Анотація до роботи:

Семков С.В. «Збільшення ефективності використання енергії при виробництві вина». – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв, Одеська національна академія харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Одеса, 2009.

В роботі проведено аналіз енергетичної ситуації в виноробстві, обґрунтовані загальні шляхи підвищення енергетичної ефективності виноробства в умовах глобалізації енергозабезпечення. Визначено енергоємні об’єкти виробництва, запропоновано експериментально-розрахунковий метод досліджень їх енергетичного стану. Розроблено математичні моделі взаємодії потоків вина й вуглекислоти в струменному абсорбері. Методами теорії подібності диференційні рівняння доведено до моделі в узагальнених змінних. Обґрунтовується механізм низькотемпературної мікробіологічної стабілізації вина в мікрохвильовому полі (МП), суть якого в узгоджені гідродинамічної структури потоку з дією МП. Розроблено математичну модель процесу стабілізації, в якій вперше залучено метод аналізу розмірностей для визначення безрозмірної летальної температури в функції від чисел Прандтля та Фур’є.

Розроблені конструкції пастеризаційних модулів, проведено їх гідравлічні й теплотехнічні дослідження та випробування в умовах виробництва. Мікробіологічні та дегустаційні аналізи підтвердили ефективність способу стабілізації, технічна новизна якого захищена патентом України. Аналізуються результати впровадження на підприємстві постійно діючої системи енергетичного моніторингу.

1. Показано, що ключовою проблемою, яку потрібно вирішувати Україні в стислий термін при вступі до СОТ, є зниження показників питомої енергоємності в АПК, й у виноробстві зокрема. Найбільш енергоємними об'єктами виноробства є пастеризатори, сатуратори вина й опалювальні системи. Основний метод удосконалювання енергетичних технологій – це метод енергетичного менеджменту.

2. Обґрунтовано механізм низькотемпературної мікробіологічної стабілізації вина в мікрохвильовому полі при особливій гідродинамічній структурі потоку продукту. Організація руху потоку у вигляді мікроплівки створює умови "доступності" до усіх мікроорганізмів електромагнітному полю, без зайвого розсіювання енергії поля на нагрівання продукту. Це дозволяє на 50 % знизити загальні витрати енергії на процес пастеризації при підвищенні якості готового продукту.

3. Встановлено, що значення летальної температури визначають: величина щілинного зазору й час обробки продукту в касеті. Число Рейнольдса в дослідженому діапазоні режимних і конструктивних параметрів немає самостійного практичного впливу на величину летальної температури. Експериментальні дані задовільно узагальнюються залежністю безрозмірної летальної температури від чисел Прандтля й Фур'є.

4. Визначено, що конструкції із профільними каналами мають більші гідравлічні опори, тому перевага надана касетам із щілинними каналами, стійкість гідравлічних характеристик яких забезпечується при кроці між швами 30…40 мм. Відпрацьована технологія касет з гарантованим щілинним зазором 0,1…0,2 мм.

5. Запропонована модель взаємодії потоків вина й вуглекислоти в струменному абсорбері, яка представлена системою диференціальних рівнянь, методами теорії подібності доведена до критеріального рівняння з числами дифузійної подібності. Розроблено схемні рішення додаткової обробки вина в струменному абсорбері та у кавітаційному апараті, які дозволили вдвічі знизити інтенсивність десорбційних процесів.

6. Виконано дослідження експериментальної установки для стабілізації мікрофлори вина, які встановили, що летальні умови досягаються при температурах вина 36…40 ⁰С на виході з установки.

7. Запропоновано розрахунково-експериментальний метод оцінки теплових витрат, який виявився ефективним для проведення енергетичного аудиту в умовах, коли можливості вимірів параметрів обмежені. Визначено, що витрати теплової енергії на опалення підприємства становлять 970 … 1100 МДж/(м^2.рік). Проведена оптимізація теплової ізоляції обладнання обґрунтувала проекти зниження теплових втрат у навколишнє середовище до 2,8 разів, а стін будівель – в 2,5 рази. Економія енергії становить 3,4^.10⁶ МДж за рік.

8. Впровадження на підприємстві постійно діючої системи енергетичного моніторингу, сприяє зниженню загальних витрат енергії на виробництво 1 л вина в 2,5 рази. Економічний ефект від впровадження складає 0,4 грн/дал. Загальна економія засобів за рахунок зниження витрат палива – 418,8 тис. грн. в 2007 р.

Основний зміст дисертації опубліковано в роботах:

1. Семков С.В. Газовані вина – перспективний вид продукції /С.В. Семков, А.В. Іваненко, І.Н. Круковська //Зб. наук. праць ОДАХТ. – Одеса: 1997. – Вип. 17. – С. 40 – 43.

Особистий внесок здобувача: літературний огляд, маркетингові дослідження ринку газованих вин.

2. Семков С.В. Процес насичення та десорбції діоксиду вуглецю при виготовленні газованих вин / С.В. Семков, І.Н. Круковська, А.В. Іваненко // Зб. наук. праць ОДАХТ. – Одеса: 1997. – Вип. 18. – С. 57 – 59.

Особистий внесок здобувача: розробив стенд, отримав криві десорбції, дав їх аналіз

3. Семков С.В., Иваненко А.В. Оптимізація роботи ізобаричної наповнюючої машини / С.В. Семков, А.В. Иваненко // Зб. наук. праць ОНАХТ. – Одеса: 2005. – Вип. 27. – С. 258 – 261.

Особистий внесок здобувача: запропонував схеми машини із використанням кавітаторів, гомогенезаторів, плівкового абсорбера, провів їх виробничі випробування.

4. Семков С.В. Энергетический аудит винзавода // Зб. наук. праць ОНАХТ. – Одеса: 2006. – Вип. 28. – С. 404 – 408.

Особистий внесок здобувача: визначив тепловий стан обладнання та будівель, розрахував втрати енергії від елементів, обґрунтував пріоритетні завдання з енергоефективності.

5. Бурдо О.Г. Применение методов теории подобия в задачах пастеризации / О.Г Бурдо, С.В.Семков // Зб. наук. праць ОНАХТ. – Одеса: 2007. – Вип. 31. – Т.1. С. 257 – .

Особистий внесок здобувача: обґрунтував фактори, що визначають процес, методом аналізу розмірностей отримав модель в узагальнених змінних, поставив задачі експериментів.

6. Семков С.В. Энергетический мониторинг винзавода // Зб. наук. праць ОНАХТ. – Одеса: 2007. – Вип. 30. – Т.1. – С. 57 – 61.

Особистий внесок здобувача: дав техніко-економічну оцінку енергозберігаючих проектів.

7. Совершенствование режимов микробиологической стабилизации вина / О.Г. Бурдо, Е.Ф. Терземан, С.А.Малашевич, С.В. Семков // Зб. наук. праць ОНАХТ. – Одеса: 2008. – Вип. 32. – С. 192 – 197.

Особистий внесок здобувача: експериментально визначив вплив режимних та конструктивних факторів на значення летальної температури, провів мікробіологічні дослідження.

8. Бурдо О.Г. Моделювання процесів переносу в струминних масообмінних апаратах / О.Г. Бурдо, С.В. Семков, Г.С. Сталімбовська // Темат. зб. наук. пр. «Обладнання та технології харчових виробництв». – Донецьк: ДонНУЕТ, 2007. – Вип.17. – С. 8 – 14.

Особистий внесок здобувача: склав систему рівнянь, визначив крайову задачу.

9. Пат. України на корисну модель №35815. Пристрій для стерилізації та пастеризації рідких харчових продуктів /О.Г. Бурдо, С.В. Семков, О.Б. Рибіна (Україна). – U МПК ( 2006) A23L 3/32 Заявл.07.04.2008; опубл. 10.10.2008, Бюл.№ 19.

Особистий внесок здобувача: запропонував принципову схему пастеризаційного модуля.

10. Пат. України на корисну модель № 35816 Спосіб пастеризації рідких харчових продуктів / О.Г. Бурдо, С.В. Семков, О.Б. Рибіна (Україна) U МПК ( 2006) A23L 3/32 Заявл.07.04.2008; опубл. 10.10.2008, Бюл.№ 19.

Особистий внесок здобувача: обґрунтував корисні ефекти запропонованого способу.

11. Бурдо О.Г. Математическая модель низкотемпературного пастеризатора /О.Г. Бурдо, С.В. Семков //Мат. межд. науч. – практ. конф. «Повышение энергетической эффективности пищевых и химических производств». – Одесса: 2007. – С. 204 – 210.

Особистий внесок здобувача: запропонував алгоритм розрахунку мікрохвильового пастеризатора.

12. Режимы микробиологической стабилизации вина /О.Г. Бурдо, Е.Ф. Терземан, С.А. Малашевич, С.В. Семков //Матеріали ХІІ Міжнародної конференції "Удосконалення процесів та обладнання харчових та хімічних виробництв». – Одеса, 2008. – С. 285 – 290.

Особистий внесок здобувача: отримав експериментальні данні, узгодив режимні параметри.