Reserves of secondary thermal energy resources use in food industry of Ukraine
The analysis of the state of secondary thermal energy resources use in the food industry on the example of bakery and beer production was carried out. The volumes have been established as significant.The basic factors to determine the saving of power resources and absence of undesirable toxic substa...
Збережено в:
| Дата: | 2013 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2013
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/484 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871103900447145984 |
|---|---|
| author | Maistrenko N.Yu. |
| author_facet | Maistrenko N.Yu. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Maistrenko N.Yu.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Maistrenko N.Yu. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:40Z |
| description | The analysis of the state of secondary thermal energy resources use in the food industry on the example of bakery and beer production was carried out. The volumes have been established as significant.The basic factors to determine the saving of power resources and absence of undesirable toxic substances in the final product are the technical level of production, the applied technology, the methods of the drying agent and conditioned air preparation, as well as the level of using the secondary thermal energy resources (STER) and wastes of production. To extend the STER use the acting fuel and energy balances of the corresponding enterprises should be revised in order to maximize the STER involvement and affordable simultaneous supply for the neighboring consumers; production of the economically efficient utilization equipment, the recuperators and the utilization boilers, their spare parts and components must be resumed; the better equipment for STRP sourcing units should be planned; the industrial furnaces of small and middle capacity must be equipped with recuperators to reduce fuel consumption and heat loss with emissions, i.e. the STER output decreasing.The measures to increase usage of STPR as well as the forecast for STPR output in 2015 and 2020 have been proposed. |
| first_indexed | 2026-03-24T02:01:56Z |
| format | Article |
| fulltext |
43ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33)
УДК 620.662.3
Н.Ю. МАЙСТРЕНКО
Інститут загальної енергетики НАН України, м. Київ
РЕЗЕРВИ ВИКОРИСТАННЯ ВТОРИННИХ ТЕПЛОВИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ
У ХАРЧОВІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ УКРАЇНИ
Проаналізовано стан використання вторинних теплових енергетичних ресурсів у харчо-
вій промисловості на прикладі виробництва хлібобулочних виробів та виробництва
пива. Встановлено, що обсяги використання значні. Запропоновано заходи щодо збіль-
шення використання ВТЕР та прогноз їх виходу і напрями використання вторинних теп-
лових енергоресурсів на перспективу в 2015 та 2020 роках.
К л ю ч о в і с л о в а: вторинні теплові енергетичні ресурси, економія енергетичних
ресурсів, енергозбереження.
Підприємства харчової промисловості
(Виробництво харчових продуктів, напоїв та
тютюнових виробів (за КВЕД – 2005 та КВЕД –
2010)) відносяться до крупних споживачів
паливно-енергетичних ресурсів. До найбільш
енергоємних відносяться «Виробництво хлібо-
булочних виробів» і «Виробництво пива» та
інші. Одночасно необхідно зауважити, що
обладнання цих підприємств має високий сту-
пінь зносу та нині проходить досить високовар-
тісний процес модернізації.
Вторинні теплові енергоресурси (ВТЕР) як
частина вторинних енергоресурсів (ВЕР)
несуть в собі потенціал теплової енергії, що
знаходиться у готовій та проміжній продукції,
відходах тощо. Їх поділяють на чотири групи:
тепло відхідних газів та рідин (димових газів,
тепло води та технологічних рідин і готових
продуктів), тепло відпрацьованої пари пароге-
нераторних установок та вторинна пара тепло-
вих технологічних установок (випарні установ-
ки, ректифікаційні апарати, сушарки, пара
випаровування); тепло горючих відходів;
тепло, що знаходиться в кінцевих продуктах та
відходах виробництва (тепло готового хліба,
гаряче повітря з вентиляції гарячих цехів
тощо). Використовуються ВТЕР на трьох рів-
нях: внутрішні (всередині цеху, всередині тех-
нології), зовнішні (опалення, теплопостачан-
ня), комбіновані. ВТЕР при виробництві пива
складаються з тепла вторинної пари варочних
котлів, конденсаторів, води для охолодження,
відхідних газів осушувачів і котельної. В хлібо-
булочному виробництві елементами ВТЕР є
тепло конденсатів, вторинної пари вакуум-апа-
ратів, змієподібних колонок, барометричної
води, вторинної пари випарних установок,
продуктів виробництва, відхідних газів печей,
сушарок і котельної.
За кількістю ВТЕР, що утворюються під час
виробництва, можна оцінити досконалість
процесу: чим менше утворюється ВТЕР, тим
агрегат чи установка більш ефективно працює.
Сучасна технологія повинна бути без- чи мало-
відходною, але часто вихід ВТЕР є неминучим,
тому необхідно їх повне та кваліфіковане вико-
ристання [10].
У сфері впровадження енергозберігаючих
технологій є значні резерви, бо поряд з уста-
новками, що працюють з коефіцієнтом корис-
ної дії 90% і вище, діє велика кількість теплових
установок з низьким ККД, що не перевищує
30%. Ефективність використання тепла в
більшості технологічних процесів харчової
промисловості можна значно підвищити.
Капіталовкладення для цього необхідні значно
менші за обсягом порівняно з необхідними для
добування еквівалентної кількості палива.
Вітчизняний та зарубіжний досвід свідчить про
те, що вартість зекономленої енергії при рекон-
струкції в 3–5 разів менша, ніж енергії, що
отримана при будівництві нових установок
аналогічної продуктивності [5].
За обсягом палива, що спалюється в топках
печей, хлібопекарне виробництво займає про-
відне місце в харчовій промисловості. В серед-
ньому для випікання 1 т хліба необхідно
© Н.Ю. МАЙСТРЕНКО, 2013
50–65 кг умовного палива. Із цієї кількості
палива корисно використовується лише
30–32%. З продуктами згорання в атмосферу
виходить від 30% до 60% всього тепла.
Температура відхідних запічних газів у печах з
нагрівальними трубами – від 500 до 700°С, хоча
температурний напір від газів у пічній камері
забезпечується при температурі продуктів зго-
рання 350°С. Одночасно необхідна значна кіль-
кість гарячої води на технологічні та санітарно-
технічні потреби. Отже, лише використання
тепла відхідних газів хлібопекарних печей з
нагрівальними трубами є недостатнім.
Тепло відхідних газів можна використати
для підігріву повітря перед подачею його в
топку печі, що поряд з економією палива
покращить умови горіння. Підвищення темпе-
ратури повітря, що подається в топку, на 1°С
понижує температуру димових газів на таку
саму величину.
При високій температурі запічних газів
(вище 350°С) рекомендується ступінчате їх
використання: спочатку гази нагрівають воду
(до 80°С), охолоджуючись до 350°С, а потім
направляються в підігрівач повітря, де темпе-
ратура їх знижується до 200°С. Далі відхідні гази
можна використати в контактному тепло-
обміннику для підігріву води. Високий ступінь
охолодження запічних газів значно підвищить
коефіцієнт використання тепла з палива.
Нині відбувається стрімке зростання цін на
нафту і природний газ, підприємства з вироб-
ництва пива можуть використовувати пивну
дробину як джерело енергії, що може зеконо-
мити до 60% їх потреби в енергії. Незначні
прямі капіталовкладення відносно швидко
амортизуються зростанням витрат на енерго-
носії. Отримати енергію з пивної дробини
можна декількома способами: шляхом її гази-
фікації, піролізу (з утворенням коксу, метанолу,
смоли і газів, у т.ч. водню, метану і етилену
тощо), переробки на спирт, безпосереднього
спалювання або отримання біогазу. Найчастіше
отримують біогаз або спалюють пивну дробину.
Теплота згорання пивної дробини вологістю
близько 81% становить 3450 кДж/кг, тобто вона
має таку саму теплотворну здатність як буре
вугілля. Для спалювання пивної дробини
необхідна температура >850°С. Перед спалю-
ванням вологість пивної дробини знижують на
фільтрпресах до 60% с підвищенням теплоти
згорання до 7260 кДж/кг або в дискових сушар-
ках до 10% з підвищенням теплоти згорання до
16320 кДж/кг, потім розмелюють. Завдяки
цьому зменшується вартість підготовки пивної
дробини для використання як палива.
Дробину спалюють у звичайних вугільних
котлах, в спеціальних котлах-утилізаторах або в
установках для спалювання біомаси.
Отриманий біогаз застосовують для обігріву
технологічного обладнання при виробництві
пива або для виробництва електроенергії [5].
Основними факторами, що визначають еко-
номію витрат енергетичних та матеріальних
ресурсів та відсутність небажаних токсичних
речовин в готовому продукті, є технічний
рівень виробництва, технологія, що застосову-
ється, способи підготовки сушильного агента
та кондиційованого повітря, а також ступінь
використання вторинних теплоенергетичних
ресурсів та відходів виробництва. Питомі вит-
рати сировини, теплової та електричної енергії
безпосередньо залежать від організації вироб-
ництва, дотримання оптимальних режимів тех-
нології, що використовується, технічного стану
оснащення, рівня автоматизації технологічних
процесів.
Прикладом скорочення кількості скидного
тепла і відповідного зниження витрат тепла
теплогенеруючих джерел може бути вдоскона-
лення технологічних процесів у харчовій про-
мисловості. Для цього доцільним є: перегляд
паливно-енергетичних балансів підприємств з
метою максимального залучення ВЕР та забез-
печенням можливих сусідніх споживачів;
випуск економічно необхідного утилізаційного
обладнання, передбачити краще оснащення
агрегатів-джерел ВЕР вже існуючими утиліза-
ційними установками, поновлення виробницт-
ва рекуператорів і котлів-утилізаторів, запас-
них частин до них та комплектуючих; обладна-
ти промислові печі малої та середньої потужно-
сті рекуператорами з метою скорочення витрат
палива і зменшення втрат тепла з викидами,
тобто зменшення виходу ВЕР [6].
Пропонуються заходи зі зменшення енерго-
споживання загального характеру на період до
2020 року:
– зниження температури конденсату на 10
градусів дозволяє зменшити витрати пари на
апарат (рекомендована температура конденса-
ту нижча від температури насиченої пари не
44 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33)
Н.Ю. МАЙСТРЕНКО
45ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33)
Резерви використання вторинних теплових енергетичних ресурсів у харчовій промисловості України
менше ніж на 5 градусів) – на 2–2,5%;
– охолодження регенерованого повітря в
сушильних апаратах до 40–45 градусів дозволяє
знизити питомі витрати на сушку на 15–20%;
– інтенсифікація теплообміну оребренням
калориферів в установках сушки з примусовою
циркуляцією дає можливість економити тепло
до 10%;
Рис.1. Динаміка та прогноз виробництва хлібобулочних виробів за період 2007–2020 роки
Рис.2. Динаміка та прогноз виробництва пива солодового, включаючи пиво безалкогольне
і пиво з вмістом алкоголю менше 0,5% за період 2007–2020 роки
– герметизація дверей сушильних установок
та самих установок може зекономити до 6–8%
тепла;
– зростання температури води на 1 градус
збільшує перевитрати тепла з відкритої поверх-
ні (рекомендована температура не вище 65–68
градусів) на 4–5%;
– раціональна компоновка термічних камер
і агрегатів – проміжок до стін і підлоги більше
0,5 м, додаткова теплоізоляція – дозволяє зни-
46 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33)
Н.Ю. МАЙСТРЕНКО
Рис. 4. Динаміка та прогноз виходу і можливості використання вторинних теплових енергоресурсів
у 2007–2020 роках у виробництві пива солодового, включаючи пиво безалкогольне і пиво
з вмістом алкоголю менше 0,5%
Рис.3. Динаміка та прогноз виходу і можливості використання вторинних теплових енергоресурсів
у 2007–2020 роках у виробництві хлібобулочних виробів
зити втрати тепла на 8–10%;
– додаткова ізоляція металевих паровароч-
них камер дозволяє зекономити тепло до 20%;
– наявність закритих варочних котлів криш-
ками під час роботи дає можливість зменшити
втрати тепла з відкритої поверхні в 5–6 разів,
при відкритій кришці втрачається тепло з
поверхні рідини при її температурі 65 градусів –
до 2800 ккал/кв. м, а 80 градусів – 5300 ккал/кв.
м;
– відсутність теплоізоляції на арматурі та
фасонних частинах теплопроводів збільшує
втрати в них на 10–30%;
– заміна парової системи опалення на водя-
ну зменшує витрати тепла на 12–16%;
– наявність шару пилу на нагрівальних при-
ладах збільшує витрати тепла на 5%;
– відсутність утеплення вікон та дверей
збільшує витрати на опалення до 60%.
По виробництву хлібобулочних виробів про-
понується:
– впровадження хлібопекарних печей з
рециркуляцією топкових газів – економить до
15% палива;
– впровадження хлібопекарних печей з
власним парогенератором та теплоутилізато-
ром – економить до 20% палива.
У виробництві пива солодового, включаючи
пиво безалкогольне і пиво з вмістом алкоголю
менше 0,5%:
– впровадження сушарок безперервної дії
економить до 10–15% теплоенергії;
– нові пляшкомийні машини АММ-12 еко-
номлять теплоенергію в 1,5–2 рази;
– кип’ятіння під тиском при приготуванні
пивного сусла – економить 14 т у.п./ млн дал;
– використання тепла відхідних газів від
солодосушарок – 30 т у.п./ тис. т на одну уста-
новку;
– в охолоджувачах сусла використання
тепла вихідної води в технологічному процесі –
62 т у.п. /млн дал.
ВИСНОВКИ
В Україні спостерігається високий рівень
виробництва хлібобулочних виробів та пива,
відповідно потенційні обсяги використання
ВТЕР досить великі (на рівні 1000–1400 Гкал), а
заходи щодо впровадження економії енергоре-
сурсів на виробництвах хлібобулочних виробів
та виробництві пива солодового, включаючи
пиво безалкогольне і пиво з вмістом алкоголю
менше 0,5%, будуть ефективними, оскільки
вони збережуть кошти для модернізації облад-
нання від зменшення закупки нових обсягів
ПЕР (25 тис. т у.п. у виробництві пива солодо-
вого та 22,3 тис. т у.п. у виробництві хлібобу-
лочних виробів). Для поглиблення викори-
стання ВТЕР необхідно переглянути діючі
паливно-енергетичні баланси відповідних під-
приємств з метою максимального залучення
ВТЕР та одночасне забезпечення можливих
сусідніх споживачів; поновити випуск еконо-
мічно необхідного утилізаційного обладнання,
передбачити краще оснащення агрегатів-дже-
рел ВТЕР вже існуючими утилізаційними уста-
новками, відновлення виробництва рекупера-
торів і котлів-утилізаторів, запасних частин до
них та комплектуючих; обладнати промислові
печі малої та середньої потужності рекуперато-
рами з метою скорочення витрат палива і змен-
шення втрат тепла з викидами, тобто зменшен-
ня виходу ВТЕР.
1. Руководство по разработке энергетиче-
ского паспорта потребителя энергоресурсов
производственного назначения: Сб. 3. – М.:
Московское агентство по энергосбереже-
нию, 1997.
2. Экономия энергоресурсов в промыш-
ленных технологиях. Справочно-методиче-
ское пособие / Авторы-составители: Г.Я.
Вагин, Л.В. Дудникова, Е.А. Зенютич, А.Б.
Лоскутов, Е.Б. Солнцев; Под ред. С.К.
Сергеева. – Н. Новгород: НГТУ, НИЦЭ,
2001. – С. 133, 193–196, 200–201.
3. Максименко І.Ф., Бойко О.О.,
Осауленко Ю.В. Національний університет
харчових технологій. Теплові потоки
варочного відділення пивзаводів. – Режим
доступу: http://dspace.nuft.edu.ua/jspui/bit-
stream/123456789/6261/1/49.pdf.
4. http://www.journal.esco.co.ua/2008_2/art11
9/art119.htm.
5. Пехер К. Тепловая утилизация пивной
дробины — экономически выгодное исполь-
зование экологически чистого источника
энергии // Пиво и напитки. – 2006. – № 5.
6. Емельянов А.Б., Гавриленков А.М. //
Пиво и напитки. – 2000. – № 5. – С. 52–53.
– Шифр П3209. Пивоварение; Солод;
Сушка; Энергозатраты; Испарение;
47ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33)
Резерви використання вторинних теплових енергетичних ресурсів у харчовій промисловості України
Сушилки; Режим работы; Теплообмен;
Программное обеспечение; Воронежская
обл.
7. Статистичні щорічники України за 2007 –
2011 роки. – Режим доступу:
http://ukrstat.gov.ua/.
8. Звіт про результати використання палива,
теплоенергії та електроенергії. Статистична
форма № 11– МТП. Річні форми за 2007 –
2011 роки.
9. Результати використання котельно-піч-
ного палива, теплоенергії, електроенергії за
2011 – 2012 роки. – Режим доступу:
http://ukrstat.gov.ua/.
10. Сушон С.П., Завалко А.Г., Минц М.И.
Вторичные энергетические ресурсы про-
мышленности СССР. – М.: Энергия, 1978. –
320 с.
Надійшла до редколегії 18.06.2013
Рецензент:
Зав. відділу прогнозування
науково-технічного прогресу
в енергетиці та ефективності
енерготехнологій
ІЗЕ НАН України,
д-р техн. наук, професор
Шрайбер О.А.
48 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2013, вип. 2 (33)
Н.Ю. МАЙСТРЕНКО
|
| id | systemreorg-article-484 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:15:33Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/71/39603f0480fb0ff1715043197f5ff771.pdf |
| spelling | systemreorg-article-4842026-07-18T12:57:40Z Reserves of secondary thermal energy resources use in food industry of Ukraine Резерви використання вторинних теплових енергетичних ресурсів у харчовій промисловості України Maistrenko N.Yu. secondary thermal power resources, saving of energy resources, energy conservation. вторинні теплові енергетичні ресурси, економія енергетичних ресурсів, енергозбереження. The analysis of the state of secondary thermal energy resources use in the food industry on the example of bakery and beer production was carried out. The volumes have been established as significant.The basic factors to determine the saving of power resources and absence of undesirable toxic substances in the final product are the technical level of production, the applied technology, the methods of the drying agent and conditioned air preparation, as well as the level of using the secondary thermal energy resources (STER) and wastes of production. To extend the STER use the acting fuel and energy balances of the corresponding enterprises should be revised in order to maximize the STER involvement and affordable simultaneous supply for the neighboring consumers; production of the economically efficient utilization equipment, the recuperators and the utilization boilers, their spare parts and components must be resumed; the better equipment for STRP sourcing units should be planned; the industrial furnaces of small and middle capacity must be equipped with recuperators to reduce fuel consumption and heat loss with emissions, i.e. the STER output decreasing.The measures to increase usage of STPR as well as the forecast for STPR output in 2015 and 2020 have been proposed. Проаналізовано стан використання вторинних теплових енергетичних ресурсів у харчовій промисловості на прикладі виробництва хлібобулочних виробів та виробництва пива. Встановлено, що обсяги використання значні.Основними факторами, що визначають економію витрат енергетичних ресурсів і відсутність небажаних токсичних речовин у готовому продукті, є технічний рівень виробництва, технологія, що застосовується, способи підготовки сушильного агента та кондиційованого повітря, а також ступінь використання вторинних теплоенергетичних ресурсів і відходів виробництва. Для поглиблення використання ВТЕР необхідно переглянути діючі паливно-енергетичні баланси відповідних підприємств з метою максимального залучення ВТЕР та одночасного забезпечення можливих сусідніх споживачів; поновити випуск економічно необхідного утилізаційного обладнання, передбачити краще оснащення агрегатів-джерел ВТЕР вже існуючими утилізаційними установками, відновлення виробництва рекуператорів і котлів-утилізаторів, запасних частин до них та комплектуючих; обладнати промислові печі малої та середньої потужності рекуператорами з метою скорочення витрат палива і зменшення втрат тепла з викидами, тобто зменшення виходу ВТЕР.Запропоновано заходи щодо збільшення використання ВТЕР та прогноз їх виходу в 2015 та 2020 роках. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2013-07-04 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/484 System Research in Energy; No. 2 (33) (2013): The Problems of General Energy; 43-48 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (33) (2013): Проблеми загальної енергетики; 43-48 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/484/419 Copyright (c) 2013 Maistrenko N.Yu. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | secondary thermal power resources saving of energy resources energy conservation. Maistrenko N.Yu. Reserves of secondary thermal energy resources use in food industry of Ukraine |
| title | Reserves of secondary thermal energy resources use in food industry of Ukraine |
| title_alt | Резерви використання вторинних теплових енергетичних ресурсів у харчовій промисловості України |
| title_full | Reserves of secondary thermal energy resources use in food industry of Ukraine |
| title_fullStr | Reserves of secondary thermal energy resources use in food industry of Ukraine |
| title_full_unstemmed | Reserves of secondary thermal energy resources use in food industry of Ukraine |
| title_short | Reserves of secondary thermal energy resources use in food industry of Ukraine |
| title_sort | reserves of secondary thermal energy resources use in food industry of ukraine |
| topic | secondary thermal power resources saving of energy resources energy conservation. |
| topic_facet | secondary thermal power resources saving of energy resources energy conservation. вторинні теплові енергетичні ресурси економія енергетичних ресурсів енергозбереження. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/484 |
| work_keys_str_mv | AT maistrenkonyu reservesofsecondarythermalenergyresourcesuseinfoodindustryofukraine AT maistrenkonyu rezervivikoristannâvtorinnihteplovihenergetičnihresursívuharčovíjpromislovostíukraíni |