В настоящее время многие отечественные производители сгущенного молока, сухого молока, сухой сыворотки и др. сгущенных и порошковых молочных продуктов вынуждены эксплуатировать вакуумно-выпарные аппараты и распылительные сушильные установки, установленные на предприятиях еще в 60х - 70х годах. Естественно за столь длительный срок эксплуатации оборудование изнашивается, морально устаревает,
повышаются производственные потери, растут энергозатраты. В условиях сильной конкуренции, и постоянно растущих цен на энергоносители, молокоперерабатывающие предприятия попадают в тяжелое финансовое положение.
Приобретение нового оборудования – один из вариантов решения возникающих проблем, однако далеко не каждое предприятие может себе это позволить - стоимость оборудования для цеха сушки молока европейского производства достигает нескольких миллионов евро. При комплектации цеха отечественным оборудованием, затраты также
составляют до миллиона долларов.
Альтернативный вариант решения проблемы – модернизация, восстановление, реконструкция выпарного и сушильного оборудования. В данном случае мы предлагаем варианты повышения эффективности производства сгущенного и сухого молока достигается значительно меньшими затратами, которые окупаются за 8 месяцев работы.
Для примера рассмотрим обеспечение энергоносителями комплекта оборудования, которое широко применяется на молочных заводах: 2 вакуумно-выпарных аппаратов «Vigant 4000» и распылительной сушильной установки А1-ОРЧ. Для нагрева технологического теплоносителя в данном оборудовании используют перегретый пар.
Общее потребление оборудованием перегретого пара (по паспортным нормам) составляет 4 800 кг/час. Для получения пара эксплуатируют котельную, в которой размещается два или три паровых котла. В зависимости от подобранной мощности котлов и тепловой
нагрузки технологического оборудования, предоставляем объем необходимых энергоресурсов для работы котельной:
- природного газа от 800 м³/час до 1200 м³/час;
- электроэнергии от 180 кВт/час до 260 кВт/час;
- холодной воды в день от 60 м³ до 110 м³;
- смягчающих реагентов для водоподготовки;
- зарплата операторов и ремонтников по обслуживанию оборудования котельной;
- обслуживание и ремонт теплотрасс паропроводов.
Наше предприятие предлагает комплексное решение по энергосбережению на молочных заводах эксплуатирующих распылительные сушильные установки и вакуумно-выпарные аппараты работающие на перегретом пару. Суть предложения состоит в следующем:
- перевод нагрева теплоносителя распылительной сушильной
установки с парового калорифера на теплогенератор работающий на природном газе и перевод теплоносителя вакуумно-выпарного аппарата с перегретого пара на работу на горячей воде, которая греется водогрейным термосифонным котлом.
-сбор конденсата из вакуумного выпарного аппарата и дальнейшее использование её для мойки технологического оборудования.
Перевод распылительных сушильных установок с работы на паровых калориферах на теплогенераторы предприятия проводили и ранее, но только при определенных условиях - это недостаточность перегретого пара на данном производстве, в следствии чего, отсутствовало необходимое давление пара на калориферах, теплоноситель не
нагревался, сушильная установка теряла в производительности, возрастала себестоимость порошка, при работе на низких температурах происходило налипание влажного порошка, обслуживающий персонал обстукивая воздуховоды и циклоны повреждал их.
Сейчас ситуация кардинально изменилась, мотивацией для предприятий по переводу распылительных сушильных установок на работу с теплогенератором является экономика. Применение теплогенератора обеспечивает следующие преимущества:
- повышение производительности распылительных сушильных установок от паспортных до 20%, в результате предприятие получает порошки с низкой себестоимостью;
- снижение энергозатрат по природному газу и электроэнергии на единицу готового продукта, не виртуальное, а реальное в следствии чего, окупаемость вложенных капитальных средств происходит за 10 месяцев;
- получение стабильного теплоносителя с заданным температурным режимом не зависимо от погодных условий, а результат - порошок хорошего качества;
- значительное снижение влияния человеческого фактора при производстве продукции;
- снижение расходов на обслуживание теплотрасс – паропроводов.
На сегодняшний день на рынке предлагаются телогенераторы различных производителей, преимущества представляемого нами теплогенератора перед другими аналогами следующие:
- КПД теплогенератора составляет 95%, что позволяет при аналогичной тепловой мощности с другими теплогенераторами быть более экономичным в эксплуатации и расходовать меньшее количества природного газа;
- конструктивная особенность теплогенератора такова, что камера сгорания не прогорает при любых эксплуатационных нагрузках, она охлаждается за счет дымовых газов которые выводятся в атмосферу;
- на теплогенераторе возможно применение горелок работающих на различных видах топлива: природном газе (метане), сжиженном газе (пропан-бутне) или дизельном топливе.
- за счет конструктивных особенностей горелки, получаемое пламя объемное и короткое,
поэтому размеры камеры сгорания минимальные, а отсюда и не большие размеры теплогенератора и как следствие меньшая стоимость теплогенератора среди аналогов;
- автоматика теплогенератора обеспечивает выполнение следующих функций:
• программный розжиг;
• позиционное (плавное) регулирование тепло производительности (10-100%);
• отключение горелки: при погасании факела, при отклонении давления газа от нормы перед горелкой, при отклонении давления в камере сгорания от номинала;
•световую и звуковую сигнализацию при отклонении от нормы контролируемых параметров;
• индикацию состояния датчиков контролируемых параметров.
Автоматика позволяет управлять объектами с диспетчерского пункта, причем, осуществлять как контроль состояния объекта, так и непосредственное управление данным объектом. Контроль состояния объекта подразумевает отображение на удаленном компьютере информации об основных параметрах объекта (температурах, давлениях,
расходах, тепло производительности, к.п.д. и т.д.), с записью этих данных в журнал с периодичностью, устанавливаемой Заказчиком, а так же с возможностью формирования часовых, суточных и месячных отчетов.
В дополнение к установленному теплогенератору на распылительной сушильной установке наше предприятие предлагает дополнительно устанавливать теплообменник-утилизатор (рекуператор), который позволяет эффективно использовать уходящее тепло в атмосферу за счет утилизации теплоты уходящих газов.
Принцип работы этого агрегата следующий: рекуператор врезается в вытяжную трубу после основного вытяжного вентилятора, т.е. через первичный контур теплообменника проходит использованный воздух из сушильной камеры с температурой 85-90ºС и в объеме 25 тыс.м³ в час. А выход из вторичного контура рекуператора через воздуховоды соединяется с входом в теплогенератор. Таким образом чистый холодный воздух проходя через рекуператор отбирает тепло из уходящих газов и нагревается до 50 ºС, а затем попадает в теплогенератор.
Установленный рекуператор перед теплогенератором позволяет экономить до 30% топлива теплогенератору. Тепловые утилизаторы работают на повышение КПД технологического агрегата за счет подогрева дутьевого воздуха на горелки, либо решать задачи получения теплоносителя для внешних источников.
Но к сожалению даже полученный положительный опыт применение на распылительных сушильных установках теплогенераторов вместо паровых калориферов с отличным экономическим эффектом не получил должного распространения среди молочных предприятий. Причины этого явления следующие: установив теплогенератор, предприятия продолжают эксплуатировать паровые котельной для обеспечения перегретым паром вакуумно-выпарные установки и другие технологические аппараты, в
следствии этого расходы на энергоресурсы конечно снизились, но основные статьи расхода на содержание котельни остались.
Поэтому инженерами нашего предприятия была разработана технология перевода основного потребителя перегретого пара при
сгущении молока – вакуумно выпарных установок на теплоноситель - горячую воду, которую греет водогрейный термосифонный котел.
Водогрейный котел устанавливается рядом с вакуумно выпарной установкой и трубопроводами закольцовывается первая ступень аппарата с водогрейным котлом. Температура воды которая входит в вакуумный
аппарат составляет 95ºС в системе поддерживается определенное давление. На выходе из вакуумного выпарного аппарата температура воды составляет 70-75º С. Поэтому после выхода на необходимый температурный технологический режим водогрейный котел поддерживает температуру воды в 95 ºС и работает на подогрев воды на дельту в 20-25 ºС.
Вторичный пар получаемый во второй ступени из продукта и конденсируемый в конденсаторе в воду, которая собирается в емкости и используется в дальнейшем для мойки технологического оборудования.
В настоящее время предприятия в начале на котельной проводят водоподготовку перед паровыми котлами, затем подают эту воду в котлы и полученный пар по трубопроводам подают в вакуумный выпарной аппарат, где в первой ступени пар конденсируется и конденсат сливается в канализацию, то же самое постигает и конденсатную воду со второй ступени. Как результат: предприятия ежедневно осуществляют водоподготовку, ежедневно расходуют огромное количество природного
газа, электроэнергии и трудовых ресурсов для ежедневного нагрева от 20 до 40м³ воды и перевода её в парообразной состояние. При транспортировке перегретого пара на протяженных трубопроводах теряют от 1 до3% тепловой энергии на каждые 100 погонных метрах паропровода в зависимости от состояния теплоизоляции, травления и утечек пара. И как правило перегретый пар подходящий от котельной до технологического оборудования теряет по давлению от 1 до 2,5 тмосфер. И полученный с такими затратами пар конденсируется в воду в технологическом оборудовании и ежедневно сливается в канализацию в объемах 40-80м³. Исходя из всего выше сказанного не вызывает сомнения, что подогрев воды на дельту 25 ºС будет значительно экономичней, чем нагрев воды до парообразного состояния, транспортировка пара к технологическому оборудованию, а затем конденсирование его в воду.
Преимущества нашей технологии энергообеспечения вакуумных выпарных установок горячей водой следующий:
- значительная экономия энергоресурсов природного газа, электрической энергии, холодной воды;
- отсутствует шумов при работе вакуумных выпарных установок;
- мягкие технологические режимы, при которых молочный белок не пригорает к кипятильным трубкам и как следствие отсутствие потерь продукта;
- увеличение продолжительности работы вакуумного выпарного аппарата от мойки до следующей мойки;
- улучшается мойка установки, сокращается время мойки и объем моющего раствора.В месте с тем следует отметить и недостаток предлагаемой технологии: это снижение производительности вакуумных выпарных установок от паспортных на 15-20%, т.е. установка работает с такой же производительностью, как и аппараты переведенные с
пароинжекторов на вакуумные насосы.
Следует особо остановится еще на одном моменте, где предприятия теряют значительные энергоресурсы – это мойка технологического оборудования.
При предложенной схеме обеспечения вакуумной выпарной установки теплоносителем – горячей водой, сбор конденсированной воды обязателен. С аппарата «Vigant 4000» собирается от 15 до 20м³ конденсированной воды в день, с температурой 60-75ºС. Собранная вода находится в двух емкостях с теплоизоляцией, для дальнейшего использования при мойке и подпитки водяной системы с водогрейным котлом.
Процесс мойки вакуумного аппарата при помощи моющих приспособлений имеет ряд преимуществ:
- мойка занимает по времени 3-4 часа;
- во время мойки не будет работать следующее технологическое оборудование: водогрейный котел, градирня, возвратные насосы;
- экономия моющих растворов в 4 раза (каустика и кислоты);
- экономия воды, при нашей технологии мойки оборудования необходимо 500-800 литров, при традиционной схеме 5 тон.
Подводя итог мы можем с уверенностью утверждать, что при установке всего вышеперечисленного предлагаемого нами оборудования для получения необходимых тепловых ресурсов по обеспечению выше перечисленного технологического оборудования прямые расходы составят:
- природного газа от 120 м³/час до 160 м³/час;
- электроэнергии от 24 кВт/час до 30 кВт/час;
| 
