RU2614805C1

RU2614805C1 - Способ утилизации и рекуперации теплоты в мукомольном производстве с использованием парокомпрессионного теплового насоса

Info

Publication number: RU2614805C1
Application number: RU2015153285A
Authority: RU
Inventors: Александр Анатольевич Шевцов; Лариса Игоревна Лыткина; Алексей Викторович Дранников; Анна Геннадьевна Капустина; Анастасия Владимировна Мочалова; Анастасия Сергеевна Ситникова
Priority date: 2015-12-12
Filing date: 2015-12-12
Publication date: 2017-03-29

Abstract

Изобретение относится к утилизации и рекуперации теплоты и может быть использовано в мукомольном производстве. Способ заключается в том, что предварительно подогревают влажное зерно, сушат его, охлаждают, подают на хранение с дальнейшей подачей в подготовительное отделение мукомольного завода для выделения примесей и очистки поверхности зерна с последующим увлажнением, отволаживанием и измельчением в вальцевом станке. Затем подают смесь отработанного сушильного агента после сушки, охлаждения и хранения зерна в циклон-очиститель для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц с дальнейшей подачей смеси на охлаждение и осушение в испаритель парокомпрессионного теплового насоса. Разделяют осушенную смесь на три потока, один из которых вначале направляют в рекуператор, затем в конденсатор парокомпрессионного теплового насоса и далее в шахтную зерносушилку, второй поток подают в охладитель на охлаждение зерна после сушки, а третий - на активное вентилирование зерна при его хранении в бункерах. Отводят образовавшийся конденсат из испарителя парокомпрессионного теплового насоса в машину интенсивного увлажнения, охлаждают воду в рекуператоре, используемую для отвода теплоты от быстровращающегося вальца вальцевого станка, которая выделяется при измельчении зерна. При этом отработанную воду после вальцевого станка возвращают на охлаждение по контуру рециркуляции. Способ обеспечивает повышение качества муки. 1 ил.

Description

Изобретение относится к утилизации и рекуперации теплоты и может быть использовано в мукомольном производстве.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ стабилизации термовлажностных характеристик зерна при его сушке и хранении [Пат. № 2303213 РФ, F26B3/14, F26B21/08, F26B21/10. Способ стабилизации термовлажностных характеристик зерна при его сушке и хранении [Текст] / А.А. Шевцов, А.Н. Остриков, Д.А. Бритиков, Е.В. Фурсова (Россия) – № 2005133720/06; заявлено 02.11.2005; опубл. 20.07.2007], включающий управление процессом сушки в шахтной рециркуляционной сушилке и предусматривающий предварительный подогрев влажного зерна потоком отработанного сушильного агента, сушку зерна осушенным воздухом, охлаждение зерна свежим воздухом с последующим его продолжительным хранением в силосах, осушение и охлаждение отработанного сушильного агента в рабочей секции испарителя с дальнейшим разделением его на два потока, один из которых подают на активное вентилирование зерна в силосы, а другой на сушку зерна после предварительного подогрева в конденсаторе теплонасосной установки и калорифере.

Однако известный способ имеет следующие недостатки:

- невысокое качество зерна и муки;

- не в полной мере осуществляется рекуперация и утилизация теплоты используемых теплоносителей;

- не обеспечивается использование воды, образовавшейся при конденсации влаги из сушильного агента в испарителе теплового насоса, что не позволяет снизить расход питьевой воды и создать условия для ее экономии;

- не используется рекуперация охлажденного воздуха после испарителя;

для охлаждения воды, направляемой в вальцевый станок при охлаждении валков в режиме рециркуляции, что негативно отражается на качестве промежуточных продуктов, в общем, и муки, в частности;

- не предусмотрено интенсивное увлажнение и отволаживание зерна при его подготовке для переработки в муку;

- не предусмотрено использование воды, испарившейся из зерна в процессе сушки, для интенсивного увлажнения зерна и охлаждения валков вальцевого станка при измельчении.

Технической задачей изобретения является повышение качества зерна при сушке и хранении, более полная рекуперация и утилизация теплоты используемых теплоносителей, рациональное использование воды, испарившейся из зерна, снижение удельных материальных и энергетических затрат на сушку и хранение зерна.

Для решения технической задачи изобретения предложен способ утилизации и рекуперации теплоты в мукомольном производстве с использованием парокомпрессионного теплового насоса, характеризующийся тем, что он предусматривает предварительный подогрев влажного зерна, его сушку, охлаждение, подачу на хранение с дальнейшей подачей в подготовительное отделение мукомольного завода для выделения примесей и очистки поверхности зерна с последующим увлажнением, отволаживанием и измельчением в вальцевом станке; подачу смеси отработанного сушильного агента после сушки, охлаждения и хранения зерна в циклон-очиститель для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц с дальнейшей подачей смеси на охлаждение и осушение в испаритель парокомпрессионного теплового насоса; разделение осушенной смеси на три потока, один из которых вначале направляют в рекуператор, затем в конденсатор парокомпрессионного теплового насоса и далее в шахтную зерносушилку, второй поток подают в охладитель на охлаждение зерна после сушки, а третий на активное вентилирование зерна при его хранении в бункерах; отвод образовавшегося конденсата из испарителя парокомпрессионного теплового насоса в машину интенсивного увлажнения; охлаждение воды в рекуператоре, используемой для отвода теплоты от быстровращающегося вальца вальцевого станка, которая выделяется при измельчении зерна, причем отработанная вода после вальцевого станка возвращается на охлаждение по контуру рециркуляции.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества зерна при сушке и хранении, экономии удельных материальных и энергетических затрат за счет более полной рекуперации и утилизации теплоты используемых энергоносителей и рациональном использовании воды, испарившейся из зерна.

На фиг. 1 представлена схема, реализующая предлагаемый способ утилизации и рекуперации теплоты в мукомольном производстве с использованием парокомпрессионного теплового насоса.

Схема содержит утилизатор 1; шахтную зерносушилку 2; охладитель 3; циклон-очиститель 4; нории 5, 6; винтовые конвейеры 7, 8, 9,10; бункера для хранения 11; машину интенсивного увлажнения 12; бункера для отволаживания 13; вентиляторы 14, 15, 16; насосы 17, 18; вальцевый станок 19; рекуператор 20; вентиль для подпитки холодной воды 21; парокомпрессионный тепловой насос, включающий компрессор 22, конденсатор 23, дросселирующий вентиль 24 и испаритель 25; блок зерноочистительных машин для выделения примесей из зерна и очистки его поверхности 26.

Способ утилизации и рекуперации теплоты в мукомольном производстве с использованием парокомпрессионного теплового насоса осуществляют следующим образом.

Влажное зерно подают сначала в утилизатор 1, где оно подогревается за счет теплоты отработанного сушильного агента, а затем в шахтную зерносушилку 2, где продувается воздухом, последовательно нагретым в рекуператоре 20 и конденсаторе 23 парокомпрессионного теплового насоса, в результате чего влажность исходного зерна снижается. Далее высушенное зерно направляют в охладитель 3, где оно охлаждается воздухом, поступающим из испарителя 25 парокомпрессионного теплового насоса. Высушенное и охлажденное зерно с помощью нории 5 и винтового конвейера 7 подают на хранение в бункера 11, где зерно подвергают активному вентилированию охлажденным и осушенным воздухом после испарителя 25 парокомпрессионного теплового насоса.

Зерно из бункеров 11 конвейером 8 подают в блок зерноочистительных машин для выделения примесей из зерна и очистки его поверхности 26, где происходит очистка зерна от примесей, отличающихся геометрическими размерами, скоростью витания и др. от основного зерна. Норией 6 очищенное зерно сначала направляют в машину интенсивного увлажнения 12, а затем винтовым конвейером 9 в бункера для отволаживания 13. Увлажненное зерно из бункеров 13 винтовым конвейером 10 отводят на измельчение в вальцевый станок 19 и далее на рассев для дальнейшей его переработки в соответствии с технологической схемой производства муки.

Отработанный сушильный агент после шахтной зерносушилки 2 подают вначале в утилизатор 1 для подогрева влажного зерна, а затем в циклон-очиститель 4, куда также направляют отработанный воздух после охладителя 3 и бункеров для хранения зерна 11. Полученную смесь воздуха очищают в циклоне-очистителе 4 от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц.

Далее смесь воздуха после очистки подают на охлаждение и осушение в испаритель 25 парокомпрессионного теплового насоса, а затем ее разделяют на три потока. Один поток вначале направляют в рекуператор 20, потом в конденсатор 23 парокомпрессионного теплового насоса и далее вентилятором 14 в шахтную зерносушилку 2. Второй поток с помощью вентилятора 15 подают в охладитель 3 для охлаждения зерна после сушки, а третий поток вентилятором 16 в бункера 11 для активного вентилирования зерна при его хранении.

При охлаждении и осушении смеси воздуха в испарителе 25 парокомпрессионного теплового насоса образуется конденсат, который отводят с помощью насоса 17 в машину интенсивного увлажнения 12. В случае нехватки образовавшегося конденсата для увлажнения зерна или в случае технологических сбоев в схеме предусмотрена подпитка необходимого количества холодной воды через вентиль 21.

При измельчении зерна в вальцевом станке 19 выделяется большое количество теплоты, которую необходимо отводить от быстровращающегося вальца для сохранения высокого качества готового продукта. С этой целью в схеме предусмотрено охлаждение быстровращающегося вальца холодной водой, которую охлаждают в рекуператоре 20 и снова возвращают насосом 18 в вальцевый станок 19 по контуру рециркуляции.

Таким образом, предлагаемый способ утилизации и рекуперации теплоты в мукомольном производстве с использованием парокомпрессионного теплового насоса позволяет:

- повысить качество зерна и муки;

- в полной мере осуществить рекуперацию и утилизацию теплоты используемых теплоносителей;

- обеспечить использование воды, образовавшейся при конденсации влаги из сушильного агента в испарителе теплового насоса, что позволяет снизить расход питьевой воды и создать условия для ее экономии;

- использовать рекуперацию охлажденного воздуха после испарителя для охлаждения воды, направляемой в вальцевый станок при охлаждении валков в режиме рециркуляции, что не отражается на качестве промежуточных продуктов, в общем, и муки, в частности;

- проводить более интенсивное увлажнение и отволаживание зерна при его подготовке для переработки в муку;

- использовать воду, испарившуюся из зерна в процессе сушки, для интенсивного увлажнения зерна и охлаждения валков вальцевого станка при измельчении.

- снизить удельные материальные и энергетические затраты на сушку и хранение зерна.

Claims

Способ утилизации и рекуперации теплоты в мукомольном производстве с использованием парокомпрессионного теплового насоса, заключающийся в том, что предусматривают предварительный подогрев влажного зерна, его сушку, охлаждение, подачу на хранение с последующим увлажнением, отволаживанием и измельчением в вальцевом станке, подачу смеси отработанного сушильного агента после сушки, охлаждения и хранения зерна в циклон-очиститель для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц с дальнейшей подачей смеси на охлаждение и осушение в испаритель парокомпрессионного теплового насоса, разделение осушенной смеси на три потока, один из которых вначале направляют в рекуператор, затем в конденсатор парокомпрессионного теплового насоса и далее в шахтную зерносушилку, второй поток подают в охладитель на охлаждение зерна после сушки, а третий на активное вентилирование зерна при его хранении в бункерах, отвод образовавшегося конденсата из испарителя парокомпрессионного теплового насоса в машину интенсивного увлажнения, охлаждение воды в рекуператоре, используемой для отвода теплоты от быстро вращающегося вальца вальцевого станка, которая выделяется при измельчении зерна, причем отработанную воду после вальцевого станка возвращают на охлаждение по контуру рециркуляции.