Сахарная промышленность

Парогенераторы в сахарной промышленности

Для получения кристаллического сахара из очищенного сока необходимо удалить из него большое количество воды (около 115 % к массе свеклы). При этом образуется пересыщенный сахаром раствор.
На сахарных заводах удаление воды из сока осуществляется в два приема. Сначала в выпарных аппаратах, обогреваемых паром, концентрация сока доводится с 14-15 до 65-70 % сухих веществ (при этом выпаривается около 95-100 % воды к массе свеклы). Затем из полученного сиропа в вакуум-аппаратах выпаривается еще около 15-20 % воды к массе свеклы. При таком уваривании выделяются кристаллы сахара и сироп превращается в утфель, содержащий около 93 % сухих веществ.
Выпаривание воды из сока в два приема необходимо по следующим причинам.
Во-первых, при нагревании сок темнеет и из него выделяется осадок. Поэтому перед увариванием сироп подвергается дополнительной очистке (сульфитация, фильтрование). Такая очистка сиропа может быть проведена при концентрации не более 70 % сухих веществ.
Во-вторых, за короткое время (2-3 ч) сформировать хороший кристалл сахара при уваривании можно только при достаточной концентрации сиропа. Наиболее подходящая концентрация - 65-70 % сухих веществ.
В-третьих, для экономии пара и топлива выпаривание осуществляется в многоступенчатых выпарных установках с многократным использованием тепла.
Сущность такого способа заключается в том, что выпаривание осуществляется на установке, состоящей из нескольких (3-5) выпарных аппаратов (ступеней). Сок поступает в первую ступень, из неё переходит во вторую, из второй - в третью и т.д. При этом плотность сока постепенно увеличивается и он превращается в сироп.
Свежий греющий пар поступает только в первую ступень выпарной установки. Здесь 1 кг этого пара выпаривает из сока примерно 1 кг воды, образуя т.н. вторичный пар. Вторая ступень обогревается вторичным паром первой ступени, третья - вторичным паром второй и т.д. Вторичным паром обогреваются не только выпарные аппараты, но и другие теплопотребители. Таким образом, 1 кг свежего пара выпаривает 2,5-3 кг воды, что соответственно сокращает общую потребность сахарного завода в топливе.
Для того чтобы вторичный пар предыдущей ступени мог нагреть сок последующей, необходимо температуру кипения сока понизить от первой ступени к последней. Понижение температуры кипения сока достигается поддержанием повышенного давления в первой ступени и пониженного - в последней. Для создания различного давления в ступенях в первую ступень подается пар повышенного давления, а в последней поддерживается или атмосферное давление (так называемая выпарная установка под давлением), или создается разрежение (выпарная установка под разрежением).
Выпарные установки на сахарных заводах состоят не больше, чем из пяти ступеней. Это объясняется следующими соображениями: температура кипения сока в первой ступени не может быть выше 129 ° С (при более высокой температуре начинается разложение сахара). Температура кипения сока в последней ступени не может быть ниже 60 ° С (обусловлена технически достижимой величиной разрежения). Таким образом, разность температур между первой и последней ступенями не может превышать 69 ° С. Если эту разность распределить между большим числом ступеней (больше пяти), то на каждую ступень придется слишком малая величина, что повлечет за собой уменьшение эффективности работы каждой ступени и увеличение размеров ступеней и всей установки в целом.
В условиях продолжающегося роста цен на топливо и электроэнергию, вопрос снижения затрат на производство пара приобретает особую важность в свете сохранения и повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции.
Обеспечить необходимое количество пара на сахарном производстве, можно либо установив автономный парогенератор, либо паровой котел.
В случае применения электрических ТЭНовых или электродных парогенераторов у предприятия могут возникнуть проблемы, связанные с частой заменой ТЭНов, электродов, сосудов работающих под давлением, соответствующим техобслуживанием и большим потреблением электроэнергии, что значительно влияет на качество работы и небольшой срок эксплуатации данного оборудования.
Применение индукционных парогенераторов «ТИТАН» в технологическом процессе производства, исключает подобные проблемы, позволяя уменьшить затраты на электроэнергию не менее чем в 2 раза, гарантируя стабильность подачи пара и его соответствие всем нормам, обеспечивая необходимые условия для выпуска высококачественной продукции.
Чаще всего, пищевые производства используют парогенераторы паропроизводительностью от 200 до 1500 кг/пара/час с рабочим давлением до 0,7 МПа и температурой 105-165°С. В пищевой промышленности должны предъявляться высокие требования к чистоте пара, т.к. в технологии производства пищевых продуктов, часто происходит непосредственный контакт с продукцией, что может отразиться на её качестве.

Перечислим отличительные особенности применения пара, характеризующие пищевую промышленность:

·      Беспримесность, отсутствие воздуха и неконденсирующихся газов;
·      Соответствие требованиям технического процесса;
·      Автоматизация процесса производства пара, контроль над его стабильной подачей в требуемом объеме с установленной температурой;
·      Контроль над процессом отвода, сбора и возврата конденсата, который образуется при работе парогенератора;
·      Организация технического обслуживания парообразующих систем;
·      Контроль над соблюдением техники безопасности при работе с паром;

При подборе паропроизводящего оборудования, предприятия могут допускать ошибки. Нужно учитывать не только необходимое количество пара для каждого из процессов, но и температуру пара, его давление, насыщенность пара (для некоторых процессов необходим сухой насыщенный пар, для других подойдет и влажный насыщенный пар), расчеты в отводе конденсата, а также управляемый процесс парообразования. Отдельное внимание необходимо уделять размеру, протяженности и теплоизолированности паропровода, организующему доставку пара до потребителя пара.
Причины таких нарушений лежат в неверных подходах к расчетам, зачастую в нехватке технических знаний о процессах паропроизводства и в недостатке опыта и умения работы с современными парогенераторами. Зачастую истоки этих проблем, скрываются в застарелых взглядах на вопросы производства пара.
Однако все вышеперечисленные проблемы можно решить организацией верного расчета и правильной настройкой оборудования. Кроме того, можно приобрести и настроить дополнительное оборудование, системы водоподготовки.
Ассортимент парогенераторов, на рынке достаточно широк. При его выборе кроме стоимости предложения важно учитывать экономический эффект от внедрения, автоматизированность, совместимость с современным технологическим оборудованием и другие факторы: энергоэффективность, простота монтирования, расходы на техническое обслуживание и графика работы оборудования.
В индукционных парогенераторах «ТИТАН» установленная потребляемая мощность всего 40 кВт для производства 100 кг/пара/час.Управление парогенераторами полностью автоматизировано, следовательно, уже нет необходимости постоянного присутствия персонала, который будет обслуживать установку. Плавная регулировка производительности в автоматическом режиме даёт возможность обеспечить необходимое количества пара, что позволяет дополнительно экономить электроэнергию и следовательно, деньги.
Теперь, давайте сравним характеристики по энергопотреблению, индукционных парогенераторов «ТИТАН» и традиционных электрических парогенераторов: