CC BY
16
УДК 663.455.2
Холодообеспечение как фактор качества пива и напитков
М. Л. Галкин, канд. техн. наук, академик МАХ ^^
ООО «Спектропласт» t| III
Н. Х. Низаметдинов, главный инженер Филиала «Шихан» J^ ООО «Объединенные Пивоварни Хейнекен»
Ключевые слова: хладоносители; антифризы; хладоснабжение; хладагент; пиво; безалкогольные напитки; качество холода; регенерация. Keywords: cold carrier; cold supplying; coolant; beer; soft drinks; quality of a cold.
Постоянно проводимый нами мониторинг состояния хладоносителей и охлаждаемой продукции более чем на 100 пищевых предприятиях страны показывает, что в процессе длительной эксплуатации системы холодоснабжения протекают процессы, приводящие к изменению состава хладоносителя, его теплофизических и токсикологических свойств, коррозионному разрушению оборудования, образованию слоев накипи на поверхности труб и теплообменного оборудования. Это, в свою очередь, оказывает негативное влияние на качество холодоснабжения: появляется неравномерность температурных полей на поверхности теплообменного оборудования, снижается интенсивность охлаждения, повышаются гидравлическое сопротивление и расход электроэнергии на прокачку хладоносителя и др. Как следствие — нестабильность теплообменных процессов и ухудшение качества производимой пивобезалкогольной продукции.
Кроме того, жаркое лето 2010 г. стало причиной возросшего сезонного спроса населения на пивобезалко-гольную продукцию. Холодильное оборудование большинства предприятий отрасли работало на пределе своих возможностей. Высокий износ, неудовлетворительная подготовка оборудования и хладоноси-теля к сезону на ряде предприятий привели к потере стабильности работы системы холодообеспечения в период пиковых нагрузок. Эта ситуация наложилась на последствия мирового финансового кризиса, при которой больший спрос от потребителей холода получили заказы на восстановление эффективности теплообмена действующих систем и регенерацию действующих хладо-носителей.
Вместе с тем восстановить эффективность холодоснабжения возможно. Такая работа была выполнена в Филиале «Шихан» ООО «Объединенные Пивоварни Хейнекен» (ООО «ОПХ») совместно специалиста-
ми предприятия и ООО «Спектропласт» [1].
Стерлитамакский комбинат пиво-безалкогольных напитков (с 2004 г. Филиал «Шихан» ООО «ОПХ») выпустил первую продукцию в апреле 1984 г. Производственная мощность комбината — более 2,5 млн гл пива и безалкогольных напитков в год.
На заводе установлены холодильные машины фирмы «Грассо» суммарной холодопроизводительно-стью 8,8 МВт. Хладагент — аммиак. Хладоноситель — 30%-ный раствор пропиленгликоля, объем — 180 м3, циркуляция осуществляется восемью центробежными насосами ^В. Температура хладоносителя на входе / выходе в испаритель составляет 1 /-5 °С. Холодильная система изначально работала на рассоле №С1. В 2000 г. она была реконструирована: заменены холодильные машины, хладоноситель, установлены новые трубопроводы, насосы и воздухоохладители (ВОПы). Однако спустя несколько лет в системе стали
5^2010
40
интенсивно проявляться коррозия насосного оборудования, свищи в теплообменниках, потекли ВОПы. Сквозная коррозия сварных швов трубопроводов заставляла постоянно проводить сварочные работы, приводила к потере дорогостоящего хладоносителя и вынужденной остановке оборудования. Появились затруднения с поддержанием заданного температурного режима охлаждаемой продукции.
Состояние вторичного контура (испарителей, насосов и трубопроводов) было оценено специалистами ООО «Спектропласт», уже имевшими положительный опыт восстановления систем холодоснабжения на ряде крупных предприятий России, в том числе ЗАО МПБК «Очаково», ОАО «Московский комбинат шампанских вин», ООО «Пепси Интернешнл Боттлерс» (Самара) и др. [2]. В результате обследования обнаружен высокий абразивный и коррозионный износ трубопроводов в сочетании со сквозной локальной коррозией в местах сварки, стыках и изгибах трубопровода (рис. 1). Выявлено низкое значение рН хладоно-сителя. В зонах высокой турбулентности (улитки насоса) обнаружен кавитационный износ металлических поверхностей, обусловленный в том числе высокими значениями времени устойчивости пены хладо-носителя (рис. 2).
Для исправления состояния системы холодообеспечения с учетом результатов обследования была выбрана технология, предусматривающая регенерацию хладоносителя и промывку оборудования с кратковременной остановкой системы хо-лодоснабжения (до 5 дней). Технология предполагала последовательное введение трех регенерирующих компонентов в хладоноситель и кратковременное перемешивание каждого по 3-5 мин. После введения третьего реагента хладоноситель должен сутки отстояться. За это время в емкости проходят процессы коагуляции железосодержащих частиц и их выпадения в осадок. Через сутки примерно 60% очищенного хладоно-сителя, содержащего на два порядка меньше посторонних примесей, переливается в другую емкость. В очищенный хладоноситель вводятся ингибиторы коррозии, противопенные добавки, стабилизаторы, биоциды и другие целевые добавки. В результа-
Рис. 1. Абразивный износ в сочетании с язвенной
и питинговой коррозиями трубопроводов системы
те регенерированным хладоноситель даже без фильтрации восстанавливает свои свойства и пригоден для заправки в систему охлаждения.
Параллельно с регенерацией проводили работы по промывке вторичного контура холодильного оборудования ингибированной кислотой. Для этого через контур, освобожденный от хладоносителя, прокачивали воду, в которую вводили кислотный состав СП-ОМ (ТУ 2458-012-11490846-07) и ингибиторы коррозии. Насосом обеспечивали циркуляцию кислотного раствора по контуру. По окончании промывки от накипно-коррозионных отложений кислоту нейтрализовали щелочью, а систему промыли водой с пассивирующими поверхность оборудования добавками.
Разработанная технология позволила оперативно (менее чем за 4 дня) из 180 м3 исходного хладоносителя (рис. 3, а) регенерировать 157 м3 кондиционного хладоносителя (рис. 3, б).
Недостаток в 23 м3 (потери при регенерации) хладоносителя (180 м3)
был оперативно восполнен за счет приготовления нового хладоноси-теля, а также введением в хладо-носитель концентрата противокоррозионных добавок марки КПГ-ПК (ТУ2422-014-11490846-07) и корректирующих компонентов. На пятые сутки от начала работ холодильная система предприятия была запущена в работу.
Химический анализ хладоносителя на седьмой день эксплуатации (приведен в [1]) показал, что содержание продуктов коррозии в хладо-носителе после регенерации снизилось более чем в 100 раз (рис. 3). Коррозионная активность, время устойчивости пены, рН, концентрация пропиленгликоля, ингибитора коррозии и продуктов коррозии соответствуют норме.
Служба главного инженера Филиала «Шихан» ООО «ОПХ» констатировала, что в работе системы холодоснабжения после проведенных работ произошли качественные изменения:
• снизилось энергопотребление холодильной машины на 5 % за счет повышения температуры кипения хладагента на 1,5 °С при обеспечении той же температуры хладоносителя; на 15% повысилась скорость охлаждения продукции (за счет большей эффективности теплообмена); на 10% снизилось гидравлическое сопротивление контура из-за меньшей плотности и вязкости хладоносителя;
• прекратились потери хладоноси-теля из-за протечек, обусловленные коррозионным разрушением контура.
Технологами Филиала «Шихан» ООО «ОПХ» было отмечено, что после регенерации хладоносителя и частичной очистки контура стабилизировались температуры, требуемые по технологии производства пива, хранения дрожжей, хмеля, солода, сусла и др. Отдельно отмечена возросшая чувствительность холодильной цепи при регулировании температурных параметров технологического холода, что позитивно сказалось на качестве конечной продукции предприятия.
Практически неограниченный ресурс работы регенерированных хладоносителей достигается регулярным проведением мониторинга состояния хладоносителя, который ООО «Спектропласт» проводит без дополнительной оплаты, и, при необходимости, производит корректировку состава.
В результате регенерации хла-доносителя и очистки системы хо-лодоснабжения Филиала «Шихан» ООО «ОПХ» удалось снизить энергопотребление и затраты на обслуживание холодильной машины, повысить качество выпускаемой продукции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Низаметдинов, Н. Х. Регенерация хладоносителя в условиях потребителя холо-да/Н. Х. Низаметдинов, М. Л. Галкин // Холодильный бизнес. — 2010. — № 8. — С. 38-42.
2. Шапоеаленко, А. Я. Новый хладоноситель в старом оборудовании — способ повышения эксплуатационной безопасности предприятий/А. Я. Шаповаленко, А. В. Свешников, И. Ф. Зенкин // Холодильная техника. — 2006. — № 8. С. 40-43. &
5^2010
41
