параметров – расхода и площади нагрева.

Для решения поставленной задачи полученные зависимости были совмещены на одном графике, на оси ординат которого расположены значения температуры нагрева.

Воспользуемся полученными совмещенными графиками для решения задачи, поставленной в начале, – определения конструктивно-режимных параметров теплообменника с использованием КЭУ.

Для этого проводим на совмещенном графике линию, параллельную оси абсцисс, через точку, соответствующую температуре обработки продукта (согласно государственному стандарту или техническим условиям), до пересечения с графиками (рис. 6). Получим две точки пересечения. Опустив из точки пересечения вертикаль на ось абсцисс, найдем значения параметра расхода Р_т и площади поверхности нагрева F_р, соответствующие заданной температуре.

Рис. 6. Совмещенные графические зависимости температуры нагрева продукта от расхода
продукта Р_т и площади поверхности теплообмена F_р

Fig. 6. Combined graphical dependencies of the product heating temperature on the flow rate of the
product P_т and the surface area of heat transfer F_р

Например, для обеспечения температуры обработки продукта 80 °C расход должен составлять 24,9 л/мин, площадь контакта теплообмена 2,12 м². Таким образом, определены основные параметры работы теплообменной установки, методика позволяет определить указанные режимно-конструктивные параметры для любой температурной точки в диапазоне тепловых воздействий на молоко (нагрев, заквашивание, пастеризация).

При использовании в системе работы пластинчатого теплообменника комплексной энергозамещающей установки на основе гелиоколлекторов в методике определения конструктивно-режимных параметров возникает необходимость определения их суммарной площади. Для этого определим суммарную тепловую мощность, создаваемую гелиосистемой.

Мощность тепловой энергии, которая генерируется поверхностью солнечного коллектора и отводится путем естественной конвекции, определяется по формуле:

$Q_{k} = F_{R} (a \cdot τ) \cdot ν_{О Т} \times F_{k} [1 - \frac{U \cdot (T_{В Х} - T_{0})}{(a \cdot τ) \cdot F_{k}}] \cdot n_{k},$ (1)

где F_k – площадь поглощающей поверхности гелиоколлектора; a · τ – поглощающая способность гелиоколлектора (приведенная величина); F_R – коэффициент отвода теплоты; v_от – относительная скорость (продукта и теплоносителя) в пластинчатом теплообменнике;

v_от = [V_П] + V_Т; v_Т – скорость движения теплоносителя; v_П – скорость продукта в секции теплообменника; Т₀ и Т_вх – температуры окружающей среды и теплоносителя на входе в коллектор; U – коэффициент тепловых потерь коллектора (приведенная величина), Вт/(м²·К); n_k – количество секций коллекторов в комплексной энергозамещающей установке.

Учитывая, что не вся энергия, отводимая от коллекторов КЭУ, будет передана продукту, необходимо найти зависимость для количества теплоты, получаемой продуктом в секции пластинчатого теплообменника. Величина производительности работы секции зависит от кинематической вязкости молока и от его температуры. Для лучшего восприятия аналитической модели введем следующие обозначения:

$U \cdot (T_{В Х} - T_{0}) = A_{p 1}$ ; $(a \cdot τ) \cdot F_{k} = B_{p 1} .$

Учитывая это:

$Q_{k} = F_{R} \cdot B_{p 1} \cdot ν_{О Т} \cdot [1 - \frac{A_{p 1}}{B_{p 1}}] .$

После раскрытия скобок:

$Q_{k} = F_{R} \cdot B_{p 1} \cdot ν_{О Т} - F_{R} \cdot A_{p 1} \cdot V_{О Т}$ . (2)

В полученном выражении общий множитель вынесем за скобки:

$Q_{k} = ν_{О Т} \cdot F_{R} \cdot (B_{p 1} - A_{p 1}) .$ (3)

Полученная формула применима для определения величины тепловой энергии, которая передается в какой-либо из секций установки нагреваемому объекту. Из формулы видно, что количество передаваемой теплоты пропорционально коэффициенту отвода теплоты, относительной скорости перемещения теплоносителя и потребителя тепла в секции, а также разности температур окружающего воздуха и теплоносителя.

Учитывая полученное равенство, найдем выражение для определения площади гелиоколлекторов комплексной энергозамещающей установки в зависимости от основных режимно-конструктивных параметров процесса.

Для этого воспользуемся уравнением теплопередачи, которое объединяет количество теплоты, необходимое для нагрева продукта от начальной до конечной температуры, при которой осуществляется тепловой процесс (например, пастеризация), а также количество теплоты, которое способна сообщить поверхность теплопередачи с конкретными характеристиками.

$F_{p} \cdot k_{p} \cdot Δ t = E \cdot G \cdot c \cdot (t_{П} - t_{Н}),$ (4)

где F_p – общая площадь нагрева секции, м²; E – коэффициент регенерации, отражающий степень отбора тепла, направляемого на повторное использование; c – теплоемкость продукта, Дж/кг·К; t_п – величина температуры пастеризации,°С; t_н – начальная температура продукта, ° С.

Фактически данная формула (4) может служить для решения ряда задач относительно всех как режимных, так и конструктивных параметров нагрева в теплообменнике. Найдем частный случай определения площади контакта с поверхностью нагрева F_p:

$F_{p} = \frac{E \cdot G \cdot c \cdot (t_{П} - t_{Н})}{k_{p} \cdot Δ t \cdot τ},$ (5)

где G – масса продукта, кг; k_p – коэффициент теплопередачи; Δt – разность температур теплоносителя и продукта, °С; t – время контакта продукта с поверхностью теплообмена.

Приравняем выражения (3) и (4):

$ν_{О Т} \cdot F_{R} \cdot (B_{p 1} - A_{p 1}) \cdot U_{Т Р} = F_{p} \cdot k_{p} \cdot Δ t \cdot τ,$ (6)

где U_тр – приведенный коэффициент тепловых потерь при транспортировке теплоносителя от гелиоустановки к теплообменнику.

Опыт работы модуля КЭУ в практических условиях цеха по переработке молока Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского» показал высокую степень зависимости тепловых потерь от материала изготовления и состояния теплоизоляции трубопровода подачи теплоносителя.

Учитывая выражение для определения площади поверхности нагрева, полученное ранее (5), преобразуем выражение (6):

$ν_{О Т} \cdot F_{R} \cdot (B_{p 1} - A_{p 1}) \cdot U_{Т Р} = \frac{E \cdot G \cdot c \cdot (t_{ï} - t_{í})}{k_{p} \cdot Δ t \cdot τ} \cdot k_{p} \cdot Δ t \cdot τ .$ (7)

Учитывая общее уравнение теплопередачи (4), преобразуем правую часть формулы (7):

$ν_{О Т} \cdot F_{R} \cdot (B_{p 1} - A_{p 1}) \cdot U_{Т Р} = E \cdot G \cdot c \cdot (t_{ï} - t_{í}) .$

Из полученного равенства выразим В_р₁:

$B_{p 1} = \frac{E \cdot G \cdot c \cdot (t_{ï} - t_{í})}{ν_{О Т} \cdot F_{R} \cdot U_{Т Р}} + A_{p 1} .$

Принимая во внимание введенное ранее обозначение $B_{p 1} = (a \cdot τ) \cdot F_{k}$ , решим уравнение относительно площади гелиоколлекторов:

$F_{k} = \frac{E \cdot G \cdot c \cdot (t_{П} - t_{Н})}{ν_{О Т} \cdot F_{R} \cdot U_{Т Р} \cdot a \cdot τ} + \frac{A_{p 1}}{a \cdot τ} .$ (8)

Полученное выражение позволяет сделать следующие выводы:

– с повышением величины F_R снижается значение первого слагаемого уравнения (8), следовательно уменьшается величина F_k;

– с увеличением показателя поглощающей способности гелиоколлектора a · τ снижается необходимая суммарная площадь гелиоколлекторов F_k;

– уменьшение величины F_R ведет к необходимости повышения F_k.

Обсуждение и заключение

Проведенные исследования позволили получить графическую модель зависимости температуры нагрева в пластинчатой установке от расхода теплоносителя Р_т и площади поверхности теплообмена F_р в диапазоне температур тепловой обработки молока. Данные закономерности позволяют определить указанные параметры теплообменной установки для конкретного требуемого значения температуры обработки в технологии производства заданного молочного продукта. Практическая значимость указанной модели заключается в том, что появляется возможность конкретизировать значения параметров в сравнении с широким диапазоном значений, использовавшихся ранее, что в конечном итоге оптимизирует энергетические затраты на тепловую обработку.

В результате проведенных аналитических исследований получена модель для определения площади гелиоколлекторов комплексной энергозамещающей установки, работающей в системе пластинчатого теплообменника тепловой обработки молока. Полученная формула учитывает зависимость указанного параметра от температурного режима нагрева, площади поверхности нагрева в теплообменнике, массы обрабатываемого молока в единицу времени. Таким образом, полученные результаты позволяют производить расчет необходимых режимных и конструктивных параметров теплообменной установки, включающей устройство для использования солнечной энергии, минимизировать затраты электрической энергии.

Дальнейшая работа в этом направлении позволит расширить диапазон применения возобновляемых источников энергии в технологиях переработки молока, сделать процесс менее энергозатратным, а также снизить себестоимость производимой продукции.

¹ Реометрия пищевого сырья и продуктов: справочник / под ред. Ю. А. Мачихина. М.: Агропромиздат, 1990. 270 с.

² Ермолаев В. А., Гриценко Д., Юрченко В. В. Анализ влияния способа подвода теплоты на процесс вакуумного обезвоживания молочных продуктов // Инновации в пищевой биотехнологии: Сборник трудов Международного симпозиума / под общ. ред. А. Ю. Просекова. Кемерово: Изд-во ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 2018. С. 290–296; Козлова О. В., Тултабаева Т. Ч. Совершенствование технологии получения молочно-белковых концентратов, оценка состава и технологических свойств // Инновации в пищевой биотехнологии: Сборник трудов Международного симпозиума / под общ. ред. А. Ю. Просекова. Кемерово: Изд-во ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 2018. С. 33‒44; Кригер О. В., Вэй С. Разработка поликомпонентного пробиотика на основе лактобактерий, выделенных из национальных кисломолочных продуктов // Инновации в пищевой биотехнологии: Сборник трудов Международного симпозиума / под общ. ред. А. Ю. Просекова. Кемерово: Изд-во ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 2018. С. 44–48.

³ Тлеков У. Г., Садыгова Л. А. Развитие альтернативных источников энергии в помощь решений проблем энергетики в РК // Актуальные проблемы энергетики АПКЖ: материалы VIII международной научно-практической конференции. 2017. С. 261–264.

⁴ Васильева Г. А., Троянова Е. Н. Проблемы развития альтернативных источников энергетики России // Современное инновационное общество: динамика становления, приоритеты развития, модернизация: экономические, социальные, философские, правовые, общенаучные аспекты: материалы Международной научно-практической конференции. 2015. С. 28–31.

⁵ Gabor D., Colombo U., King A. S. Beyond the Age of Waste: A Report to the Club of Rome. 2^nd Ed. 2016. 258 p. URL: https://www.elsevier.com/books/beyond-the-age-of-waste /gabor/978-0-08-027303-7 (дата обращения: 30.03.2020).

⁶ Sabarez H. T. Thermal Drying of Foods. In: Fruit Preservation. Food Engineering Series / A. Rosenthal [et al.]. New York: Springer, 2018. Рр. 181–210. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4939-3311-2_7 (дата обращения: 30.03.2020).

⁷ Альтернативные источники энергии [Электронный ресурс]. URL: http://e-koncept.ru/2015/65324.htm (дата обращения: 30.03.2020); Нетрадиционные возобновляемые источники энергии [Электронный ресурс]. URL: http://www.bibliotekar.ru/alterEnergy/26.htm (дата обращения: 30.03.2020).

⁸ Тлеков У. Г., Садыгова Л. А. Развитие альтернативных источников энергии в помощь решений проблем энергетики в РК.

⁹ Васильева Г. А., Троянова Е. Н. Проблемы развития альтернативных источников энергетики России.

Об авторах

Юрий Борисович Гербер

Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского»

Автор, ответственный за переписку.
Email: gerber_1961@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3224-6833
ResearcherId: B-6690-2019

профессор кафедры технологии и оборудования производства и переработки продукции животноводства Академии биоресурсов и природопользования, доктор технических наук

Россия, 295492, г. Симферополь, пос. Аграрное

Александр Викторович Гаврилов

Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского»

Email: tehfac@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3382-0307
ResearcherId: AAH-5137-2019

доцент кафедры технологии и оборудования производства и переработки продукции животноводства Академии биоресурсов и природопользования, кандидат технических наук

Россия, 295492, г. Симферополь, пос. Аграрное

Наталья Сергеевна Киян

Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского»

Email: natashik_1993@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7043-8962
ResearcherId: AAH-5147-2019

магистрант кафедры технологии и оборудования производства и переработки продукции животноводства Академии биоресурсов и природопользования

Россия, 295492, г. Симферополь, пос. Аграрное

Список литературы

Гербер, Ю. Б. Использование комплексного энергозамещающего устройства для переработки молока / Ю. Б. Гербер, А. В. Гаврилов, А. П. Вербицкий [и др.] // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. – 2016. – № 7 (170). – С. 52–59. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-kompleksnogo-energozameschayuschego-ustroystva-dlya-pererabotki-moloka/viewer (дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Гербер, Ю. Б. Определение параметров секции предварительного подогрева пастеризатора с использованием КЭУ / Ю. Б. Гербер, А. В. Гаврилов // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. – 2016. – № 5 (168). – С. 56–61. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opredelenie-parametrov-sektsii-predvaritelnogo-podogreva-pasterizatora-s-ispolzovaniem-keu (дата обращения: 30.03.2020). –Рез. англ.
Гербер, Ю. Б. Использование комплексного энергозамещающего устройства в технологии производства функционального продукта «Ацидолакт» / Ю. Б. Гербер, А. В. Гаврилов,Н. С. Киян // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. – 2016. – № 6 (169). – С. 60–66. –URL: https://e.lanbook.com/reader/journalArticle/346730/#1 (дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Ботвинникова, В. В. Формирование потребительских свойств кисломолочных напитков на основе эффектов ультразвука / В. В. Ботвинникова, О. Н. Красуля. – doi: 10.14529/food150405 //Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: пищевые и биотехнологии. –2015. – Т. 3, № 4. – С. 30–40. – URL: https://vestnik.susu.ru/food/article/view/4457 (дата обращения:30.03.2020). – Рез. англ.
Доровских, В. И. Обоснование критериев оценки эффективности использования оборудования для первичной обработки молока / В. И. Доровских, Д. В. Доровских, С. Ф. Х. Альлами // Наука в центральной России. – 2016. – № 5 (23). – С. 62–69. – URL: https://clck.ru/MjF8t (дата обращения:30.03.2020). – Рез. англ.
Пасько, О. В. Применение принципов ХАССП при разработке технологии творожного биопродукта / О. В. Пасько, Л. Г. Германская, О. В. Пензина // Аграрный вестник Урала. –2014. – № 8 (126). – С. 34–37. – URL: http://avu.usaca.ru/ru/issues/67/articles/1700 (дата обращения:30.03.2020). – Рез. англ.
Гербер, Ю. Б. К вопросу проектирования современного молокоперерабатывающего предприятия / Ю. Б. Гербер, А. В. Гаврилов // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. – 2018. –№ 15 (178). – С. 97–106. – Рез. англ.
Гербер, Ю. Б. Исследование предварительного подогрева теплоносителя комплексным энергозамещающим устройством в тепловых процессах переработки молока / Ю. Б. Гербер, А. В. Гаврилов, А. П. Вербицкий. – doi: 10.21603/2074-9414-2018-3-124-132 // Техника и технология пищевых производств. – 2018. – Т. 48, № 3. – С. 124–132. – URL: https://www.researchgate.net/publication/330879456_Thermal_Treatment_in_Milk_Processing_Using_a_Complex_Energy-_Substitution_Equipment_during_Preliminary_Water_Heating (дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Гербер, Ю. Б. Энергетические показатели работы термосмешивающей системы в линии переработки молока с использованием комплексной энергозамещающей установки / Ю. Б. Гербер,А. В. Гаврилов, Н. С. Киян // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина». – 2018. – № 6 (88). – С. 65–69. – URL: https://clck.ru/MjFzi(дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Гербер, Ю. Б. Обоснование параметров механической обработки молока при производстве кисломолочных продуктов / Ю. Б. Гербер, А. В. Гаврилов. – doi: 10.21603/2074-9414-2019-3-375-382 //Техника и технология пищевых производств. – 2019. – Т. 49, № 3. – С. 375–382. – URL: http://fptt.ru/?page=archive&jrn=54&article=4 (дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Кригер, О. В. Разработка приемов длительного сохранения свойств молочнокислых микроорганизмов / О. В. Кригер, С. Ю. Носкова. – doi: 10.21603/2074-9414-2018-4-30-38 // Техника и технология пищевых производств. – 2018. – № 4. – С. 30–38. – URL: http://fptt.ru/?page=archive&jrn=51&article=4 (дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Карпович, Э. В. Перспективные направления использования солнечных батарей / Э. В. Карпович // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. – 2011. – № 4. – С. 34–36. – URL:http://www.cnshb.ru/cnshb/newpost/arttrn.asp?val=1182693 (дата обращения: 30.03.2020).
Бобыль, А. В. Источники развития альтернативной энергетики / А. В. Бобыль, А. Г. Забродский, В. Г. Малышкин [и др.] // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. – 2017. – Вып. 92. – С. 31–35. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/istochniki-razvitiya-alternativnoy-energetiki (дата обращения: 30.03.2020). –Рез. англ.
Бровцин, В. Н. Оптимизация параметров солнечной водонагревательной установки методом вычислительного эксперимента / В. Н. Бровцин, А. Ф. Эрк // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. – 2013. –№ 84. – С. 112–125. – URL: https://docplayer.ru/42197151-V-n-brovcin-d-r-tehn-nauk-a-f-erk-kandtehn-nauk.html (дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Бровцин, В. Н. Обоснование оптимальных параметров преобразователей энергии Солнца и ветра в электрическую / В. Н. Бровцин, А. Ф. Эрк // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. – 2014. – № 85. –С. 72–84. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obosnovanie-optimalnyh-parametrov-preobrazovate ley-energii-solntsa-i-vetra-v-elektricheskuyu (дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Судаченко, В. Н. Обоснование критерия экономической эффективности совместного использования традиционных и возобновляемых энергоисточников / В. Н. Судаченко, А. Ф. Эрк,Е. В. Тимофеев // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. – 2017. – № 92. – С. 35–43. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obosnovanie-kriteriya-ekonomicheskoy-effektivnosti-sovmestnogo-ispolzovaniya-traditsionn yh-i-vozobnovlyaemyh-energoistochnikov (дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Марченко, О. В. Системные исследования эффективности возобновляемых источников энергии / О. В. Марченко, С. В. Соломин // Теплоэнергетика. – 2010. – № 11. – C. 12–17.
Пермяков, Э. Н. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: состояние и перспективы освоения / Э. Н. Пермяков // Энергетическое строительство. – 2011. – № 12. – C. 15–21.
Караева, Н. С. Развитие альтернативных источников энергии в решении проблем энергетики / Н. С. Караева, М. А. Кариев // Вестник Кыргызского национального аграрного университета им. К. И. Скрябина. – 2014. – № 2 (31). – С. 331–335.
Алеексенко, С. В. Нетрадиционная энергетика и энергоресурсосбережение / С. В. Алеексенко // Инновации. Технология. Решения. – 2006. – № 3. – С. 8–41. – URL: http://masters.donntu.org/2011/etf/korovin/library/article3/article3.htm (дата обращения: 30.03.2020).
Милованов, И. В. Анализ современного состояния развития энергетики при использовании альтернативных источников энергии / И. В. Милованов // Труды Кубанского государственного аграрного университета. – 2013. – № 44. – С. 278–281. – URL: https://kgau-works.kubsau.ru/issue/2013-44 (дата обращения: 30.03.2020).
Свалова, В. Б. Альтернативная энергетика: проблемы и перспективы / В. Б. Свалова //Мониторинг. Наука и технологии. – 2015. – № 3 (24). – С. 82–97. – URL: http://csmos.ru/index.php?page=mnt-issue-2015-3-09 (дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Шевцова, С. В. Анализ зарубежного опыта использования альтернативных видов энергии /С. В. Шевцова, Д. С. Жолудь // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. – 2010. – № 6 (76). –С. 49–53. – URL: https://clck.ru/MjNor (дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Мучинская, А. В. Солнечная энергия в системе энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей / А. В. Мучинская, А. Н. Синькевич // Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков. – 2014. – № 8. – С. 158–161. – URL: https://studylib.ru/doc/2102839/solnechnaya-e-nergiya-v-sisteme-e-nergosnabzheniya (дата обращения: 30.03.2020).
Сафонов, В. А. Тенденции, состояние, возможности, перспективы развития возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в республике Крым и г. Севастополь / В. А. Сафонов, А. А. Восканян // Энергетические установки и технологии. – 2017. – Т. 3, № 4. – С. 55–64. – Рез. англ.
Сабанчин, В. Р. Солнце как альтернатива традиционному топливу / В. Р. Сабанчин,А. Ф. Занина // Вестник УГУЭС. Наука. Образование. Экономика. Серия: Экономика. – 2014. –№ 1 (7). – С. 201–204. – URL: http://www.ugues.ru/files/Вестник/Vipusk-7-2014.pdf (дата обращения:30.03.2020). – Рез. англ.
Энговатова, В. В. Перспективные направления в сфере энергосбережения и электроснабжения Крыма / В. В. Энговатова, В. И. Демин, Е. И. Овчинникова [и др.] // Научные труды КубГТУ. – 2015. – № 4. – С. 301–312. – URL: https://ntk.kubstu.ru/data/mc/0011/0392.pdf (дата обращения: 30.03.2020). – Рез. англ.
Сухоручкина, Т. Ю. Проблемы развития возобновляемых источников энергетики в России /Т. Ю. Сухоручкина, О. С. Атрашенко // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. – 2016. – № 2 (14). – С. 40–43. – URL: https://clck.ru/MjQ8w (дата обращения: 30.03.2020). –Рез. англ.
Tepe, K. Determination of Basic Parameters of Solar Panels / K. Tepe, K. Agbenotowossi,G. Djeteli [ et al.] // International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology. – 2010. – Issue 2 (82). – С. 22–27. – URL: http://naukarus.com/determination-of-basic-parameters-of-solar-panels(дата обращения: 30.03.2020).
Gladyshev, P. P. Thin Film Solar Cells Based on CdTe and Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) Compounds /P. P. Gladyshev, S. V. Filin, A. I. Puzynin [et al.] // Journal of Physics: Conference Series: 3rd NanotechnologyInternational Forum (1–3 November, 2010). – Moscow, 2010. – Vol. 291.
Clapp, J. The Global Political Economy of Climate Change, Agriculture and Food Systems /J. Clapp, P. Newell, Z. W. Brent. – doi: 10.1080/03066150.2017.1381602 // The Journal of Peasant Studies – 2018. – Vol. 45, Issue 1. – Рр. 80–88. – URL: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/03066150.2017.1381602?journalCode=fjps20 (дата обращения: 30.03.2020).
Govindan, K. Sustainable Consumption and Production in the Food Supply Chain: A Conceptual Framework / K. Govindan. – doi: 10.1016/j.ijpe.2017.03.003 // International Journal of Production Economics.– 2018. – Vol. 195. – Рр. 419–431. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925527317300610?via%3Dihub (дата обращения: 30.03.2020).
Cai, X. Understanding and Managing the Food-Energy-Water Nexus – Opportunities for Water Resources Research / X. Cai, K.Wallington, M. Shafiee-Jood [et al.]. – doi: 10.1016/j.advwatres.2017.11.014 //Advances in Water Resources. – 2018. – Vol. 111. – Рр. 259–273. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0309170817304475?via%3Dihub (дата обращения: 30.03.2020).
Prosekov, A. Y. Food Security: The Challenge of the Present / A. Y. Prosekov, S. A. Ivanova. – doi: 10.1016/j.geoforum.2018.02.030 // Geoforum. – 2018. – Vol. 91. – Рр. 73–77. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016718518300666?via%3Dihub (дата обращения: 30.03.2020).
Burdo, O. Development of Wave Technologies to Intensify Heat and Mass Transfer Processes /O. Burdo, V. Bandura, A. Zykov [et al.]. – doi: 10.15587/1729-4061.2017.108843 // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2017. – Vol. 4, № 11 (88). – Рр. 34–42. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016718518300666?via%3Dihub (дата обращения: 30.03.2020).
Burdo, O. G. Electrotechnologies of Targeted Energy Delivery in the Processing of Food Raw Materials / O. G. Burdo, V. N. Bandura, Y. O. Levtrinskaya. – doi: 10.3103/S1068375518020047 // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. – 2018. – Vol. 54, Issue 2. – Рр. 210–218. – URL: https://link.springer.com/article/10.3103/S1068375518020047 (дата обращения: 30.03.2020).
Sabarez, H. T. Ultrasound Assisted Low Temperature Drying of Food Materials / H. T. Sabarez,S. Keuhbauch, K. Knoerzer. – doi: 10.4995/IDS2018.2018.7329 // 21st International Drying Symposium Proceedings. – 2018. – Рр. 1245–1250. – URL: https://www.researchgate.net/publication/330490810_Ultrasound_assisted_low_temperature_drying_of_food_materials (дата обращения: 30.03.2020).
Kumar, C. Microwave-Convective Drying of Food Materials: A Critical Review // C. Kumar,M. A. Karim. – doi: 10.1080/10408398.2017.1373269 // Critical Reviews in Food Science and Nutrition.– 2019. – Vol. 59, Issue 3. – Рр. 379–394. – URL: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10408398.2017.1373269?journalCode=bfsn20 (дата обращения: 30.03.2020).