RU
Эксергетический анализ технологической линии производства крупяных концентратов
Номер: 2-3 (344-345), 2015Страницы: 83-89
Раздел: Технологическое оборудование и автоматизация
Автор(ы): С.А. Шевцов, А.В. Пономарев, Е.А. Острикова
Аннотация:
Предложен способ производства крупяных концентратов с использованием в качестве теплоносителя перегретого пара при непосредственном вовлечении в варочно-сушильный процесс вторичных энергоресурсов с применением парокомпрессионного теплового насоса. Функционирование сложной технологической системы производства крупяных концентратов реализовано с помощью микропроцессорного управления технологическими параметрами. Для подготовки теплоносителей с различными температурными потенциалами предложено использовать холодильно-компрессорный агрегат, работающий в режиме теплового насоса. В качестве хладагента следует использовать хладон 12В1 CF2ClBr с температурой кипения в испарителе –4°С и температурой конденсации 153,7°С. Показано, что применение парокомпрессионного теплового насоса расширяет границы энергоэффективного сопряжения объектов различных температурных потенциалов на основе утилизации и рекуперации вторичных энергоресурсов. При этом в полной мере реализован универсальный подход в создании конкурентоспособной теплонасосной технологии, обеспечивающей выработку тепла и холода для совместно протекающих процессов мойки, варки, сушки и охлаждения крупы. Для оценки энергоэффективности линии производства варено-сушеных круп был выполнен эксергетический анализ, основанный на методике Бродянского, в соответствии с моделью окружающей среды Шаргута. Теплотехнологическая система производства варено-сушеных круп условно отделена от окружающей среды замкнутой контрольной поверхностью, а внутри системы с учетом протекающих теплообменных процессов выделены контрольные поверхности мойки, варки, сушки, охлаждения, подготовки технологической воды, подготовки теплоносителей в парокомпрессионной холодильной машине. Составлена схема обмена материальными, тепловыми и энергетическими потоками с окружающей средой, а также между контрольными поверхностями. Рассчитаны внешние и внутренние эксергетические потери системы, а также эксергетическая мощность материальных и энергетических потоков. Высокое значение эксергетического КПД в сравнении с известной технологией свидетельствует об энергетической эффективности предлагаемой линии производства крупяных концентратов.
Ключевые слова: эксергетический анализ, мойка, варка, сушка, охлаждение, крупа, энергетическая эффективность, эксергетическая мощность, КПД
EN
Exergy analysis of cereal concentrate production line
Number: 2-3 (344-345), 2015Pages: 83-89
Section: Food Engineering, Processes, Equipment & Automation of Food Production
Authors(s): S.A. Shevtsov, A.V. Ponomarev, E.A. Ostrikova
Annotation:
Cereal concentrates production method using superheated steam as a heat carrier with direct involvement of secondary energy resources in the boiling-drying process using compression heat pump is suggested. Functioning of complex technological production system of cereal concentrates implemented using microprocessor control of process parameters. For the preparation of heat carriers of different temperature potentials it is suggested to use refrigeration compressor unit operating in a heat pump mode. Halocarbon 12B1 CF2ClBr with a boiling point in the evaporator of –4°C and condensation temperature of 153,7°C should be used as a refrigerant. It is shown that the use of compression heat pump expands the boundaries of objects of different temperature potentials energy efficient integration based on recycling and recovery of waste energy. At the same time universal approach in creation of competitive heat pump technology for the production of heat and cold for simultaneously running processes of washing, boiling, drying and cooling of cereals was fully implemented. Exergy analysis was performed to estimate the energy efficiency of boiled and dried cereal production lines based on the method of Brodyansky, in accordance with the Shargut’s environmental model. Boiled and dried cereal heat production system was conventionally separated from the environment by the closed reference surface, and the inside of the system based on occurring heat transfer processes reference surfaces of washing, boiling, drying, cooling, industrial water preparation, heat carriers preparation in vapor compression refrigerating machine were separated. The scheme of exchange of material, thermal and energy flows with the environment, as well as between the reference surfaces is compiled. Internal and external exergetic losses in system and exergy capacity of material and energy flows are calculated. Exergetic efficiency of a high value in comparison with the known technology indicates the energy efficiency of the proposed cereal concentrates production line.
Keywords: exergy analysis, washing, boiling, drying, cooling, cereal, energy efficiency, exergy capacity