CC BY
40
УДК 664.36
Паска М. З., к. вет. н., доцент, Жук О.1., к.т.н., ст.викладач, Галух Б.1., к.т.н., асистент, Драчук У.Р., к.т.н. ст. викладач © Лье1еський нацюнальний утеерситет еетеринарног медицины та бютехнологш ¡мет С.З. Тжицького, Льеге, Украгна
ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ В СУЧАСНИХ УМОВАХ НА ШДПРИСМСТВАХ ОЛ1ЙНО-ЖИРОВО1 ПРОМИСЛОВОСТ1
При модершзацп гснуючих технолог1чних систем отримують розеиток принципоео ноег ршення переходу на ноег ефектиет технологи, що можна ееажати ¡нтенсиеним енергозбереженням, а рекуператиеш методи - це екстенсиене енергозбереження. Цг напрямки розеиеаються паралельно, що г приводить до значног економгг переинних енергоноспе. Другий не менш еажлиеий отримуеться еколог1чний ефект. Максимально еажлиее енергозбереження ор1ентоеане на шеидко егдноелюеальнг енергоресурси г енергоносп, що яеляеться альтернатиеою, яког е людстеа немае. Найбшьш ефектиене е олгйно-жироегй галуз1 - екстенсиене енергозбереження, застосуеання рекуперацп. Використоеуеться тепло нагртих продуктге для нагр1еу сироеини, що подаеться на технолог1чну лгнгю. Для рекуперацп тепла застосоеуються р1зш еиди теплообмтних апарат1е: кожухотрубнг, змгееикоег, стральш та ¡нш1, але найбыьше есього для рекуперацИ тепла пгдходять -пластинчаст1 теплообмгннг апарати. Наукоецями кафедри технологи м 'яса, м 'ясних та олгйно-жироеих еиробге розроблено ряд рекуперацш них устаноеок по рафтуеанню та дезодорацгг жир1е, а також еиробництеу майонезу на Льегеському жиркомбтат1. Економгя тепла на одну тону олгг, що подаеться на рафтацт станоеитиме: 93750Кал. на ргчну програму по еипуску продукцгг е 2014 рощ, економгя буде складати 20тис.м3газу. При еиробництег майонезу модернгзоеаним способом економгя тепла станоеитиме 13500 тис м3газу.
Ключовi слова: енергозбер1гаюч1 технологи, рафтащя, дезодорацгя, майонез, рекуперащя, економгчний ефект, пластинчаст1 теплообмгннг апарати.
УДК 664.36
Паска М.З., к вет.н., доцент, Жук О.И. к.т.н., ст. преподаватель,
Галух Б. И., к.т.н., асистент, Драчук У.Р., к.т.н., ст. преподаватель
Льеоеский национальный униеерситет еетеринарной медицины и биотехнологий имени С.З. Гжицкого, г.Льеое, Украина
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ НА
ПРЕДПРИЯТИЯХ МАСЛОЖИРОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
При модернизации сущестеующих технологических систем получают разеитие принципиально ноеые решения перехода на ноеые эффектиеные технологии, можно считать интенсиеным энергосбережением, а рекуператиеные методы - это экстенсиеное энергосбережения. Эти
© Паска М. З., Жук О.1., Галух Б.1., Драчук У.Р., 2014
129
направления развиваются параллельно, что и приводит к значительной экономии первичных энергоносителей. Второй не менее важный получается экологический эффект. Максимально важно энергосбережение ориентированное на быстро возобновляемые энергоресурсы и энергоносители является альтернативой, которой у человечества нет. Наиболее эффективно в масложировой отрасли - экстенсивное энергосбережения, применение рекуперации. Используется тепло нагретых продуктов для нагрева сырья, подаваемого на технологическую линию. Для рекуперации тепла применяются различные виды теплообменных аппаратов: кожухотрубные, змеевиковые, спиральные и другие, но больше всего для рекуперации тепла подходят -пластинчатые теплообменные аппараты. Учеными кафедры технологии мяса, мясных и масложировых изделий разработан ряд рекупераций установок по рафинированию и дезодорации жиров, а также производству майонеза на Львовском жиркомбинате. Экономия тепла на одну тонну масла, подаваемого на рафинации составит: 93750Кал. на годовую программу по выпуску продукции в 2014 году, экономия будет составлять 20тис.м3газу. При производстве майонеза модернизированным способом экономия тепла составит 13500 тыс мЗгазу.
Ключевые слова: энергосберегающие технологии, рафинирование, дезодорация, майонез, рекуперация, экономический эффект, пластинчатые теплообменные аппараты.
UDC 664.36
Paska M., associate professor, cand. vet. sci., Zyk O.I., cand.tech.sci.
Halukh B., cand.tech.sci., Drachuk U., cand.tech.sci.,
Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj, Lviv, Ukraine
ENERGY EFFICIENCY IN MODERN CONDITIONS IN ENTERPRISES
OIL AND FAT INDUSTRY
When upgrading existing technology systems are developed innovative solutions effective transition to new technologies that can be considered intensive energy conservation and recuperative methods - this extensive energy saving. These areas develop in parallel, which leads to significant savings in primary energy. The second equally important environmental effect is obtained. Maximum energy efficiency is important to quickly oriented renewable energy and energy that is an alternative, which in no humanity. Most effective in the oil and fat industry - extensive energy saving application recovery. Use heat heated heating products for raw materials supplied to the production line. For heat recovery are different types of heat exchangers: shell and tube, zmiyevykovi, spiral, etc., but most of all for heat recovery approach - plate heat exchangers. Researchers of the Department of Technology of meat, meat and oil and fat products rekuperatsiy developed a number of these plants for refining and deodorizing fats and mayonnaise production in Lviv zhyrkombinat. Saving heat per ton of oil supplied to the refining will be: 93750Kal. the annual program for production in 2014, the savings will be 20tys.m3hazu. In the production of mayonnaise modernized way of saving heat will be 13,500 thousand m3hazu.
130
Key words: energy saving technology, refining, deodorization, mayonnaise, recovery, economic impact, plate heat exchangers.
В умовах eK0H0Mi4H0i' та енергетично1 кризи в Укрш'ш, особливо актуальним стае енергозбереження та використання нетрадицшних джерел енерги. З переконань спещашспв з енергетики вщомо, що вкладеш швестици в енергозберiгаючi технологи приблизно в 10 разiв вигщшш^ нiж добування вуглеводнiв. З пщрахунюв на найближче десятилiття очiкуеться близько 80% приросту використання енергоресурЫв шляхом створення нових i впровадження юнуючих енергозберiгаючих технологiй [1,6,15].
При модершзаци iснуючих систем отримують розвиток принципово новi рiшення перехiд на новi ефективнi технологи, що можна вважати штенсивним енергозбереженням, а рекуперативнi методи - це екстенсивне енергозбереження. Ц напрямки розвиваються паралельно, що i приводить до значно! економи первинних енергоносив. Другий не менш важливий отримуеться екологiчний ефект. Максимально важливе енергозбереження орiентоване на швидко вщновлювальш енергоресурси i енергоноси, що являеться альтернативою, яко! в людства немае [2,5,14].
Прикладом штенсивного енергозбереження в олшно-жировш промисловостi е застосування ферменив. Ферментованi реакци проходять в бшьш м'яких умовах, наприклад процес ферментовано1 гщратаци за допомогою ферменту фосфолшази протiкае при температурi 40°С, тодi як звичайна водна гiдратацiя проводиться при температурi 80°С. Таким чином кшьккть тепла для проведення очистки вщ фосфолiпiдiв в двiчi менше. Ферментована переетерифiкацiя проводиться при температурi до 60°С, для проведення хiмiчноl переетерифжаци, для висушування сумiшi жирiв температура доводиться до 110°С, значш втрати енерги для створення вакууму тд час висушування жирiв втрати енерги зменшуються на 60% [3,8,11].
Найбшьш ефективне в олiйно-жировiй галузi - екстенсивне енергозбереження, застосування рекупераци. Використовуеться тепло нагрiтих продуктiв для на^ву сировини, що подаеться на технолопчну лiнiю [9,12].
Для рекупераци тепла застосовуються рiзнi види теплообмшних апаратiв: кожухотрубнi, змiевиковi, спiральнi та шш^ але найбiльше всього для рекупераци тепла тдходять - пластинчаст теплообмiннi апарати [4,13]. Переваги пластинчастих теплообмiнних апаратiв перед iншими конструкщями:
- компактнiсть, займаючи мiнiмальну виробничу площу;
- високий коефiцiент теплопередачi 1900-5000Вт/м2К;
- мiнiмальний перепад температур мiж теплоносiями, може досягати 1-20°С;
- поверхня апарату змшюеться добавлянням або знiманням вщповщно1 кшькост тепло передаючих пластин.
131
Hayкoвuй вкнт ЛНУВМБТ imeni С.З. ïжuцькoгo
Tom 16 № 3 (60) 4acmuna 4, 2014
pnftn
Рис. 1. Визначення габаритних po3MÍpÍB пластинчастих теплообмшних
аиарапв
Нayковцями кaфедpи технологи м'яса, м'ясних та олiйно-жиpовиx виpобiв pозpоблено pяд pекyпеpaцiй них yстaновок по paфiнyвaнню та дезодоpaцiï жиpiв по виpобництвy мaйонезy на Львiвськомy жиpкомбiнaтi. Нaпpиклaд, лiнiя paфiнaцiï i дезодоpaцiï соняшниково'1 оли.
132
Рис.2. Фрагменти лшп дезодоращУ олш та рафниацп
1 - eмкiсть для рафшаци олiй; 2 - деаератор; 3 - колона дезодоратора; 4 -теплообмшник змieвиковий; 5 - теплообмшник пластинчастий F=10м2; 6,7,8,9 -насоси; 10 - емккть для не рафшовано! оли; 11 - теплообмшник пластинчастий F=15м2, який було встановлено.
Опис роботи установки Олiя рафшована з eмкостi для рафшаци (1) подаеться насосом в пластинчастий теплообмшник (5), де на^ваеться за рахунок гарячо! (t = 180°С) дезодоровано! оли, яка вiдкачуеться насосом (7) з дезодоратора (3), до температури 110°С та подаеться в деаератор (2). Дезодорована олiя з дезодоратора ( 3) охолоджуеться в теплообмшнику (5) до температури 130 °С i подаеться в теплообмiнник (4), де охолоджуеться водою з мюького водопроводу до 35°С. В юнуючому процесi губиться значна кiлькiсть тепла, тому що охолоджена олiя з t = 130°С до 35°С. вiдбуваеться водою, розхiд води складае до 1,5м3 на тону дезодоровано! оли.
Запропоновано перед холодильником (4) змонтувати пластинчатий теплообмшник - рекуператор (поз. 11) F=15м2 i проводити охолодження дезодоровано! олi!, не рафшовано! оли, яка подаеться насосом (9) з бака (10), при цьому не рафшована олiя на^ваеться вщ температури 25°С до температури 50°С. Пiсля попереднього нагрiву олiя подаеться на на^в i рафiнацiю, а дезодорована олiя охолоджуеться до температури 60°С i подаеться на до охолодження в теплообмшник (4) водою.
133
Таким чином охолодження дезодоровано! оли до 4т/год з температурою 130°С до 60°С проводиться за рахунок на^ву 5т/год не рафшовано! оли з 25°С до 50°С. Економiя тепла складе:
Q = с * т (tк.о. - tн.о.), де
Q - кiлькiсть тепла, Кал; с - теплоемккть оли, Кал/кг*град; т - маса оли, кг;
- кiнцева температура, °С;
- початкова температура °С.
Q = 0,75*5000 (50-25) = 93750Кал
Економiя тепла на одну тону оли, що подаеться на рафшацш складе: 93750 Кал. на рiчну програму по випуску продукци в 2014 рощ. Економiя буде складати 20тис.м3газу.
Виробництво майонезу. При виробницга майонезу гарячим способом, розчин солi i цукру пастеризуеться при температурi 85-90°С, пiсля чого розчин охолоджуеться до температури 60°С, подачею охолоджено! води в «сорочку» змiшувача [7,10].
Рис.3. Зм1шувач
Недолiки даного методу:
- низька швидюсть охолодження;
- великий розхщ води для охолодження.
Запропоновано: до змшувача (поз.1) встановити насос (поз. 2) i теплообмшник-рекуператор (поз. 3)
134
Сть, цукор, вода
Пар
ш
1
-й
Майонезна паста на виробництво
2
Вода для виробництва майонезу
-►
Вода з мюького водопроводу
Рис. 4. Зм1шувач
1 - змшувач; 2 - насос; 3 - теплообмшник пластинчастий.
Розчин цукру та солi нагрiваеться в змiшувачi (1) до 95°С, тсля чого включаеться насос (2) i розчин подаеться на рекуператор (3) i в змiшувач (1), паста охолоджуеться до температури 25°С, поим паста подаеться на подальшу переробку. Для охолодження в рекуператор подаеться питна вода, яка на^ваеться до температури 50°С i вiдкачуеться на виробництво майонезу.
Економiя тепла при впровадженш рекупераци на 1 т майонезу буде складати:
Q = Св * тв (tп- де Св - теплоемкiсть води, Кал/кг*град; тв - маса води, кг; tк - температура води початкова i кiнцева.
Q = 1*360 (90-25)= 23400 кал
На рiчну програму в 2014 рощ економiя буде складати 13500 тис м3газу
Висновки. Науковцями кафедри технологи м'яса, м'ясних та олшно-жирових виробiв розроблено ряд рекуперацш них установок по рафiнуванню та дезодораци жирiв, а також виробництву майонезу на Львiвському жиркомбiнатi. Економiя тепла на одну тону олп, що подаеться на рафiнацiю становитиме: 93750Кал. на рiчну програму по випуску продукци в 2014 рощ, економiя буде складати 20тис.м3газу. При виробництвi майонезу модернiзованим способом економiя тепла становитиме 13500 тис м3газу.
135
Перспективи подальших дослвджень. Розробка ряду рекуперацшних установок з рафшаци, а також виробництва маргарину на Львiвському жиркомбiнатi.
Л1тература
1. Дмитриченко М. Товароведение и експертиза пишевых жыров, молока и молочных продуктов / Дмитриченко М., Пилипенко Т. - СПб.:Питер, 2004.352 с.
2. Елисеева Н.Е. Низкожирные майонезы и соусы с пищевыми волокнами и комплексом биологически активных соединений / Н.Е. Елисеева // Масложировая промышленность. - 2008. -№4. - С.40-44.
3. Ипатова Л.Г. Методологя констриурования жировых продуктов с задаными потребительскими свойствами / Л.Г. Ипатова, А.А. Кочеткова, А.П. Нечаев, В.В. Бессонов // Материалы Всеросийского съезда диетологов и нутрициологов «Диатология: проблемы и горизонты», 4-6 декабря 2006 г. М.: ГУ НИИ питания РАМН - С.42.
4. Кодекс Алиментариус. Жиры, масла и производные продукты / пер. с англ. - М.: Издательство «Вест мир», 2007. - 68с.
5. Красильников В.Н. Перспективы развития технологии жиров и масел //Масла и жиры. - 2008. - №9. - С.2-4
6. Нечаев А.П. Майонезы для здорового питания содержащие инулин// Нечаев А.П., Утешева С.Ю., Кочеткова А.А., Карпухин Д.В. Еоисеева Н.Е. // Масложировая промышленность. - 2005. - № 4. - С.22- 35.
7. ОБраен Р. Жиры и масла. Производство, состав и свойства, применение. - СПб.: Професия, 2007. - 752 с.
8. Рудаков О.Б., Жиры. Химический состав и экспертиза качества /Рудаков О.Б., Пономарев А.Н., Полянский К.К., Любарь А.В. - М.: Дели принт, 2005. - 312с.
9. Паска М.З. 1новацшш технологи у олшно-жировш промисловост / Паска М.З., Жук О.1., Мартинюк 1.О., Драчук У.Р. // Науковий вкник ЛНУВМ та БТ шеш С.З. Гжицького Львш 2013р. - Т15, №3(57), Ч.4. - С. 102-116.
10. Паска М.З. Технолопя маргаришв та промислових жирiв / Паска М.З., Демщов 1.М., Жук О.1./ - Львш: СПОЛОМ, 2013. - 187 с.
11. [Електронний ресурс]. - Режим доступу : www.silverson.com.
12. [Електронний ресурс]. - Режим доступу : www.ppma.co.uk/.../MU-2005-July-toiletries-c.
13. [Електронний ресурс]. - Режим www.foodengineeringmag. com/.../tech-update-...
14. [Електронний ресурс]. - Режим www. directindustry. com/.../ultrasonic-homoge...
15. [Електронний ресурс]. - Режим www.che.com/archives/...and.../mixing/
Рецензент - д.т.н., професор Цж Б.Р.
доступу доступу доступу
136
