Модернізація сушарки молока

В даний час багато вітчизняних виробників згущеного молока, сухого молока, сухої сироватки та ін. Згущених і порошкових молочних продуктів змушені експлуатувати вакуумно-випарні апарати і розпилювальні сушильні установки, встановлені на підприємствах ще в 60х - 70х роках. Природно за такий тривалий термін експлуатації обладнання зношується, морально застаріває, підвищуються виробничі втрати, ростуть енерговитрати. В умовах сильної конкуренції, і постійно зростаючих цін на енергоносії, молокопереробні підприємства потрапляють у важке фінансове становище.
Придбання нового обладнання - один з варіантів вирішення виникаючих проблем, проте далеко не кожне підприємство може собі це дозволити - вартість обладнання для цеху сушки молока європейського виробництва досягає декількох мільйонів євро. При комплектації цеху вітчизняним обладнанням, витрати також складають до мільйона доларів.
Альтернативний варіант вирішення проблеми - модернізація, відновлення, реконструкція випарного і сушильного обладнання. В даному випадку ми пропонуємо варіанти підвищення ефективності виробництва згущеного та сухого молока досягається значно меншими витратами, які окупаються за 8 місяців роботи.
Для прикладу розглянемо забезпечення енергоносіями комплекту обладнання, яке широко застосовується на молочних заводах: 2 вакуумно-випарних апаратів "Vigant 4000" і розпилювальної сушильної установки А1-ОРЧ. Для нагріву технологічного теплоносія в даному обладнанні використовують перегрітий пар.
Загальне споживання обладнанням перегрітої пари (за паспортними нормам) становить 4 800 кг / год. Для отримання пари експлуатують котельню, в якій розміщується два або три парових котла. В залежності від обраної потужності котлів і теплового навантаження технологічного обладнання, обсяг необхідних енергоресурсів для роботи котельні:
- природного газу від 800 м³ / год до 1200 м³ / год;
- електроенергії від 180 кВт / год до 260 кВт / год;
- холодної води в день від 60 м³ до 110 м³;
- пом'якшуючих реагентів для водопідготовки;
- зарплата операторів і ремонтників з обслуговування обладнання котельні;
- обслуговування і ремонт теплотрас паропроводів.
Наше підприємство пропонує комплексне рішення з енергозбереження на молочних заводах експлуатують розпилювальні сушильні установки і вакуумно-випарні апарати працюють на перегрітому пару. Суть пропозиції полягає в наступному:
- переведення нагріву теплоносія розпилювальної сушильної установки з парового калорифера на теплогенератор, що  працює на природному газі і переклад теплоносія вакуумно-випарного апарату з перегрітої пари на роботу на гарячій воді, яка нагрівається водогрійним термосифонним котлом.
- збір конденсату з вакуумного випарного апарату і подальше використання її для миття технологічного обладнання.
Переведення розпилювальних сушильних установок з роботи на парових калориферах на теплогенератори підприємства проводили і раніше, але тільки за певних умов- це недостатність перегрітої пари на даному виробництві, внаслідок чого, було відсутнє необхідний тиск пари на калорифері, теплоносій не
нагрівався, сушильна установка втрачала в продуктивності, зростала собівартість порошку, при роботі на низьких температурах відбувалося налипання мокрого порошку, обслуговуючий персонал обстукував повітроводи і циклони, ушкоджував їх.
Зараз ситуація кардинально змінилася, мотивацією для підприємств з переведення розпилювальної сушильної установки на теплогенератор, є економіка. Застосування теплогенератора забезпечує наступні переваги:
- підвищення продуктивності розпилювальної сушильної установки від паспортних до 20%, в результаті підприємство отримує порошок з низькою собівартістю;
- зниження енерговитрат по природному газу і електроенергії на одиницю готового продукту, що не віртуальне, а реальне внаслідок чого, окупність вкладених капітальних коштів відбувається за 10 місяців;
- отримання стабільного теплоносія із заданим температурним режимом незалежно від погодних умов, а результат - порошок хорошої якості;
- значне зниження впливу людського фактора при виробництві продукції;
- зниження витрат на обслуговування теплотрас - паропроводів.
На сьогоднішній день на ринку пропонуються телогенератори різних виробників, переваги теплогенератора:
- ККД теплогенератора становить 95%, що дозволяє  бути більш економним в експлуатації і витрачати менше кількості природного газу;
- конструктивна особливість теплогенератора така, що камера згоряння не прогорає при будь-яких експлуатаційних навантаженнях, вона охолоджується за рахунок димових газів які виводяться в атмосферу;
- на теплогенераторі можливе застосування пальників, які працюють на різних видах палива: природному газі (метан), зрідженому газі (пропан-бутне) або дизельному паливі.
- за рахунок конструктивних особливостей пальника, полум'я об'ємне і коротке, тому розміри камери згоряння мінімальний, а звідси і невеликі розміри теплогенератора і як наслідок менша вартість теплогенератора серед аналогів;
- автоматика теплогенератора забезпечує виконання таких функцій:
 • програмний розпал;
• позиційне (плавне) регулювання теплопродуктивності (10-100%);
• відключення пальника: при згасанні факела, при відхиленні тиску газу від норми перед пальником, при відхиленні тиску в камері згоряння від номіналу;
 • світлову і звукову сигналізацію при відхиленні від норми контрольованих параметрів;
• індикацію стану датчиків контрольованих параметрів.
Автоматика дозволяє управляти об'єктами з диспетчерського пункту, причому, здійснювати як контроль стану об'єкта, так і безпосереднє управління даним об'єктом. Контроль стану об'єкта передбачає відображення на віддаленому комп'ютері інформації про основні параметри об'єкта (температурах, тисках,
витратах, тепло продуктивності, к.к.д. і т.д.), з записом цих даних в журнал з періодичністю, яка встановлюється Замовником, а так само з можливістю формування часових, добових і місячних звітів.
Принцип роботи цього агрегату наступний: рекуператор врізається в витяжну трубу після основного витяжного вентилятора, тобто через первинний контур теплообмінника проходить використане повітря з сушильної камери з температурою 85-90ºС і в обсязі 25 тис.м³ на годину. А вихід з вторинного контуру рекуператора через повітроводи з'єднується з входом в теплогенератор. Таким чином чисте холодне повітря проходячи через рекуператор відбирає тепло з відхідних газів і нагрівається до 50 ºС, а потім потрапляє в теплогенератор.
Встановлений рекуператор перед теплогенератором дозволяє економити до 30% палива теплогенератору. Теплові утилізатори працюють на підвищення ККД технологічного агрегату за рахунок підігріву дуттєвого повітря на пальники, або вирішувати завдання отримання теплоносія для зовнішніх джерел.
Але на жаль навіть отриманий позитивний досвід застосування на розпилювальних сушильних установках теплогенераторів замість парових калориферів з відмінним економічним ефектом не отримав належного поширення серед молочних підприємств. Причини цього явища такі: встановивши теплогенератор, підприємства продовжують експлуатувати парові котельні для забезпечення перегрітою парою вакуумно- випарні установки та інші технологічні апарати, а
тому витрати на енергоресурси звичайно знизилися, але основні статті витрат на утримання котельні залишилися.
Тому інженерами нашого підприємства була розроблена технологія переводу основного споживача перегрітої пари при згущуванні молока - вакуумно випарних установок на теплоносій - гарячу воду, яку гріє водогрійний термосифонний котел.
Водогрійний котел встановлюється поруч з вакуумно випарною установкою і трубопроводами закільцьовується перший ступінь апарату з водогрійним котлом. Температура води яка входить в вакуумний апарат складає 95 С. в системі підтримується певний тиск. На виході з вакуумного випарного апарату температура води становить 70-75º С. Тому після виходу на необхідний температурний технологічний режим водогрійний котел підтримує температуру води в 95 ºС і працює на підігрів води на дельту в 20-25 ºС.
Вторинний пар одержуваний в другому щаблі з продукту і конденсованих в конденсаторі в воду, яка збирається в ємності і використовується в подальшому для миття технологічного обладнання.
В даний час підприємства на початку на котельні проводять водопідготовку перед паровими котлами, потім подають цю воду в котли і отриманий пар по трубопроводах подають в вакуумний випарної апарат, де в першій ступені пар конденсується і конденсат зливається в каналізацію, то ж саме робиться і конденсатною водою з другого ступеня. Як результат: підприємства щодня здійснюють водопідготовку, щодня витрачають величезну кількість природного
газу, електроенергії та трудових ресурсів для щоденного нагріву від 20 до 40м³ води і переводу її в паровидний стан. При транспортуванні перегрітої пари на протяжних трубопроводах втрачають від 1 до 3% теплової енергії на кожні 100 погонних метрах паропроводу в залежності від стану теплоізоляції, травлення і витоків пари. І як правило перегріта пара від котельні до технологічного обладнання втрачає по тиску від 1 до 2,5 атмосфер. І отриманий з такими витратами пар конденсується в воду в технологічному обладнанні і щодня зливається в каналізацію в обсягах 40-80м³. Виходячи з усього вище сказаного не викликає сумніву, що підігрів води на дельту 25 ºС буде значно економічніше, ніж нагрівання води до пароподібного стану, транспортування пари до технологічного устаткування, а потім конденсування його в воду.
Переваги нашої технології енергозабезпечення вакуумних випарних установок гарячою водою наступний:
- значна економія енергоресурсів природного газу, електричної енергії, холодної води;
- відсутність шумів при роботі вакуумних випарних установок;
- м'які технологічні режими, при яких молочний білок не пригорає до трубок і як наслідок відсутність втрат продукту;
- збільшення тривалості роботи вакуумного випарного апарату від мийки до наступного миття;

Слід особливо зупиниться ще на одному моменті, де підприємства втрачають значні енергоресурси - це мийка технологічного обладнання.
При запропонованій схемі забезпечення вакуумної випарної установки теплоносієм - гарячою водою, збір конденсованої води обов'язковий. З апарату «Vigant 4000" збирається від 15 до 20 м³ конденсованої води в день, з температурою 60-75ºС. Зібрана вода знаходиться в двох ємкостях з теплоізоляцією, для подальшого використання при митті і підживлення водяної системи з водогрійним котлом.
Процес миття вакуумного апарату за допомогою миючих пристосувань має ряд переваг:
- мийка займає по часу 3-4 години;
- під час миття не буде працювати наступне технологічне обладнання: водогрійний котел, градирня, поворотні насоси;
- економія миючих розчинів в 4 рази (каустику і кислоти);
- економія води, при нашій технології мийки обладнання необхідно 500-800 літрів, при традиційній схемі 5 тон.
Підводячи підсумок ми можемо з упевненістю стверджувати, що при установці усього перерахованого вище пропонованого нами обладнання для отримання необхідних теплових ресурсів щодо забезпечення вище перерахованого технологічного обладнання прямі витрати складуть:
- природного газу від 120 м³ / год до 160 м³ / год;
- електроенергії від 24 кВт / год до 30 кВт / год;