Development of Efficiency Criteria for Safe Evaporation in Multiple-Effect Evaporator Units at Sugar Plants
DOI:
https://doi.org/10.31359/2311.441X.2026.28.197Keywords:
evaporation plant, equivalent fuel, evaporation process, efficiency criterion, safety of the process, productivity, colorAbstract
This paper examines the control system of the technological process of juice evaporation in multiple-effect evaporator units (MEE) used at sugar plants. The analysis of process features has shown that the efficiency of evaporation is largely determined by the accuracy of maintaining operating conditions and parameters defined by thermal calculations.
The main directions for improving the efficiency of control systems for the dynamic evaporation process are identified, enabling the optimization of MEE operating modes. Based on the performance analysis of evaporator units, a set of key indicators and criteria influencing the optimization of the evaporation process has been determined, and their rational values have been substantiated.
The use of a universal efficiency indicator, namely “equivalent fuel consumption,” is justified, as it integrally characterizes the energy efficiency of the process. In addition, a product quality indicator—juice color—is considered, which significantly affects the overall efficiency of MEE operation. The ranges of color values corresponding to high product quality during the evaporation process are defined.
Special attention is paid to occupational safety issues associated with the evaporation process. It is shown that the implementation of automated control systems for MEE operation contributes to increased labor productivity, improved working conditions, and reduced occupational injuries and morbidity.
The proposed directions for improvement and the defined efficiency criteria with specified operating ranges can be used to enhance modeling accuracy in automated control systems aimed at optimizing the operating modes of multiple-effect evaporator units.
References
Список використаних джерел
1. Власенко Л. О. Ладанюк А. П. (2010). Підвищення ефективності функціонування технологічного комплексу цукрового заводу за рахунок використання методів діагностики та прогнозування. Восточно-Европейский журнал передових технологий. 2/3 (44). 57-62. Режим доступу: http://dspace.nuft.edu.ua/jspui/handle/123456789/1078
2. Ladanyuk A., Kyshenko V., Shkolna O. (2015). Evaporator control under conditions of uncertainty: intellectualization of applied functions. Scientific works of The National University of Food Technologies. 21. 67-15.
3. Болтянська Н.І., Маніта І.Ю., Подашевська О. Проблеми і перспективи розвитку інформаційних технологій в сільському господарстві. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного. 2020. Т. 20. № 4. С. 175–185. DOI: 10.31388/2078- 0877-2020-20-4-175-185.
4. Штангеєв К. О. ВИПАРНІ УСТАНОВКИ ТА ТЕПЛОВІ СХЕМИ ЦУКРОВИХ ЗАВОДІВ. Серія навчально -методичних матеріалів. Київ 2015 © ЮНІДО 2015. 66с.
5. НАКАЗ 03.09.2012 № 449. Про затвердження Методики розрахунку норм питомих витрат паливно-енергетичних ресурсів на підприємствах водопровідно-каналізаційного господарства. Дата звернення 07.03.2026р. https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z1606-12#Text
6. Аналіз та експертиза проєктів енергопостачання: Розрахункова робота: навч. посіб. для студ. спеціальності 144 «Теплоенергетика» / КПІ ім. Ігоря Сікорського ; уклад.: М.М. Шовкалюк, О.І.Яценко – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. –69 с.
7. Ляшенко С.О., Кісь В.М., Фесенко А.М., Ляшенко О.С. Визначення ефективності математичних моделей процесу випарювання соку для автоматизованих систем управління. // Науковий вісник ТДАТУ. Мелітополь. Вип.9. том.1, с. 1-20. (DOI: 10.31388/2220-8674-2019-1-10)
8. Ляшенко С. Интеллектуальное управление технологическими процесами сахарного производства / C. Ляшенко, А. Ляшенко // Motrol. Сommission of motorization and energetics in agriculture. - Lublin-Rzeszow, Vol. 15, №7. 2013. - P. 145-150.
9. Євтушенко, О. В., Сірик А. О., Лукянік О. П. Дослідження виробничого травматизму на підприємствах та організаціях цукрової промисловості України. Цукор України. 2015. № 4 (112). С. 31–35.
References
1. Vlasenko L. O. Ladaniuk A. P. (2010). Pidvyshchennia efektyvnosti funktsionuvannia tekhnolohichnoho kompleksu tsukrovoho zavodu za rakhunok vykorystannia metodiv diahnostyky ta prohnozuvannia. Vostochno-Evropeiskyi zhurnal peredovykh tekhnolohyi.2/3 (44). Рр. 57-62. http://dspace.nuft.edu.ua/jspui/handle/123456789/1078
2. Ladanyuk A., Kyshenko V., Shkolna O. (2015). Evaporator control under conditions of uncertainty: intellectualization of applied functions. Scientific works of The National University of Food Technologies. 21. 67-15.
3. Boltianska N.I., Manita I.Iu., Podashevska O. Problemy i perspektyvy rozvytku informatsiinykh tekhnolohii v silskomu hospodarstvi. Pratsi Tavriiskoho derzhavnoho ahrotekhnolohichnoho universytetu imeni Dmytra Motornoho. 2020. V. 20. № 4. pp. 175–185. DOI: 10.31388/2078- 0877-2020-20-4-175-185.
4. Shtanheiev K. O. Vyparni ustanovky ta teplovi skhemy tsukrovykh zavodiv. Seriia navchalno -metodychnykh materialiv. Kyiv, 2015. 66 p.
5. Nakaz 03.09.2012 № 449. Pro zatverdzhennia Metodyky rozrakhunku norm pytomykh vytrat palyvno-enerhetychnykh resursiv na pidpryiemstvakh vodoprovidno-kanalizatsiinoho hospodarstva. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z1606-12#Text
6. Analiz ta ekspertyza proiektiv enerhopostachannia: Rozrakhunkova robota: navch. posib. dlia stud. spetsialnosti 144 «Teploenerhetyka» / KPI im. Ihoria Sikorskoho ; uklad.: M.M. Shovkaliuk, O.I.Iatsenko, Kyiv : KPI im. Ihoria Sikorskoho, 2021. –69 p.
7. Liashenko S.O., Kis V.M., Fesenko A.M., Liashenko O.S. Vyznachennia efektyvnosti matematychnykh modelei protsesu vypariuvannia soku dlia avtomatyzovanykh system upravlinnia. // Naukovyi visnyk TDATU. Melitopol. № 9. V.1, pp. 1-20. (DOI: 10.31388/2220-8674-2019-1-10)
8. Liashenko S. Yntellektualnoe upravlenye tekhnolohycheskymy protsesamy sakharnoho proyzvodstva / C. Liashenko, A. Liashenko // Motrol. Сommission of motorization and energetics in agriculture. - Lublin-Rzeszow, Vol. 15, №7. 2013. - P. 145-150.
9. Ievtushenko, O. V., Siryk A. O., Lukianik O. P. Doslidzhennia vyrobnychoho travmatyzmu na pidpryiemstvakh ta orhanizatsiiakh tsukrovoi promyslovosti Ukrainy. Tsukor Ukrainy. 2015. № 4 (112). pp. 31–35.
