CC BY
37
2-3,2001
I техни-!ествен-|х изде-а схема рв, При
[ПОДХОД
И разра-|еропри-(едприя-[анэпид-р смолы шагает екраще-ке сига-
”0 ли-:ти” По-:ля 2000 [зирова-зой тор-рование 1ЦИИ с 1 'анавли-зсти по шпирос, р, сига-1елиями ше кон-чшения
)ментация - 248 с. рая пром-
жания пега (ПДУ),
[ИЯХ.
664.1.003
РАЦИОНАЛЬНОЕ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ ДВУХ ЭНЕРГОЗАТРАТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ СВЕКЛОВИЧНОГО САХАРА - ВЫПАРИВАНИЯ СОКА
И СУШКИ ЖОМА
А.П. ЩЕРЕНКО
Московский государственный университет пищевых производств
Снижение расхода топлива в технологическом процессе производства сахара — одна из важнейших проблем, поскольку составляющая энергозатрат в себестоимости продукта приближается к 15%. Затраты первичного теплоносителя — ретур-ного пара — после турбины ТЭЦ на технологический процесс распределяются примерно в следующей пропорции: 90% — на корпус I выпарной установки, а 10% — на подогрев сульфитирован-ного сока в последней группе подогревателей перед ней, на сушку сахара и прочие потребители. Поэтому основные усилия в снижении тепловых затрат были направлены на максимально возможную утилизацию тепла вторичных эгергоресурсов в технологическом процессе и на повышение величины кратности испарения выпарной установки. С сожалением можно констатировать, что значение удельного расхода ретурного пара на корпус I на отечественных заводах, 42-44 кг на 100 кг перерабатываемой свеклы, считается приемлемым в энергоснабжении, тогда как на европейских сахарных заводах данная величина не превышает 30 кг.
Существующие или возникающие потребности в создании качественно новых продуктов питания определяются требованиями различной направленности — диетологическими, медицинскими, функциональными, возрастными. Это обусловливает необходимость создания новых или интеграции в традиционные технологические процессы разных способов технического решения по введению соответствующих наполнителей, добавок, улучшителей в пищевую продукцию. К таким добавкам относится пектин, используемый в хлебопекарной и кондитерской промышленности, исходным сырьем для производства которого может служить один из отходов свеклосахарного производства — механически отпрессованный и эколо-гическо-термически чисто высушенный жом.
Однако этому препятствует тот факт, что не более 50% российских заводов располагают жомо-сушильными отделениями, к тому же, используя в качестве сушильного агента продукты сгорания топлива, они не могут предложить сухой жом в качестве сырья для дальнейшего производства пектина из-за наличия в нем канцерогенообразовате-лей. Следует указать еще один недостаток сушки жома указанным способом — это несоблюдение
экологической чистоты окружающей среды вследствие выбросов углекислого, сернистого газов и жомовой мелкодисперсной пыли.
Таким образом, решение задачи экологически чистой сушки свекловичного жома, несмотря на достаточно значительную затрату тепловой энергии, но при соблюдении условий последующей его переработки и реализации произведенной продукции на предприятиях других отраслей, может быть рентабельным.
При этом необходимо стремиться к обеспечению минимального расхода тепловой энергии на термическое обезвоживание жома путем максимального удаления влаги из него механическим прессованием. Отечественные заводы обычно отпрессовывают жом в среднем до 15% содержания сухих веществ СВ, оставляя на долю термической сушки около 28 кг воды на 100 кг перерабатываемой свеклы. Прессы современных европейских заводов позволяют получить жом с содержанием СВ порядка 25%, что требует удаления тепловой сушкой только 15 кг влаги. В дальнейшем будем ориентироваться на последний показатель удаляемой тепловой сушкой влаги.
Очевидно, что использование раздельных, независимых друг от друга технологий сушки и выпаривания сока нерационально. Удельные затраты тепловой энергии на реализацию указанных двух процессов составят примерно 57-59 кг первичного пара, так как снизить эту величину за счет утилизации производного пара из сушильной установки не представляется возможным, потому что он смешивается с сушильным агентом — продуктами сгорания топлива.
Представляет интерес решение этой проблемы с использованием в качестве сушильного агента перегретого пара. Европейские заводы уже внедряют эту технологию сушки жома, отечественные — пока нет. Отметим, однако, что сушильные установки, используемые для сушки жома в среде перегретого пара, к примеру фирмы ОсЗБ, отличаются значительной сложностью конструкции и высокой стоимостью. В первую очередь, это обусловлено тем, что в единой конструкции установки одновременно предусматривается реализация процессов перегрева сушильного агента — пара, непосредственно сушки жома, циклонной сепарации жомовой пыли от пара, рециркуляции сушильного агента с помощью дутьевого вентилятора. Кроме того, данная установка работает под высоким давлением. Острый пар с давлением 25 бар используется для перегрева рециркулирующего сушильного пара, а производный пар с давлением 3,5 бара утилизируется на выпарной станции сахарного завода в качестве греющего теплоносителя. Слож-
ИЗВЕС1
ность конструкции и высокие давления используемых теплоносителей приводят к значительной стоимости сушильной установки.
Таблица
Греющие теплоносители
Потребитель Ретурный пар, 132— 136°С Экстра-пары, °С
128 120 ! 111 1 100 86
Диффузионная установка 2,0
Диффузионный сок : ' 2,0 2,86
Сок перед 1-й , фильтрацией' 1,8
Сок перед 2-й: сатурацией 2’2 2,2
Сок перед выпарной установкой
1,84 1,84 1,84 1,84
Сироп в подогревателе 1.3 К
Сироп в сборниках г; ■ ■ о.5
Оттеки в сборниках 0,9 ■ •с'.'*.'. / ••
Вакуум- аппараты 3,18 ' І 13,1
Итого 1,84 5,02 16,34 5,34 8,0 2,86
В качестве одного из вариантов организации процесса сушки свекловичного жома при атмосферных условиях, который может позволить использовать стандартные сушильные установки барабанного или ленточного типа, можно рассмотреть следующий. Острый пар после генераторов ТЭЦ направляется не на сушильную установку, а в турбокомпрессионную установку, в которой будет сжиматься производный пар, получаемый в результате сушки жома при атмосферном давле-
нии. Так называемый компрессированный пар направляется на корпус II выпарной установки, чтобы вместе с основным ретурным паром из основной турбины ТЭЦ произвести выпаривание воды из свекловичного сока. Процесс утилизации производного пара после сушильной установки значительно снизит суммарный расход тепловой энергии на проведение двух энергозатратных процессов — выпаривания сока и сушки жома. Этот вывод получается на основании сравнения базового — раздельного варианта осуществления указанных процессов и предлагаемого варианта с компрессированием производного пара из сушильной установки.
Для количественной оценки расхода тепловой энергии в сравниваемых вариантах был рассмотрен типовой вариант технологической схемы сахарного завода, при следующих принятых условиях:
используется прогрессивная утилизация вторичных энергоресурсов — тепла утфельных паров и греющих конденсатов для подогрева барометрической, жомопрессовой воды и диффузионного сока;
выпаривание сока осуществляется в пятикорпусной установке;
тепловые нагрузки распределяются равномерно по четырем группам подогревателей перед установкой и по двум группам — перед 2-й сатурацией;
экстра-отборы вторичного пара из корпусов одинаково распределяются в обоих вариантах по технологическим потребителям.
По результатам расчета и принятых условий была получена таблица распределения вторичных паров с выпарной установки по потребителям и значений экстра-отборов из корпусов (таблица). В первом приближении принимаем, что на проведение процесса сушки жома в обоих вариантах затрачивается тепло, эквивалентное теплосодержанию 15 кг греющего пара, а влияние эффекта самоиспарения сока и конденсатов одинаково для сравниваемых вариантов. Схемы вариантов, реализующих выпаривание сока и сушку жома, представлены на рисунке: а — раздельный способ, б — интегрированный способ (ПГ — парогенератор; ПТ — основная паровая турбина; ТУ — топочное устройство; В — воздух; Т — топливо; С — сушильная установка; ТК — турбокомпрессор;
а>
вд
произв IV, V -Сра! ТеЛЬСТ! устано пара д сушку в вари! пара, 1 сушил; греющ 6-41
вания новки 200°С, ной уа данны! пароле приме] сумма! равной с разде
ГЕI и.п. в
Кубанск
В со ма рао процес ности нить р сопутс рых ос щее в биолол болича
Про! фактор ется п опреде, гоклек старен некото! сов В 1^ ных ка| С точк; сообра: старен: ния. В] том эм тельно! начала но мне продук средней нигде I основа] заннувд’ Это зат оды взг
/7,,Я2 — пароперегреватели; (ПП+ПС) — смесь производного пара и продуктов сгорания; I, И, III, IV, V — корпуса выпарной установки).
Сравнение рассматриваемых вариантов свидетельствует, что в варианте а на корпус I выпарной установки необходимо подать 37,5 кг ретурного пара для выпаривания сока и затратить тепло на сушку жома, эквивалентное 15 кг острого пара, а в варианте б на корпус 1 подается 25,5 кг ретурного пара, на корпус II — 15 кг производного пара из сушильной установки жома. Суммарные затраты греющего пара в варианте а 52,5 кг, а в варианте б — 40,5 кг. Если учесть, что после компрессирования производного пара после сушильной установки его температура приблизительно равна 200°С, а для использования его в корпусе II выпарной установки она не должна превышать 128°С,то данный избыток тепла можно утилизировать в пароперегревателе П2, что приведет к экономии примерно 0,9 кг острого пара. Таким образом, суммарная затрата греющего пара в схеме б станет равной 39,6 кг, что на 12,9 кг ниже, чем в варианте с раздельно проводимыми технологиями выпарива-
ния и сушки. Это приведет к значительной экономии топлива, которая при производительности сахарного завода 3000 т/сут составит 33,3 т/сут условного топлива, что будет соответствовать ежесуточной финансовой экономии в размере 3500 у.е.
Конечно, величина экономии уменьшится из-за увеличения потерь вторичного пара на барометрический конденсатор из последнего корпуса выпарной установки, но, сравнивая расходы греющего пара на выпарную установку: 37,5 кг в варианте а без сушки жома и 39,6 кг в варианте б с сушкой жома, можно сделать вывод, что затраты энергии на сушку жома, в абсолютном значении оставаясь прежними, в относительном значении при использовании в качестве сушильного агента перегретого пара уменьшились в 7,1 раза из-за утилизации производного пара в процессе выпаривания сока. Это делает данную технологию, с учетом дальнейшей переработки полученного экологически чистого сухого жома, рентабельной.
Поступила 23.03.01 г.
;*■641.563
ГЕРОНТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ . - ■ И ОЗДОРОВЛЕНИЯ ОРГАНИЗМА -
И.П. ВЫРОДОВ
Кубанский государственный технологический университет
В современной геронтологии старение организма рассматривается как естественное продолжение процессов его развития в условиях невостребован-ности последних [1-4]. При этом трудно переоценить роль некоторых фундаментальных факторов, сопутствующих процессам старения, среди которых особое место занимает питание, определяющее в конечном счете кинетику и энергетику биологических процессов в так называемой метаболической мельнице клетки [5].
Процессы старения организма являются многофакторными, и в настоящее время не представляется пока возможным выделить на микроуровне определяющие факторы, влияющие на жизнь многоклеточных организмов, в том числе на процессы старения организма человека. Условно вводимые некоторыми учеными модели жизненных процессов в какой-то мере облегчают установление важных качественных закономерностей геронтологии. С точки зрения практической геронтологии целесообразно введение трех периодов развития и старения человека: роста, репродукции и старения. Выделение периода репродукции основано на том эмпирическом факте, что средняя продолжительность жизни человека зависит от времени начала и конца репродуктивного периода. Известно множество случаев, когда у долгожителей репродуктивный период более продолжителен, чем среднестатистический [6, 7]. К сожалению, пока нигде не приводятся статистические данные, на основании которых можно было бы выразить указанную закономерность в математической форме. Это затрудняется еще и тем, что названные периоды взаимопроникаемы, а процесс старения вооб-
ще функционирует на протяжении всей жизни организма. Современная геронтология основывается на следующих трех факторах старения [1]: биологическом, клиническом и социально-психологическом. Эти факторы и должны быть положены в основу построения моделей медицины и поиска определяющего, лимитирующего продолжительность жизни фактора в процессе старения человека.
Рассмотрим пять основных моделей теории старения, предложенных различными учеными на основе следующих гипотез [2]: наличие ошибок при репликации ДНК и РНК, ведущих к накоплению мутаций, в особенности, белков; возникновение свободных радикалов, запрограммированное клеткой для оптимального функционирования метаболического котла, чрезмерное накопление которых приводит к непредусмотренной разрушительной деятельности, особенно путем ’’захвата” кислорода клетки; возникновение поперечных сшивок, которое препятствует репликации ДНК, ’’сшитых” по активным концевым и боковым радикалам двутяжевых спиралей ДНК; нарушение мозговой регуляции (гомеостаза); разбалансировка иммунной системы ИС.
Естественно предположить, что функционирование отдельных элементов этих моделей не является независимым, какое-то их соподчинение, са-мосогласование, контролируемое гомеостазом, неизбежно. Обратим в связи с этим внимание на сущность двух последних моделей и следующих из них гипотез, которые входят во все современные теории старения.
Весь организм человека обладает способностью саморегуляции (гомеостаза) всех функций составляющих организма: центральной нервной системы ЦНС, гипофиза (главной железы организма), ги-
