Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 88 )

Движущая сила внедрения

Снижение затрат энергии.

Примеры предприятий

Молочный завод в Швеции.

Справочная литература

[42, Совет министров северных стран, и др., 2001 г.]

7.2.10.3 Охлаждение по замкнутому циклу

Описание

Вода используется для охлаждения, например, пастеризатора или бродильного аппарата. Вода рециркулирует по охлаждающей башне или охладителю, подсоединенному к центральной холодильной установке, т. е. она предварительно охлаждается и возвращается на оборудование уже охлажденной. Если существует необходимость в предотвращении роста водорослей или бактериального роста, в рециркулирующую воду можно добавлять химические вещества. В остальных случаях воду для охлаждения можно повторно использовать в целях очистки.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления воды и уменьшение очистки сточных вод.

Воздействие на различные среды

Энергия может затрачиваться на охлаждение воды для системы охлаждения. Некоторое количество тепла можно извлечь.

Эксплуатационные данные

По имеющимся данным охлаждение по замкнутому циклу может сэкономить 80 % потребления воды по сравнению с открытой системой. Это может быть важно в тех регионах, где вода труднодоступна. Использование прямоточной воды для охлаждения, которая не вступает в контакт с материалами ППНМ, не повлечет за собой загрязнения, воду можно сбрасывать непосредственно в водоприемник, тем не менее, вода будет содержать тепловую нагрузку. Прямоточное прохождение незагрязненной воды для охлаждения через КОССВ увеличивает потребление энергии и становится причиной разбавления, не уменьшая общую нагрузку, поэтому непосредственное сбрасывание предпочтительно.

В рециркулирующих системах охлаждающих башен вода для охлаждения постоянно рециркулирует по охлаждающей башне. Тем не менее, прохождение воды по охлаждающей башне характеризуется высоким уровнем растворенного кислорода, что может вызывать коррозию внутри системы, а испарение воды в башне может вызывать скопление взвешенных твердых частиц. Для рециркулирующей воды может потребоваться очистка для предотвращения коррозии, а часть воды необходимо периодически сбрасывать для предотвращения скопления чрезмерного количества растворенных твердых частиц. Также необходимо принять меры предосторожности для контроля условия роста бактерий Legionella, которые через распыления из охлаждающих башен могут стать источником легионеллеза. Системы с замкнутым циклом минимизируют коррозию, а растворенные твердые частицы не накапливаются.

В случае более крупного источника воды, такого как крупная полноводная река, воздействие на различные среды, связанное с охлаждением по замкнутому циклу, может быть более значительным. Если необходимый объем воды можно взять из реки и река может принять тепловую нагрузку без значительного вреда, оказываемого на водную флору и фауну, или без создания препятствий другим пользователям поверхностных вод, а вода при этом не загрязняется, то прямоточное охлаждение может представлять собой лучший вариант с точки зрения охраны окружающей среды. В случае прямоточной воды для охлаждения для ее подачи насосом от источника и с предприятия также требуется энергия. Если меры для предотвращения утечек из охлаждаемой системы не предпринимаются, то возможен сброс загрязненных сточных вод.

На примере пивоваренного завода производительностью в 500000 гл/год система охлаждения по замкнутому циклу была введена для туннеля в целях замещения открытой системы охлаждения, использующей пресную воду. По оценкам уменьшение потребления воды составило 50000 м3/год.

Как сообщается, для охлаждения бродильного аппарата охлаждение по замкнутому циклу с использованием охладителя и рециркуляционного насоса способствует улучшенному охлаждению.

При производстве сахара вода для охлаждения используется на предприятия для электрогенерирующих турбин. Как правило, вода для охлаждения будет забираться из реки и проходить через турбину перед ее сбросом обратно в реку.

Применимость

Применимо на молочных, пивоваренных заводах, при производстве безалкогольных напитков и производстве сахара и сахарной свеклы.

Экономические показатели

В случае бродильного аппарата сообщают о средних возможных затратах, но о кратком периоде окупаемости.

Для вышеуказанного примера пивоваренного завода инвестиционные расходы на установку охлаждающей башни и другого необходимого оборудования составили 45000 долларов США (до 1996 г.), а период окупаемости составил приблизительно один год.

Движущая сила внедрения

Уменьшение потребления воды и последующее уменьшение сточных вод, а также связанная с этим экономика финансовых средств.

Справочная литература

[13, Агентство по охране окружающей среды Англии и Уэльса, 2000 г., 23, «Envirowise (UK) and Dames & Moore Ltd», 1998 г., 59, «Danbrew Ltd.», 1996 г., 222, CIAA-Federalimentare, 2003 г., 223, Фрей, 2003 г.]

7.2.11 Шоковая заморозка

Информацию о связанных с замораживанием технических методов, см. раздел 7.2.15.

7.2.11.1 Энергетическая эффективность при глубокой заморозке

Основной экономии энергии можно добиться при охлаждении и шоковой заморозке. Экономия возможна при точной регулировке рабочих параметров, таких как температура испарения, скорость конвейерной ленты и мощность воздуходувного аппарата в морозильном туннеле. Эти параметры зависят от перерабатываемого продукта и объема производства. Потребление энергии в электрических системах в морозильном туннеле можно удерживать на максимально низком уровне при использовании преобразователей частоты (см. раздел 7.2.13.9) в воздуходувных аппаратах, распределительном конвейере и при установке высокоэффективного энергосберегающего освещения.

7.2.11.2 Понижение давления конденсации

Описание

Эффективность или КПД морозильного аппарата во многом определяется давлением испарителя и давлением конденсации. Понижение давления конденсации увеличивает КПД и уменьшает потребление электричества. Давление конденсации удерживается на максимально низком уровне посредством использования достаточного количества узлов конденсации.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления энергии.

Применимость

Применимо при глубокой заморозке и замораживании пищевых продуктов в упаковке и без упаковки.

Справочная литература

[31, VITO, и др., 2001 г., 32, Ван Баэл Дж., 1998 г.]

7.2.11.3 Понижение температуры конденсации

Описание

Понижение температуры конденсации увеличивает КПД и уменьшает потребление электроэнергии. Такого понижения можно достигнуть посредством установки змеевиков конденсатора соответствующей емкости так, чтобы даже летом, в разгар сезона для овощного сектора, можно было добиться достаточно низких температур конденсации.

Низких температур можно добиться, если содержать конденсаторы в чистоте и заменять те, которые подверглись сильной коррозии. Засорившиеся конденсаторы становятся причиной увеличения температуры конденсации, при этом также снижается охлаждающая способность, поэтому возможно, что необходимая температура не будет достигнута.

Обеспечение того, что поступающий в конденсаторы воздух является как можно более холодным, способствует понижению температуры конденсации. Чем теплее воздух на входе в конденсатор, тем выше температура конденсации. Такое влияние можно минимизировать посредством помещения конденсатора в тень, при необходимости предотвращая рециркуляцию теплого воздуха, удаляя преграды на пути потока воздуха и проведения шоковой заморозки ночью.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления энергии.

Эксплуатационные данные

Понижение температуры конденсации на 1 ºC увеличивает КПД на 2 %. Понижение температуры конденсации на 5 ºC приводит к уменьшению потребления электроэнергии на 10 %.

Применимость

Применимо при глубокой заморозке и замораживании пищевых продуктов в упаковке и без упаковки.

Справочная литература

[32, Ван Баэл Дж., 1998 г., 69, Агентство по охране окружающей среды Англии и Уэльса, 2001 г.]

7.2.11.4  Повышение температуры испарения

Описание

Повышение температуры испарения улучшает энергетическую эффективность. Для этой цели можно проводить одновременную оптимизацию различных морозильных туннелей, как показано на рисунке 7.17. Такую оптимизацию необходимо выполнять заново после каждой остановки туннеля, переработки отличающегося продукта и установки другой скорости потока.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления энергии.

Эксплуатационные данные

По сообщениям, если температура испарения повышается на 1 ºC, КПД увеличивается на 4 %, а хладопроизводительность увеличивается на 6 %.

Проводимое фламандцами исследование о потреблении энергии во время шоковой заморозки овощей в морозильном туннелей показало, что основной экономии можно достигнуть при регулировании температуры испарения, продолжительности нахождения овощей в морозильном туннеле, скорости потока воздуха относительно скорости потока овощей и типа овощей. Данное исследование показало, что не всегда нужно устанавливать температуру испарения на наиболее низком уровне, т. е. -40 ºC, для хорошего качества заморозки. Более того, очень важно контролировать температуру продукта после его прохождения через морозильный туннель. Низкие температуры, т. е. <-18 ºC, необязательны, поскольку овощи, в конечном счете, будут храниться в замкнутом пространстве при температуре -18 ºC. Высокие температуры, т. е. >-16ºC, приводят к понижению качества заморозки. В худшем случае вся замороженная масса может слипнуться при хранении в ящиках. Выводы из исследования обобщаются на рисунке 7.17.

Рисунок 7.17 - Оптимизация морозильных туннелей при производстве овощей глубокой заморозки