توضیحات
خط تولید کنسانتره میوه در این شرکت متشکل از چهار مرحله تبخیر کننده فیلم ریزشی است که انرژی مورد نیاز مرحله اول توسط بخار تامین شده و بخار خروجی از هر مرحله به منظور تامین انرژی مورد نیاز مراحل بعدی مورد استفاده قرار می گیرد. نقشه جریان فرایندی این فرایند در شکل بالا قابل مشاهده است.
فرایند تولید کنسانتره میوه
در این فرایند آب میوه ورودی توسط مبدل حرارتی صفحه ای (HE) جهت پیش گرم کردن آب میوه ورودی با استفاده از انرژی موجود در کندانس ها و حرارت آب میوه خام خروجی پیش گرم می شود. بعد از مبدل HE آب میوه ورودی طی سه مرحله پیش گرمایش در اواپراتور های E2 و E3 وE4 پیش گرم می شود. سپس به منظور جداسازی آروما وارد برج تقطیر DT می شود. آب میوه بعد از جدا شدن اروما ، در اواپراتور E2 طی دو مرحله تغلیظ شده است. بعد از خنک شدن در مبدل HE به منظور فیلتراسیون از خط خارج می شود. بخار تولید شده در اثر تغلیظ آب میوه در E2 به منظور تغلیظ در E3 مور استفاده قرار می گیرد.
بعد از فیلتراسیون، آب میوه مجددا به خط تغلیظ برگشت داده می شود تا به وسیله ی مبدل HE پیش گرم شود. سپس طی دو مرحله پیش گرمایش در E3 و E2 به منظور تغلیظ وارد E1 می شود. انرژی مورد نیاز تبخیر در E1 توسط بخار ورودی ب خط تغلیظ تامین می شود. بخار ایجاد شده در E1 به منظور تامین انرژی E2 مورد استفاده قرار میگیرد. آب میوه تغلیظ شده از E1 در اواپراتور E3 در تماس با بخار تولید شده از E2 قرار گرفته و مجددا تغلیظ می شود. در مرحله ی آخر آب میوه در اواپراتور E4 تغلیظ شده تا به غلظت مورد نظر برسد. در نهایت در مبدل حرارتی JC توسط آب خنک کننده، سرد شده و از خط تغلیظ خارج می شود. اب سرد مورد نیاز برای خنک سازی اب میوه توسط برج خنک کننده بارومتریک تامین می گردد.
شکل زیر شبیه سازی فرایند در نرم افزار اسپن پلاس را نشان می دهد.
شبکه مبدل های حرارتی و تحلیل پینچ
یکی از معروف ترین روش های یکپارچه سازی حرارتی فرایند های شیمیایی ، تکنولوژی پینچ است. در این روش انرژی از جریان های گرم موجود در فرآیند به جریان های سردی که باید گرم شوند، منتقل میشود. روش پینچ کمک شایانی به کاهش مصرف انرژی سرویس‌های گرم و سرویس‌های سرد می‌نماید.
اساس محاسبات این روش بر مبنای انرژی های موجود در فرایند و جریان های نیازمند انرژی است که در ابتدا مقدار انرژی های موجود در فرایند محاسبه شده و بر اساس حداقل اختلاف دمای در نظر گرفته شده به عنوان نیرو محرکه انتقال حرارت، روش هایی را برای انتقال حرارت از جریان های گرم به جریان های سرد ارائه می دهد.
از آنجایی که تنها منبع انرژی ورودی به این فرایند بخار اصلی ورودی به خط است و هدف از فرایند گرمایش آب میوه ورودی است، پارامتر های عملیاتی تاثیر زیادی بر کاهش مصرف انرژی ندارند و بهترین راه کاهش مصرف انرژی این فرایند استفاده بهینه از انرژی های موجود در فرایند به منظور گرمایش هر چه بهتر آب میوه است. لذا بهترین راه کار برای کاهش مصرف انرژی اصلاح شبکه مبدل های حرارتی موجود در این فرایند است. در ادامه با انجام تحلیل پینچ بر شبکه مبدل های فرایند فعلی وضعیت عملکرد این فرایند مشخص می شود.
در شکل زیر ساختار فعلی شبکه مبدل های موجود در فرایند ارائه شده است.
شبکه مبدل حرارتی
با توجه به شکل بالا خطوط قرمز رنگ جریان های گرم موجود در فرایند که می بایست سرد شوند و خطوط آبی رنگ جریان های سردی که می بایست گرم شوند می باشند. مبدل های حرارتی فرایندی با دایره های سفید، مبدل هایی که با اب کولینگ کار میکنند دایره های آبی رنگ و مبدل هایی که با بخار کار می کنند با دایره های قرمز رنگ مشخص شده اند.
این پروژه علاوه بر فایل های شبیه سازی و طراحی شبکه مبدل های حراتی دارای گزارش کامل و یک فیلم آموزشی نیز می باشد. جهت خرید پروژه و یا کسب اطلاعات بیشتر در مورد آن، از طریق لینک زیر اقدام نمایید.