Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 19 )

Наконец, технологическая вода используется также для других технических целей, например, вода для охлаждения используется для уплотнения насоса, уплотнения для вакуумного насоса и в закрытых цепях для систем горячего водоснабжения и теплообменных систем. Кроме того, вода используется для контроля влажности кондиционирования воздуха в помещениях хранения и для переработки сырья. Если имеется риск того, что в случае повреждения оборудования возможен контакт с пищевыми продуктами, вода должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

5.5.10.3.4 Вода для охлаждения

Вода для охлаждения представляет собой воду, используемую для отведения тепла из технологических процессов и продуктов. В отраслях ППНМ наиболее часто применяемыми системами охлаждения являются системы охлаждения однократного использования без рециркуляции воды для охлаждения, системы охлаждения замкнутой циркуляции, системы охлаждения незамкнутой циркуляции или градирни и охлаждение прямым контактом с водой для охлаждения.

Вода для охлаждения используется в прямом контакте с пищевыми продуктами, например, после бланширования фруктов и овощей, а также для охлаждения, например, консервов и стеклянных бутылок после стерилизации.

В незамкнутых системах охлаждения, то есть в градирнях, происходит не только испарение воды, но и каплеунос. Кроме того, в охлаждающей колонне создаются благоприятные условия для развития бактерий рода Legionella. Это значит, что каплеунос из охлаждающих колонн, если вода загрязнена, может являться возможным источником заболевания персонала. Для предотвращения возникновения заболевания персонала организации, работающие с такими системами, должны исполнять предписания в части управления, технического обслуживания и их надлежащей очистки [190]. Качество воздуха из систем охлаждения относится к области действия документа BREF «Охлаждение» [67].

5.5.10.3.5 Питательная вода для бойлеров

В секторе ППНМ пар получают в бойлерах с рабочим давлением приблизительно до 30 бар. Для производства энергии паровыми турбинами требуется более высокое давление пара. Пар используется для стерилизации резервуаров и трубопровода. Другим способом применения является стерилизация сверхвысокими температурами острым паром. Иногда острый пар применяют для нагрева продукта или для регулирования содержания воды в сырье. Во всех этих случаях возможен больший или меньший контакт между паром и пищевым продуктом, так что необходимо качество питьевой воды.

Требования зависят от рабочего давления и температуры бойлера и от проводимости. Чем выше давление и температура, тем выше требования к качеству воды. Это влечет за собой необходимость более жесткой очистки воды, например, удаление железа, смягчение и химическое кондиционирование. Качество воды в бойлере регулируется качеством питательной воды подаваемой в бойлер. Периодичность замены воды в бойлере определяется качеством воды.

Важно, чтобы питательная вода для бойлера не приводила к образованию накипи в котле и коррозии паровой системы. Это значит, что питательная вода для бойлера должна иметь очень низкую жесткость и быть деаэрирована. Возвратный конденсат также может использоваться в качестве питательной воды для бойлера, с добавлением должным образом подготовленной питательной воды.

5.5.10.4 Создание вакуума

5.5.10.4.1 Назначение

Вакуум используется, главным образом, для снижения температуры, при которой выполняются операции, тем самым, сокращая возможность ухудшения качества перерабатываемого материала или, в случае переработки пищевого масла, с целью предотвращения нежелательного окисления продукта во время обработки при высоких температурах.

5.5.10.4.2 Область применения

Вакуум применяется во многих типовых операциях в отраслях ППНМ, например, во время сушки, выпаривания, дезодорации и фильтрации

5.5.10.4.3 Описание технологий, методов и оборудования

Существует три основных системы создания вакуума, это пароструйные насосы, возвратно-поступательные насосы и ротационные вакуумные насосы.

Пароструйные насосы, которые могут создавать абсолютные давления ниже 1 или 2 мм ртутного столба (133 или 267 Па), состоят из парового сопла, которое нагнетает высокоскоростную струю через камеру всасывания, соединенную с оборудованием. Воздух и газы из системе эжектируются в пар который, попадая в диффузор типа Вентури, за счет скорости создает вакуум. Пар и испаряемый материал из насоса конденсируется либо непосредственно струей распыленной воды в контактном конденсаторе, или косвенно с помощью рекуперативных конденсаторов, или же специально конденсируется при низкой температуре, например, ледовая конденсация ниже минус 20 ºC.

Вода для охлаждения может использоваться с барометрическими конденсаторами на однократной или регулируемой основе, например, в замкнутых системах. В переработке пищевого масла для омыления свободных жирных кислот (ffa) это осуществляется с использованием градирен, например, в условиях высокого водородного показателя (pH). Из конденсаторов с наружным охлаждением конденсат можно извлекать для повторного использования. Размер конденсатора зависит от применяемой температуры охлаждения, это регулирует также количество необходимого пара. Системы охлаждения (см. 5.2.7.1) или заморозки (см. 5.2.7.2) можно использовать для обеспечения работы при низкой температуре, тем самым, сокращая расход пара.

Возвратно-поступательный насос, который может создавать абсолютное давление ниже 10 мм ртутного столба (1333 Па) представляет собой объемный поршневой насос. Возвратно-поступательные вакуумные насосы могут быть одно - или многоступенчатыми устройствами. Количество ступеней определяется коэффициентом сжатия. Коэффициент сжатия в одной ступени обычно ограничивается значением 4.

Ротационные вакуумные насосы могут создавать абсолютное давление около 0,01 мм ртутного столба (1,33 Па). Давление всасывания может варьироваться в зависимости от сопротивления со стороны вакуумируемой системы. В широко распространенном вакуумном водокольцевом насосе с водяным кольцом имеется впускное и выпускное отверстие во втулке рабочего колеса. Когда крыльчатое рабочее колесо вращается, центробежные силы перемещают уплотнительную жидкость к стенкам эллиптического корпуса, позволяя воздуху постепенно всасываться в полости между лопастями и вытесняться давлением вращающейся жидкости в выходной патрубок.

5.5.10.5 Охлаждение

5.5.10.5.1 Назначение

Задача охлаждения состоит в сохранении продуктов. Оборудование охлаждения требуется для остужения, охлаждения и заморозки (см. 5.2.7.1 и 5.2.7.2).

5.5.10.5.2 Область применения

Во многих производственных процессах отраслей ППНМ охлаждение является важным этапом технологического процесса. Кроме того, многие продукты хранятся и распределяются либо охлажденными, либо замороженными.

5.5.10.5.3 Описание технологий, методов и оборудования

К основным компонентам механических установок охлаждения относится испаритель, компрессор, конденсатор и камера расширения. Хладагент циркулирует по этим четырем устройствам, переходя из жидкого состояния в газообразное, и снова в жидкое состояние. В испарителе тепло поглощается из среды. Это приводит к испарению части хладагента. Если в качестве хладагента используется аммиак, обычная температура испарения составляет от минус 20 до минус 25 °C, что соответствует давлению от 100 до 200 кПа.

Пар хладагента переходит из испарителя в компрессор, где давление повышается примерно до 1000 кПа, что соответствует температуре около 25 °C. Затем сжатый пар переходит в конденсатор, где пар конденсируется. Тепло, поглощаемое хладагентом в испарителе, освобождается в конденсаторе. Конденсатор охлаждается водой или воздухом. Образующийся в результате жидкий хладагент переходит после этого в камеру расширения, где давления и температура понижаются для возобновления цикла охлаждения.

Наиболее часто используемыми хладагентами являются аммиак (NH3), галогенные хладагенты, а именно: хлорофторокарбоны (CFC) и частично галогенированные хлорфторкарбоны (HCFC). Аммиак обладает отличными теплообменными свойствами и не смешивается с маслом, однако он токсичен и горюч. Галогенные хладагенты не токсичны, не горючи и обладают хорошими теплообменными свойствами. Взаимодействие галогенных хладагентов с озоном в воздухе привело к постепенному запрещению размещения на рынке и использования истощающих озон веществ и продуктов и оборудования, содержащих такие вещества [202]. В настоящее время имеется план Предписания Европейского парламента и совета по некоторым фторированным газам, создающим парниковый эффект [246].

Конденсаторы оборудования охлаждения можно разделить на три типа. В конденсаторах с воздушным охлаждением хладагент проходит через ребра, вокруг которых циркулирует воздух для охлаждения. Конденсаторы с водным охлаждением работают с помощью циркуляции воды для охлаждения внутри труб. Благодаря этому хладагент конденсируется на внешней поверхности труб. Конденсатор с водным охлаждением охлаждается по системе однократного использования воды или водой, которая циркулирует в охлаждающей колонне. Наиболее распространенным типом конденсатора с водным охлаждением является трубчатый конденсатор. Наконец, испарительный конденсатор представляет собой комбинацию конденсатора с воздушным охлаждением и охлаждающей колонны. Вода испаряется на поверхность конденсатора.

5.5.10.6 Создание сжатого воздуха

5.5.10.6.1 Назначение

Сжатый воздух вырабатывается для работы простых пневматических устройств, например, для пневматической транспортировки или для более сложных задач, таких как работа пневматических средств управления.

5.5.10.6.2 Область применения

Широко используется в отраслях ППНМ, например, для производственных и упаковочных линий.

5.5.10.6.3 Описание технологий

В отраслях ППНМ применяется сжатый воздух без примеси масел. Используемый воздух должен соответствовать качеству пищевых продуктов. Это достигается прохождением воздуха через несколько фильтров на выходе из компрессора.

5.6 Применение типовых операций в отраслях ППНМ

Подробное описание каждого процесса, применяемого в отраслях ППНМ, выходит за рамки данного документа, поэтому в предыдущем разделе описаны только наиболее распространенные способы обработки. Использование этих типовых операций в некоторых из секторов обобщено в таблице 5.6 [1].