Лучшие практики проектирования

Оптимизация технологического процесса на производстве томатного кетчупа

Референции
Компания: ПАО «Волыньхолдинг», ТМ «Торчин»
Локация: Волынская область, Украина
Отрасль: упакованные продукты, снеки

Цель: рекуперация тепла технологического процесса по производству томатного кетчупа и соусов с применением методики пинч-анализа
Решение: проект инженерного решения и поддержка Spirax Sarco на этапе реализации и ввода в эксплуатацию
Результат: измерение расхода пара и воды


В соответствии с масштабным дизайн-проектом производственная площадка Nestlé Торчин успешно реализовала решение по рекуперации тепла с применением методики пинч-анализа: тепловая энергия, отработанная на процессе пастеризации, стала использоваться повторно для подогрева воды для технологических нужд. При внедрении решения затраты производственной площадки на генерацию тепловой энергии и воду значительно сократились.

Nestlé — крупнейшая в мире транснациональная компания по производству продуктов питания и напитков. За последние 15 лет Nestlé сильно укрепила свое присутствие в Украине, где в настоящее время компания продает знакомые всему миру бренды, такие как: Nescafé, Nesquik, Nuts, KitKat, Lion и местные марки: Торчин и Свиточ. Фабрика «Торчин-Луцк» производит широкий спектр приправ, ароматизированных соусов и майонезов.

Проблема

В рамках проекта ETS Spirax Sarco было поручено провести исчерпывающий аудит потребителей тепловой энергии на площадке и выявить возможности, оценить и разработать экономически целесообразные решения по энергосбережению. В основе проекта ETS лежит командная структура: инженеры, технологи, внешние консультанты и механики технологических установок вместе оценивают возможность реализации и потенциальные результаты предлагаемого решения, обсуждают достоинства и недостатки. Этот подход обеспечивает согласованность решений и достижение запланированной экономии без негативного влияния на технологию, качество продукции и процесс постоянного совершенствования производства.


Процесс производства продуктов на основе томата включает в себя этапы смешивания сырых ингредиентов, пастеризацию и охлаждение. Как и в большинстве соусов, вода является ключевым ингредиентом. Горячая вода для технологических нужд нагревалась до 65°С с помощью парового теплообменного аппарата, расположенного в котельной, и поступала по длинному распределительному паропроводу большого диаметра, что было причиной снижения температуры. После процесса пастеризации отработанную воду использовали для охлаждения продукта через стенку теплообменника.

Решение

Сначала в рамках проекта была изучена схема источников тепловой энергии и канализационных стоков при производстве кетчупов и соусов, что позволило определить, что вода для технологических нужд может стать хладагентом для охлаждения пастеризованного продукта. С помощью конфигурации контура рекуперации тепла отработанная вода от технологического процесса обеспечивала бы косвенное охлаждение, полностью устраняя необходимость в прямоточном охлаждении. Кроме того, при перемещении места нагрева воды для технологического процесса к месту использования, проект обеспечил бы значительное сокращение потребления пара. Это было бы достигнуто путем ликвидации высоких потерь при генерации и распределении горячей воды, в то время как рекуперация тепла от процесса охлаждения обеспечивала бы удовлетворение потребностей в тепловой энергии для нагрева технологической воды. Также использование пара вторичного вскипания от расположенной рядом установки сбора и возврата конденсата в совокупности с использованием высокоэффективного пластинчатого теплообменника, обеспечивали стабильность поддержания температуры воды для технологических нужд при различных нагрузках. Основными целями решения стали устранение необходимости в прямоточном водяном охлаждении, в соответствии с корпоративной политикой Nestlé, и повышение энергетической эффективности производства кетчупов и соусов. Способами достижения поставленных целей были следующие аспекты:

  • полное устранение необходимости в прямоточном охлаждении;
  • рекуперация тепла для процесса охлаждения через пластинчатый теплообменник с предварительным нагревом охлажденной технологической воды на месте использования, а не в котельной;
  • обеспечение пастеризатора необходимой тепловой энергией при постоянстве температуры в соответствии с рецептурой.

Результат

В дальнейшем площадка будет получать выгоду от постоянства температуры в баке для перемешивания, от постоянства температуры воды для техно- логических нужд при переменных нагрузках. Кроме того, проточная воды была низкого качества (жесткая), и охладители на пастеризацаторах работали с пониженной эффективностью, так как расход хладагента рос ежемесячно вместе с ростом накипи на стенках, создающей изоляционный барьер. После ликвидации проточной системы охлаждения, проблема образования накипи потеряла актуальность, и проблема в обслуживании установки была устранена.


  • достигнута экономия тепловой энергии в 60% (4 491 ГДж/год)
  • экономия воды - 93% (33 420 м3/год)
  • экономия СО2 - 60% (252 387 кг/год)