Jak zmniejszyć zużycie energii elektrycznej w produkcji spożywczej

Zainstalowanie stacji CIP bez jasnej instrukcji lub z nieprawidłową instalacją może prowadzić do poważnych problemów, w tym uderzeń wodnych, awarii i niemożności przeprowadzenia pełnej konserwacji.

Inżynier procesu, który ma do czynienia z wypadkami, rozpryskiwaniem roztworu czyszczącego i konfliktami w harmonogramie czyszczenia różnych urządzeń, nie doceni korzyści płynących z automatyzacji, ponieważ będzie musiał osobiście kontrolować cały proces.

Jeśli myjka zostanie zainstalowana bez uwzględnienia warunków produkcji, może to również powodować problemy dla specjalisty ds. jakości, który może stanąć w obliczu obecności "martwych stref" na linii i niemożności pobierania próbek. Aby uniknąć takich problemów, należy skontaktować się z niezawodną firmą inżynieryjną, która pomoże wybrać sprzęt i zapewni prawidłową instalację.

Właściciel zakładu produkcji żywności będzie w stanie zaoszczędzić więcej na minimalizacji ryzyka, niż zapłaci za usługi takiej firmy.

Odbywa się to poprzez izolację urządzeń o temperaturze powyżej 45 °C:

• zbiorników;
• przewodów parowych i armatury;
• wymienników ciepła;
• rurociągów.

W naszej praktyce izolacja zbiornika magazynowego o pojemności 6 m3 przyniosła około 14 euro dziennych oszczędności finansowych. Dla takiego zbiornika wymagane jest 10 płukań dziennie w temperaturze 85°C. Zużycie energii wynosi prawie 510 000 kcal/dzień.

Izolacja korpusu, dna i pokrywy zbiornika zmniejszyła zużycie ciepła nawet o 230 000 kcal/dzień. Koszt droższego izolowanego zbiornika zwrócił się w ciągu 1,6 roku. Emisja CO2 została zredukowana do 20 ton rocznie. W przypadku zbiornika o pojemności 20 m3 efekty środowiskowe i ekonomiczne będą jeszcze bardziej zauważalne.

Izolacja termiczna systemów dystrybucji pary zmniejsza zużycie energii o 90%. Tyle wynoszą bezpośrednie straty z gorących rur. Według naszych obliczeń, izolacja przewodów gorącej wody zwraca się w ciągu roku, a przewodów kondensatu w ciągu 2 lat. Dodatkowo zmniejsza się emisja gazów cieplarnianych.

Projekty izolacji termicznej gorących powierzchni o temperaturze od 60°C zwracają się w czasie krótszym niż dwa lata.

W wielu procesach mycia CIP dopuszczalne jest ponowne użycie płynów, ale nie każda stacja jest do tego przystosowana. Może brakować zbiorników odzysku i linii powrotnych z urządzeń myjących.

W rezultacie nowy roztwór musi być podgrzewany do temperatury 85°C przy każdym myciu. Zużyty płyn trafia do kanalizacji.

Innym źródłem strat w CIP jest nieprawidłowe ustawienie zaworów odcinających typu flip-flop. Największy efekt mycia uzyskuje się, gdy są one impulsowane w momencie otwierania i zamykania. Zawory pozostają otwarte przez 5 sekund, co zwiększa zużycie podgrzanego roztworu.

Na przykład o 10°C. Wymagane jest jednak dokładne obliczenie, aby skompensować różnice temperatur podczas procesu.

Zużycie energii na ogrzewanie zmniejsza się o około 1/60 przy obniżeniu temperatury o 1°C. Środek ten pokazuje efekt oszczędzania pary i zasobów w perspektywie długoterminowej.

Proces CIP jest bezpośrednio zależny od trzech elementów:

• mechanicznych - ciśnienia i prędkości przepływu;
• czasu czyszczenia;
• temperatury medium.

Racjonalne podejście do oszczędzania energii polega na zwiększeniu komponentu mechanicznego przed czasem mycia i ogrzewaniem. Na przykład, głowice myjące CIP mogą być używane zamiast głowic szczelinowych do mycia zbiorników i rezerwuarów. W rurociągach należy zwiększyć turbulencje przy prędkości przepływu co najmniej 1,8 m/s.

Wybór parametrów myjki CIP jest zawsze indywidualny, ponieważ zależy od rodzaju zanieczyszczenia, rodzaju produktu, cech konstrukcyjnych sprzętu i orurowania. Znalezienie najlepszej opcji dla produkcji można przeprowadzić po testach i płukaniach laboratoryjnych.

Przykład. W zakładach przetwórstwa mleczarskiego dobry efekt oszczędności energii można osiągnąć poprzez dostosowanie temperatury mycia urządzeń.

Wodę pitną można oszczędzać poprzez jej ponowne wykorzystanie. Na przykład ciecz z ostatniego płukania w myjni CIP jest używana do pierwszego płukania w następnym cyklu.

Aby to osiągnąć, należy zmodernizować istniejącą instalację, instalując sprzęt do odzyskiwania wody: zbiorniki i orurowanie.

Są to urządzenia, które zmieniają częstotliwość prądu przemiennego w sieci do pożądanych parametrów, umożliwiając dostosowanie prędkości silnika pompy do potrzeb procesu.

Instalacja przetwornicy częstotliwości jest częścią modernizacji instalacji elektrycznej. Lepiej jest zlecić firmie inżynieryjnej zaprojektowanie i wykonanie tych prac, aby uniknąć roszczeń ze strony przedsiębiorstwa sieciowego i regulatora energii. Faktem jest, że przetwornice częstotliwości mogą pogorszyć jakość energii elektrycznej w sieci.

Nieszczelne uszczelki, zatkane głowice czyszczące i zużyte pompy znacznie zwiększają straty pary, wody i energii elektrycznej. Nieszczelności zniweczą efekt innych środków oszczędzania energii.

Dlatego terminowa konserwacja, naprawa i wymiana przestarzałego sprzętu jest jednym z warunków racjonalnego zużycia ciepła. Weźmy jako przykład spusty kondensatu.

Jeśli nie były one serwisowane przez 3-5 lat, około jedna trzecia takiego sprzętu jest w wadliwym stanie, umożliwiając przedostawanie się pary do systemu odwadniającego. Liczby te potwierdza praktyka.

Aby zmniejszyć koszty napraw i wymiany, firmy przetwórstwa spożywczego stosują system zdalnego monitorowania. Jest to odmiana Przemysłowego Internetu Rzeczy (Industrial Internet of Things, IIoT). Specjalne czujniki zbierają informacje o parametrach pracy różnych urządzeń i przesyłają je do systemu sterowania. Takie monitorowanie pomaga wydawać pieniądze na naprawę i wymianę niedziałającego sprzętu. Z naszego doświadczenia wynika, że w zakładach przetwórstwa spożywczego nie więcej niż 5% odwadniaczy jest uszkodzonych, a straty pary są zmniejszone o 10%.

Nowoczesne modele są bardziej energooszczędne niż te produkowane kilkadziesiąt lat temu. Na przykład odwadniacze termostatyczne mają obecnie szereg zalet w porównaniu ze starszymi modelami:

otwierają się, gdy temperatura zbliża się do poziomu pary nasyconej plus lub minus dwa stopnie;

• mogą być używane jako odpowietrzniki;
• emitują nieskraplające się gazy po każdym otwarciu;
• skracają czas ogrzewania

Średni okres zwrotu z wymiany odwadniacza wynosi mniej niż sześć miesięcy.

• prawidłowe ustawienie elementów temperatury pary;
• współczynnik przenikania ciepła;
• materiał i typ wymiennika ciepła;
• wydajność wymiennika ciepła;
• obecność nieszczelności.