Аннотация:
Во многих отраслях промышленности, таких как пищевая, химическая, строительная и фармацевтическая, сушка является незаменимым звеном процесса. Сушка незаменима при обезвоживании фруктов и овощей, консервировании зерна и специй, производстве сухого молока, растворимого кофе, удобрений, текстиля и фармацевтических препаратов. Однако широко используемый в настоящее время метод сушки горячим воздухом требует высокого энергопотребления, а требуемая энергия по-прежнему в основном поступает от сжигания природного газа, что не только приводит к значительным выбросам углерода, но также приводит к прямым потерям большого количества отходящего тепла.
Институт Фраунгофера по разработке интерфейсов и биотехнологии, Германия Исследователи из IGB изучают альтернативы: использование электричества для генерации перегретого пара, сушка это в закрытой системе, а также рекуперация и переработка тепла для повышения энергоэффективности и устойчивости промышленных процессов сушки.
Так называемый перегретый пар относится к сухому пару, который нагревается до температуры, превышающей температуру его испарения, после того как вода закипает и испаряется. Система, предложенная исследовательской группой, использует высокотемпературный перегретый пар для удаления влаги из влажных материалов, впоследствии производя избыточный пар, содержащий влагу. Вместо того, чтобы выпускать эту часть пара непосредственно в воздух в традиционном процессе, новая система сначала охлаждает его и конденсирует в воду, восстанавливая при этом тепловую энергию при температуре от 90 до 100 градусов Цельсия для использования в других промышленных процессах.
Для дальнейшего повышения эффективности исследователи также добавили к сушильному устройству специальный тепловой насос. Тепловые насосы сжимают излишки пара и повышают его температуру, чтобы тепло можно было рекуперировать и использовать для последующей сушки. По сравнению с традиционной моделью непрерывного нагрева свежего воздуха с последующим отводом части тепла это решение эквивалентно многократному «повторному использованию» одной и той же тепловой энергии в закрытой системе.
В систему также интегрированы интеллектуальные функции управления для определения наилучшего времени работы сушильного оборудования. Для производственных компаний, которые полагаются на возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и фотогальваника, это означает, что оборудование может работать в периоды, когда экологически чистого источника энергии достаточно, а цены на электроэнергию ниже, тем самым еще больше снижая эксплуатационные расходы.
Технологию перегретого пара можно адаптировать к различному сушильному оборудованию, включая ленточные сушилки, барабанные сушилки и распылительные сушилки. Цель исследовательской группы — снизить потребление энергии при сушке от половины до четверти по сравнению с традиционными технологиями. На фактический эффект будут влиять такие факторы, как метод сушки и уровень температуры.
Исследователями проведены лабораторные испытания минерального сырья, строительных материалов и продуктов питания. Результаты показывают, что эта новая технология сушки может снизить потребление энергии до 80% в сочетании с тепловым насосом и интеллектуальной системой управления. В настоящее время пилотная система распылительной сушки с использованием перегретого пара введена в эксплуатацию, что указывает на то, что технология приближается к практическому промышленному применению.
Комментарии