Добірка наукової літератури з теми "Енергоефективні матеріали"

Процеси конвективного сушіння відносяться до найбільших енергоємних промислових технологічних процесів. Затрати енергії на видалення вологи досягають 3000 – 5000 кДж/кг і більше, тому вирішення питання зменшення енергоспоживання при сушінні є актуальним науково-технічним завданням. Одним із шляхів вирішення даної проблеми є розробка енергоефективних режимів сушіння. Аналітичний розрахунок процесу сушіння колоїдних капілярно-пористих матеріалів досить складний, оскільки необхідно знати ряд індивідуальних величин для даного продукту. В даній роботі досліджували процес конвективного сушіння композитного колоїдного капілярно-пористого матеріалу. Процес досліджується екс-периментально з використанням моносировини та композиції у певному співвідношенні матеріалів. Оскільки істотне збільшення енергетичних витрат на сушіння звичайно пов’язують з складністю видалення вологи з матеріалу, кінетика якого обумовлена рухливістю молекул води та енергією їх взаємодії з іншими молекулами, тому важливо було дослідити зміни питомої теплоти випаровування води з моносировини, композиції з них. В процесі дослідження встановлені та узагальнені нові закономірності при сушінні композиційної сировини. Визначена теплота випаровування моно та композиційної сировини, яка в композиції менша ніж в моносировині. Для організації економічного та енергетичного процесу сушіння органічної колоїдної капілярно-пористої сировини та підвищення якості сухого продукту найбільш доцільно створення композицій та використання ступеневих режимів енергопідведення із зниженням температури теплоносія із зменшенням вологовмісту матеріалу. Розраховані інтенсивність та тривалість зневоднення сумішей. Розрахована густина теплового потоку, яка витрачається на випаровування вологи в залежності від інтенсивності випаровування і вологовмісту матеріалу. Досліджено залежність числа Ребіндера (як критерію оптимізації сушки) від вологовмісту матеріалу, що обґрунтовує ефективність запропонованих ступеневих режимів сушки.

Стратегічним завданням Уряду нашої держави є стабілізація економіки, підвищення конкурентоспроможності вітчизняного виробництва на основі його глибокої модернізації. Однак заплановане створення в різних регіонах України нових технологічних укладів, модернових виробництв, перспективних секторів економіки неможливе без наявності компетентних кваліфікованих робітників, яких покликана готувати система професійно-технічної освіти. Саме тому ця система потребує державної підтримки й інвестицій в напрямі модернізації усіх її підсистем, приведення у відповідність до вимог сучасного енергоефективного виробництва.У зв’язку з цим, актуальним є оновлення змісту і засобів професійної підготовки майбутніх кваліфікованих робітників, спрямованих на оволодіння сучасними виробничими технологіями, що уможливлять їх здатність працювати на високотехнологічному обладнанні, використовувати в професійній діяльності енергоефективні матеріали.Зазначимо, що проблема заощадження енергетичних ресурсів України обговорюється політиками, науковцями, роботодавцями протягом 16 років. Однак у професійно-технічній освіті і до сих пір відсутні навчальні дисципліни, які б забезпечували формування у молодих робітників культури енергоефективної діяльності.З огляду на це в Інституті професійно-технічної освіти НАПН України було започатковано новий напрям досліджень, що стосується впровадження питань енергоефективності у первинну професійну освіту і професійне навчання кваліфікованих робітників на виробництві. Створений з цією метою Центр енергоефективності спрямовував свої зусилля на розробку інноваційного навчального курсу «Основи енергоефективності».Підґрунтям створення цього навчального курсу стали результати аналізу практики діяльності підприємств галузей народного господарства, в тому числі й будівельної, а також змісту навчальних планів і програм за якими здійснюється підготовка кваліфікованих робітників.Виявилося, що на підприємствах гальмується забезпечення заходів щодо: впровадження енергозберігаючих технологій, енергоефективного обладнання; зменшення енергоємності продукції; скорочення витрат ресурсів; контролю й управління витратами паливно-енергетичних ресурсів; участі робітничих кадрів у планових заходах підприємств з енергозбереження.Аналіз змісту професійно-технічної освіти показав, що недостатньою є популяризація і пропагування економічних, екологічних і соціальних переваг енергозбереження серед учнівської молоді ПТНЗ і виробничого персоналу підприємств. Було запропоновано до змісту професійного навчання кваліфікованих робітників вводити навчальний матеріал з енергоефективних технологій. Наприклад, для фахівців будівельного профілю доцільно вводити навчальний матеріал, що стосується комплексних енергосистем, вітроенергетики, сонячної енергетики, гідроенергетики, біоенергетики, геотермальної енергетики тощо. Цінною навчальною інформацією для учнів ПТНЗ є сучасні технології будівництва будинків із низькою енергетичною потребою, будинків типу «нуль енергії», будинків «плюс», пасивних будинків тощо.Енергозберігаюче будівництво потребує від кваліфікованих робітників широких компетенцій і знань інтегрованого характеру стосовно: будівельної фізики, систем опалення, вентиляції та акліматизації, технологій сонячної енергії, енергозберігаючої техніки тощо.Розуміючи, що енергозбереження є важливою народногосподарською проблемою, а отже має ґрунтуватися на науковій основі з використанням системного підходу, методів моделювання економічної доцільності використання енергоефективних технологій, матеріалів і обладнання у виробництві, а також альтернативних джерел енергії відбір змісту навчального курсу «Основи енергоефективності» здійснювався з урахуванням досягнень фундаментальної та галузевих наук. У даному випадку підґрунтям відбору змісту навчального матеріалу, що розкриває потенціал енергоефективності й енергозбереження слугували об’єкти, поля й види професійної діяльності кваліфікованого робітника будівельного профілю.У структуруванні навчального матеріалу використовувався модульний підхід, що дозволило утворити п’ять модулів:Загальний, у якому розглядаються питання щодо необхідності енергоресурсів для забезпечення якісного життя як окремої людини, так і суспільства в цілому; обґрунтовується актуальність розв’язання проблеми підвищення енергоефективності на основі економного використання енергоресурсів.Галузевий, у якому розглядаються характерні особливості енергоспоживання в галузі й, відповідно, розв’язання проблем заощадження енергоресурсів.Виробничий, у якому питання підвищення енергоефективності вирішується на рівні підприємства.Професійний, у якому питання підвищення енергоефективності вирішуються в межах професійного поля діяльності, на робочому місці.Побутовий, у якому розглядаються питання енергозбереження в побуті (в умовах ПТНЗ, дома).На вивчення цього курсу розробники відвели 20 годин, з них 6 годин на лабораторно-практичні роботи.Вивчення кваліфікованими робітниками будівельного профілю навчального курсу «Основи енергоефективності» сприятиме формуванню у них енергозберігаючої свідомості, активної громадянської позиції щодо прийняття екологічно й енергетично грамотних рішень у професійній діяльності.

Сьогодні, як ніколи, архітектурне проектування та інженерія тісно пов'язані один з одним. Щоб реалізувати високоякісну середовище проживання, ми повинні враховувати безліч факторів - комфорт, зручність, краса, передові будівельні матеріали і технології будівництва, сучасні стандарти комунікацій і обладнання. А також зниження енергоспоживання.

Білкові продукти на основі сої є ідеальним джерелом важливих для організму амінокислот, доповнюють білки зернових і здатні повністю замінити тваринні продукти. Соя – природне джерело рослинних фітоестрогенів. Одним з видів переробки сої є сушіння. В час енергетичних криз, що зумовлені енерговитратними технологіями та обладнанням виникає необхідність дослідження та подальшої розробки енергоефективних режимів сушіння. В даній статті наявний опис рекомендованих етапів попередньої гігротермічної підготовки сировини до сушіння, що дозволяє інактивувати антихарчові компоненти в соєвих бобах. В результаті попередньої гігротермічної обробки відбувається майже повна інактивація інгібітора трипсину, після гігротермічної обробки його лишається всього 4%. Обгрунтовано доцільність створення соєво – шпинатної суміші та запропоновано енергоефективний режим сушіння фітоестрогенної суміші. Проведені експериментальні дослідження по сушінню соєво-шпинатної композиції при температурах теплоносія 60˚С та ступеневій зміні температури теплоносія 100/60˚С показали, що тривалість сушіння матеріалу в режимі теплоносія 100/60˚С зменшується на 25% в порівнянні з тривалістю процесу при 60˚С. Результати досліджень впливу температури теплоносія на зміну кислотного числа соєво – шпинатної суміші доводять, що при поєднанні сої з каротиновмісною сировиною, шпинатом характер зміни кислотного числа аналогічний характеру цілих соєвих бобів. Встановлено, що соєво – шпинатний порошок відновлюється швидше в 2 рази за еталон (сухий молочний білок). В результаті проведених досліджень встановлено, що створення фітоестрогенної суміші з сої та шпинату дозволило зменшити енерговитрати на 20 – 25% на підготовку сировини до сушіння. На основі проведених досліджень запропоновано теплотехнологію для сушіння фітоестрогенної рослинної сировини.

З метою інтенсифікації процесу сушіння під час одержання чипсів, базуючись на узагальненні результатів досліджень, встановлено оптимальні умови паротермічної обробки пектиновмісних плодів айви. Обробка стабілізує колір, інактивує ферментну систему, збільшує клітинну проникність та інтенсифікує тепломасообмін під час сушіння. Необхідний ефект обробки досягається за температури матеріалу 75…88 °C з витримкою 30...120 с. Побудовано кінетичні закономірності конвективного сушіння паротермічно оброблених зразків айви завтовшки 1...4 мм та розроблено енергоефективні двостадійні режими відповідно до яких на першій стадії зневоднення температура теплоносія дорівнює 65…95 °C, на другій – 55…60 °C. Температура матеріалу впродовж сушіння не перевищує 50…55 ºС завдяки чому забезпечується високий ступінь збереження пектинових речовин й інших природних властивостей сировини.

Розроблено та реалізовано на ЕОМ математичну модель шахтної протитокової вапняно-випалювальної печі с центральним та периферійним підведенням природного газу. В моделі враховані рух газів у щільному шарі кускового матеріалу, конвективне та дифузійне перенесення речовини, горіння палива, зовнішній та внутрішній теплообмін. Розроблено енергоефективні режими роботи шахтної протитокової вапняно-випалювальної печі, що забезпечують зниження питомої витрати природного газу на 20 ÷ 25 % при заданих значеннях якості готового продукту та продуктивності агрегату. Розроблено режими опалення шахтної протитокової вапняно-випалювальної печі сумішшю природного та доменного газів. Очікувана економія природного газу при цьому становить близько 30 %.

Сучасні технології виробництва олійно-жирової продукції передбачають фільтрацію з використанням вибільних глин. Цей сорбент використовується одноразово, тому він накопичується у великих кількостях на комбінатах як побічний продукт. Даний матеріал відносять до IV класу небезпеки за його здатність до самозаймання. Тому питання щодо вирішення проблеми його утилізації є актуаль­ним. Біотехнологічна переробка цих відходів в корисні продукти є найбільш доцільною та ефективною з точки зору енергоефективних, екологічних та економічних вимог. В статті розглянуто стан ринку України, класифікація утворення відходів олійно-жирової галузі, напрями маловідходних та безвідходних технологій. Показано біотехнологічний потенціал мікробних ліпаз, перспективність та доцільність застосування біотехнологічного методу утилізації жирової фракції відходів з використанням ферментних препаратів. Розглянуто умови ферментолізу відходу ви­робництва саломасу та маргаринової продукції ліпазою Rhizopus japonicus, зокрема її термостабіль­ність. Одержані результати дослідження свідчать про перспективність гідролізу відходів ліпазою Rhizopus. Встановлено, що вміст вільних жирних кислот в гідролізаті досягає рівня насичення через 72 год ферментативного гідролізу, а концентрація тригліцеридів зменшується до мінімального значення. Термостабільність ліпази Rhizopus japonicus досягає максимального значення при 40 °С.

Сучасні технології, особливо процеси сушіння, є енергозатратними. То ж, основними завданнями при розробці теплотехнології в харчовій промисловості є зменшення витрат енергоносіїв на процес зневоднення. Такі наукові розробки дадуть можливість підвищити рівень енергетичної безпеки держави та конкурентоспроможності національної економіки, зменшити залежність України від імпортованих енергоносіїв в цілому. В зв’язку із поширенням таких хвороб як серцево-судинні захворювання, рак, зміна серцевого м'язу, неправильне перетравлення їжі, послаблення репродуктивної функції основним завданням працівників харчової промисловості є максимально замінити в готових продуктах харчування синтетичні ароматизатори, барвники на натуральні. На сьогоднішній день в Україні недостатньо виробництва рослинної сировини в порошки, що дозволяють зберегти якість вихідної сировини. Сучасні способи отримання порошку зі столового буряка дають можливість зберегти бетанін на рівні 50-70 % у кінцевому продукті. Тому розробка нових методів та удосконалення існуючих технологій сушіння столового буряка з метою отримання натурального барвника є важливою та значущою. Основною сировиною, яка має високий вміст бетаніну з антиоксидантними властивостями є червоний столовий буряк. Ця культура традиційна в харчуванні населення України. Важливим акцентом при переробці методом сушіння антиоксидантної сировини є зниження енергозатрат на процес зневоднення, максимальне збереження біологічно активних речовин та зниження собівартості кінцевого продукту. Користь природних антиоксидантів полягає в тому, що вони здатні вступати в реакції з вільними радикалами, нейтралізуючи їх згубну дію на організм людини. Столовий буряк один із небагатьох культур, до складу якого входить бетанін – продукт ферментативного розпаду холіну, що відіграє важливу роль при обміні речовин в організмі людини. В даній статті висвітлено безвідходну енероефективну теплотехнологію отримання антиоксидантного буряково-томатного барвнику та насіння томатів. Завдяки використанню м’якоті та шкірки томатів, як натурального стабілізатора бетаніну та двостадійному конвективному сушінню одержуємо якісний насіннєвий матеріал та порошкоподібний натуральний продукт, який завдяки високому вмісту каротиноїдів, пектинів, клітковини, бетаніну, мікро- та мікроелементів може використовуватись в лікувально-профілактичному збалансованому харчуванні. Буряково-томатний антиоксидантний барвник покращує структуру та консистенцію виробів, додає забарвлення продуктам, збільшує їх біологічну та харчову цінність і може знайти широке застосування у виробництві лікувально-профілактичного призначення.

Обґрунтовано переваги застосування УФБ ламп низького тиску для очищення повітря тваринницьких приміщень від шкідливих домішок. Установки на основі УФБ ламп здатні очистити повітря від вірусів та мікробів до 99,9%, а озон ефективно знешкоджує патогенну мікрофлору, аміак (NH3), сірководень (H2S), метан (CH4), вуглекислий газ (CO2), знижує вологість повітря. Застосування УФБ установок забезпечує скорочення повітрообміну із зовнішнім середовищем, що призводить до зменшення втрат теплоти з викидним вентиляційним повітрям, зменшення об’ємів вентиляції та підвищує ефективність рекуперації теплоти. Обґрунтована необхідність застосування припливно – витяжних установок рекуперативного типу, в яких за рахунок теплоти викидного повітря відбувається сухий підігрів припливного повітря без змішування потоків. В тваринницьких приміщеннях доцільно застосовувати теплоутилізатори на основі полімерних матеріалів, стійких до агресивного повітряного середовища тваринницьких приміщеннях. Обґрунтована функціональна схема системи технічних засобів для створення енергоощадного мікроклімату тваринницьких приміщень, яка складається з літньої вентиляції, припливно-витяжних установок з утилізацією теплоти вентиляційних викидів та УФБ установок для очищення повітря від шкідливих домішок. Приведені технічні характеристики експериментальних зразків енергоефективного обладнання для забезпечення мікроклімату: припливно – витяжної установки з рекуперацією теплоти РТВ-2,5, УФБ рециркулятора РПБ 1,8-6/30 та пристрою для скорочення емісії шкідливих речовин на основі люмінесцентних УФБ ламп низького тиску. Приведено результати виробничих випробування УФБ установок енергоефективної системи забезпечення мікроклімату в приміщенні для утримання кролів. За результатами випробувань встановлено: Припливно-витяжна система вентиляції приміщення на базі рекуперативного теплоутилізатора забезпечує повітрообмін кролеферми до 2500 м3/год та скорочення витрат енергоресурсів на підігрів припливного повітря в опалювальний період 42 ...45 %. Рециркулятор – очищувач повітряного середовища тваринницьких приміщень забезпечує обробку від патогенної мікрофлори та шкідливих домішок до 1800 м3/год повітря з ефективністю очищення від аміаку 44,8%. Пристрій для скорочення емісії шкідливих речовин в зоні накопичення біологічних відходів забезпечує скорочення емісії аміаку до 59,6%. Очікуване скорочення витрат енергоресурсів за опалювальний сезон при застосуванні енергоефективної системи - до 80%.

Спиця В. А. Техніко-економічна оцінка організаційно-технологічних рішень будівництва з енергоефективних матеріалів : кваліфікаційна робота магістра спеціальності 192 «Будівництво та цивільна інженерія» / наук. керівник В. І. Анін. Запоріжжя : ЗНУ, 2021. 128 с.
UA : Проведено аналіз існуючих умов і виявлені сучасні проблеми збереження енергетичних ресурсів у будівельному комплексі України. Обґрунтовано необхідность застосування енергоефективних захисних конструкцій за рахунок впровадження нових матеріалів та технологій. Розроблені технологічні карти на зведення будівель відображають переваги застосування енергоефективних матеріалів в порівнянні з традиційними методами ведення будівництва. Приведена техніко-економічна оцінка дозволяє оцінити у вартісному відношенні переваги ведення робіт з енергоефективних захисних конструкцій.
EN : The analysis of existing conditions is carried out and modern problems of conservation of energy resources in the construction complex of Ukraine are revealed. The necessity of application of energy-efficient protective constructions due to introduction of new materials and technologies is substantiated. Developed technological maps for the construction of buildings reflect the advantages of using energy-efficient materials compared to traditional methods of construction. The given technical and economic estimation allows to estimate in the value relation advantages of conducting works on energy-efficient protective designs.