|
Первостепенное значение при
интенсификации солодовенного производства имеют повышение качества солода и
снижение удельного расхода энергии. Крупными потребителями теплоты на
пивоваренных и солодовенных заводах являются со- лодосушилки. Расход тепла на
сушку солода составляет 85— 90 % его общего расхода на производство солода.
Количество влаги, удаляемой из солода в процессе сушки,
значительное и составляет около 80 кг на 100 кг сухого солода, а расход теплоты на сушку I т его при выполнении ряда мероприятий по экономии
энергоресурсов — около 4 млн. кДж.
Экономии теплоты достигают за счет оптимизации и
автоматизации процесса сушки солода, выбора способа рационального обогрева,
утилизации вторичной теплоты отработанного воздуха и дымовых газов,
рационального проведения процесса сушки, а также за счет использования
нетрадиционных источников энергии (солнца и ветра) и снижения потерь теплоты
через ограждения. Подогрев воздуха для сушки солода, т. е. подготовку
сушильного агента, осуществляют с помощью калориферов, обогреваемых
продуктами сгорания топлива или паром, а также с помощью теплогенераторов.
Целью сушки является не только обезвоживание материала, но и достижение
глубоких физиологических, физических и химических изменений, сообщающих
целевому продукту необходимые технологические качества. Они зависят от
температуры и скорости сушильного агента, высоты слоя солода и других условий
обезвоживания, т. е. от режимов* сушки, которые должны регламентировать по
времени соответствующее изменение в одной плоскости слоя температуры и
влажности солода. Все эти факторы определяют качество продуктов и
технико-экономические показатели работы сушилок.
При разработке режимов для производства нового типа солода
необходимо учитывать как технологическую, так и технико-экономическую
особенность сушки. При достижении высоких технико-экономических показателей
работы сушилок периодического действия большую роль играет изменение скорости
сушильного агента во времени, а для сушилок непрерывного действия —
максимально возможная температура агента и оптимально постоянная его
скорость.
При сушке солода самые большие потери теплоты наблюдаются
в теплогенераторах, предназначенных для подготовки сушильного агента. Они
составляют около 30 %, а иногда превышают 50 % общего расхода теплоты. В
основном теплота в солодосушилках теряется при сжигании топлива с уходящими
дымовыми газами в окружающее пространство через поверхности сушилки, теплогенератора,
калориферов и воздуховодов, на нагревание избытка воздуха, при охлаждении
сушилки в период загрузки и выгрузки солода. Следовательно, хорошая
теплоизоляция всех поверхностей сушильного -агрегата и сокращение общей
продолжительности сушки приводят к значительному сокращению этих потерь.
Кроме того, необходимо проводить и другие мероприятия, направленные на
снижение удельных расходов теплоты при сушке солода: снижение потерь теплоты
от химического и механического недожега, повторное использование теплоты
уходящих газов и отходящего сушильного агента, использование рациональных
режимов.
Если солод сравнительно быстро попадает на производство,
то сушить его можно до влажности 6—8 % (вместо 3—4 %). При этом следует
подобрать соответствующий технологический режим сушки, обративN особое
внимание на химическую фазу. Экономия теплоты при данном способе составит
около 12 %.
С целью снижения расхода теплоты при сушке солода в КТИППе
разработана и испытана в промышленных условиях схема вторичного использования
тепла сушильного агента для солодосушилок различного типа. На рисунке 15
показана схема вертикальной солодосушилки типа ЛСХА, отличительной
конструктивной особенностью которой является наличие стеклянного теплообменника,
обладающего высокой коррозионной стойкостью и низкой стоимостью.
Свежий воздух, нагнетаемый вентиляторами 3 через
калориферы 2 в зоны отсушки и ферментации солода, предварительно нагревается
в стеклянном теплообменнике 5, а затем поступает в калориферы 2 и 7 этих же
зон, где доводится до заданной температуры. Отработанный сушильный агент
отсасывающим вентилятором 3 из зоны" ферментации подается в стеклянный
теплообменник 5, где подогревает, главным образом за счет конденсации пара,
поступающий на сушку свежий воздух и только после этого выбрасывается в
атмосферу. При рекуперации выделяется конденсат, который собирается в
сборнике 4 и может быть использован для нужд завода. Стеклянные
теплообменники позволяют сократить расход топлива на 30— 35 %, а срок
окупаемости их не превышает двух лет.
Важное значение в экономии тепла имеет оптимизация режимов
сушки солода. В качестве критерия ее следует применять минимальные удельные
энергозатраты при высоком качестве целевого продукта. Лучшим режимом является
такой, который предусматривает увеличение расхода сушильного агента в начале
и середине сушки и повышение его температуры. В период химической фазы, когда
идет выдержка высушенного солода при высокой температуре, применяют
рециркуляцию сушильного агента, что позволяет экономить значительное
количество теплоты.
Использование отработавшего сушильного агента в соДо-
досушилках периодического действия (в аппаратах большой единичной мощности
или спаренных горизонтальных сушилках периодического действия) более
эффективно, если он направляется в III и IV периодах сушки в камеру со
свежепроросшим солодом, где процесс сушки только начинается. Экономия теплоты
при этом достигает 20—30 %.
Возвращение сушильного агента на рециркуляцию в сушилках
периодического действия целесообразно только в период отсушки солода. При
этом к более интенсивному снижению влажности приводит режим импульсной подачи
сушильного агента, который дает- возможность экономить до 40 % энергозатрат
на этапе отсушки по сравнению с обычным режимом.
Один из путей экономии топлива и электроэнергии в
солодовенном производстве — использование нетрадиционных источников энергии —
солнца и ветра. Применение солнечной энергии для сушки солода является самым
перспективным в Молдавской ССР, на юге РСФСР и Украинской ССР, в республиках
Закавказья и Средней Азии.
Наибольшее распространение в системах теплоснабжения и
сушки получили плоские солнечные коллекторы, устанавливаемые неподвижно. В
качестве носителей полученной теплоты применяют воздух и воду. При расчете
мощности солнечных коллекторов следует учитывать величину потока солнечной
энергии.
Использование солнечной энергии солодосушилками
периодического действия требует разработки такого графика, который
предусматривал бы максимум расходования тепла на то время сушки, когда
солнечное излучение максимально.
Самым экономным способом сушки солода является применение
контактных теплогенераторов, в которых атмосферный воздух смешивается с
продуктами сгорания природного газа и в виде сушильного агента направляется на
сушку. Однако в таком агенте наблюдается повышенное содержание оксидов азота,
обусловливающих образование в солоде канцерогенных веществ. Сушка смесью
продуктов сгорания газов с воздухом осуществляется только на тех заводах, где
установлены бес- .канцерогенные генераторы с низким содержанием оксидов
азота-в газах.
С целью определения режимов горения, обеспечивающих
минимальный выход оксидов азота, полноту сгорания, устойчивость процессов, а
также конструкторских и технологических параметров, в КТИППе разработана
установка, позволяющая вводить в смесь газов балластный воздух и тем самым
снижать температуру горения, а следовательно, уменьшать образование
теомических оксидов азота.
Разработанный для солодосушилок теплогенератор
представляет собой камеру смешения газа и воздуха, камеру горения, на входе в
которую установлена керамическая решетка с отверстиями 01,5 мм и живым сеченнем 25 %. Горение смеси происходит на решетке.
В КТИППе также разработана высокоэффективная тепло-
вентиляционная система для подготовки сушильного агента ( 16), включающая
солодосушилку, теплообменник — утилизатор теплоты отработавшего агента,
теплогенератор, вентилятор и заслонку.
Схема ее работы предусматривает рециркуляцию сушильного
агента (для сушилок периодического действия), чем достигается более высокая
степень насыщения его влагой и смешивание продуктов сгорания с отработавшим
сушильным агентом, в результате чего повышается его тепловой потенциал перед
теплообменником.
Для использования низкопотенциалыюй теплоты отработавшего
воздуха солодосушилок и других сушильных установок, а также теплоты морской
воды применяют тепловые насосы ( 17). Установка состоит из испарителя,
смонтированного в канале отводимого после сушки теплого воздуха, компрессора
и конденсатора (предварительного подогревателя). Применение такой холодильной
установки позволяет отвести от отработавшего воздуха часть теплоты и передать
ее поступающему в сушилку свежему воздуху. Экономия теплоты на одноярусных
сушилках и в аппарате большой единичной мощности при сушке солода достигает
45 %.
|