มุ่งเน้นการผลิตและการประยุกต์ใช้เครื่องอัดไอน้ำ
-
-
การประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์
ข้อได้เปรียบของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการระเหยแบบ MVR ในการผลิตมันนิทอล
บทคัดย่อ: การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเตียงเคลื่อนที่จำลองในระดับอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลายในการผลิตมันนิทอล ได้ช่วยเพิ่มอัตราการได้รับมันนิทอลจากน้ำตาลวัตถุดิบ อย่างไรก็ตาม การใช้สารละลายดีโซร์บิง—น้ำ—ในปริมาณมาก ทำให้ความเข้มข้นของสารลดลง ส่งผลให้ขั้นตอนการระเหยและการทำให้เข้มข้นกลายเป็นขั้นตอนสำคัญยิ่งยวดซึ่งกำหนดต้นทุนการผลิตของผลิตภัณฑ์ ในฐานะเครื่องระเหยชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงาน เครื่องระเหยแบบ MVR (mechanical vapor recompression) สามารถนำความร้อนแฝงของไอน้ำที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการระเหยกลับมาใช้ประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยลดต้นทุนการดำเนินงาน และมอบประโยชน์ด้านการประหยัดพลังงานรวมถึงคุณค่าทางสังคมอย่างมีนัยสำคัญ
คอมเพรสเซอร์ไอน้ำแบบแรงเหวี่ยงที่ใช้ในระบบ MVR ซึ่งกล่าวถึงในบทความนั้น ได้รับการพัฒนาและผลิตโดยบริษัท ลี่หยาง ทูร์โบแวป จำกัด
คำสำคัญ: การบีบอัดไอน้ำ; MVR; การประหยัดพลังงาน
1. ภาพรวมความเป็นมา
เทคโนโลยีเตียงเคลื่อนที่จำลอง ซึ่งเป็นเทคนิคการแยกชนิดใหม่ มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตมันนิทอล โดยกลูโคสถูกเปลี่ยนให้เป็นมันโนสความเข้มข้น 30% ผ่านกระบวนการไอโซเมอไรเซชันทางเคมี จากนั้นใช้เตียงเคลื่อนที่จำลองในการแยก จะได้มันโนสที่มีความบริสุทธิ์ 90% ซึ่งเมื่อผ่านกระบวนการไฮโดรจิเนชันจะให้มันนิทอลที่มีความบริสุทธิ์ 90% กระบวนการดังกล่าวไม่เพียงช่วยเพิ่มผลผลิตมันนิทอลจากน้ำตาลต้นทางเท่านั้น แต่ยังลดจำนวนขั้นตอนการตกผลึกลงด้วย ในน้ำหล่อเลี้ยงจากการตกผลึกซึ่งมีซอร์บิทอลอยู่ในปริมาณ 12% โดยน้ำหนัก เตียงเคลื่อนที่จำลองสามารถแยกมันนิทอลออกจากซอร์บิทอลได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีนี้นอกจากจะลดปริมาณมันนิทอลในน้ำหล่อเลี้ยงให้ต่ำกว่ามาตรฐานคุณภาพเชิงพาณิชย์แล้ว ยังช่วยเพิ่มผลผลิตมันนิทอลโดยรวมได้อย่างมากอีกด้วย
ในการแยกด้วยระบบเตียงเคลื่อนที่จำลอง จำเป็นต้องใช้สารละลายล้างในปริมาณมาก—ซึ่งในอุตสาหกรรมน้ำตาลแอลกอฮอล์คือ น้ำ—ดังนั้นจึงต้องนำส่วนผสมที่ผ่านการแยกแล้วกลับมาทำให้มีความเข้มข้นเท่าเดิมอีกครั้ง แม้จะใช้เครื่องระเหยแบบห้าขั้นตอนที่ทันสมัยพร้อมปั๊มความร้อน ก็ยังคงต้องใช้ไอน้ำถึง 0.19 ตันเพื่อระเหยน้ำหนึ่งตัน และขั้นตอนการเข้มข้นที่ตามมาเองก็ต้องใช้พลังงานไอน้ำในปริมาณมาก ส่งผลให้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจของการใช้ระบบเตียงเคลื่อนที่จำลองเพื่อเพิ่มผลผลิตลดลงอย่างมาก
ในระหว่างการดำเนินงาน สายการผลิตมันนิทอลใช้เครื่องระเหยแบบหลายขั้นตอนเพื่อทำให้สารตั้งต้นเข้มข้นขึ้น โดยใช้ไอน้ำสดเป็นสื่อความร้อนสำหรับขั้นตอนแรก ขณะที่ไอน้ำรองส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในขั้นตอนดังกล่าวจะไม่ถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์ แต่ถูกนำกลับมาใช้เป็นแหล่งความร้อนสำหรับขั้นตอนที่สอง เมื่อปฏิบัติตามหลักการนี้ซ้ำ ๆ จำนวนขั้นตอนการระเหยจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ลดการใช้ไอน้ำสดลง และของเหลวตัวอย่างจะค่อย ๆ เข้มข้นขึ้นตามลำดับเมื่อผ่านแต่ละขั้นตอน ทั้งนี้ ไอระเหยที่เหลือจากเครื่องระเหยจะถูกทำให้เย็นลงด้วยน้ำหมุนเวียนก่อนปล่อยทิ้ง ซึ่งถือเป็นการสูญเสียพลังงานความร้อนอย่างมากในระบบการระเหยแบบหลายขั้นตอน
2. บทนำเกี่ยวกับระบบ MVR
เครื่องระเหยแบบ MVR (Mechanical Vapor Recompression) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ระเหยรูปแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงาน โดยใช้คอมเพรสเซอร์ไอน้ำเพิ่มอุณหภูมิของไอน้ำรองให้สูงขึ้น 6–20°C แล้วนำกลับมาใช้เป็นแหล่งความร้อนสำหรับเครื่องระเหย ทดแทนการใช้ไอน้ำจืดส่วนใหญ่ ส่งผลให้ลดการใช้ไอน้ำจืดลงอย่างมาก และช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อความเข้มข้นของสารละลายในกระบวนการผลิตน้ำตาลต่ำกว่า 50% ค่าการเพิ่มจุดเดือดจะยังคงไม่เกิน 2°C ซึ่งตรงตามข้อกำหนดในการทำงานของระบบ MVR ทั้งนี้ การประหยัดพลังงานของเครื่องระเหย MVR โดยพื้นฐานแล้วเทียบเท่ากับปริมาณการลดลงของการใช้ไอน้ำที่เกิดจากการเปลี่ยนจากเครื่องระเหยแบบหลายขั้นตอนไปเป็นระบบ MVR หักลบด้วยพลังงานไฟฟ้าที่เครื่อง MVR ใช้เอง
เครื่องระเหยแบบ MVR โดยทั่วไปประกอบด้วย เครื่องทำให้ร้อนล่วงหน้า เครื่องระเหยชนิดแผ่น ตัวแยก ระบบสุญญากาศ ระบบคอมเพรสเซอร์ ระบบควบคุมอัตโนมัติแบบ PLC ปั๊ม และระบบควบแน่น ก่อนเข้าสู่เครื่องระเหย สารละลายซูการ์ที่ต้องการทำให้เข้มข้นจะถูกทำให้ร้อนล่วงหน้าในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน จากนั้นจึงไหลเข้าสู่เครื่องระเหย เพื่อแลกเปลี่ยนความร้อนกับไอน้ำทำความร้อนและเกิดการระเหย สำหรับการแยกไอออกจากของเหลว สามารถเลือกใช้ตัวแยกประเภทต่าง ๆ ได้ตามลักษณะของสารละลายที่ป้อนเข้า ตัวเลือกที่พบบ่อย ได้แก่ ตัวแยกแบบแรงเหวี่ยง ตัวแยกแบบแรงโน้มถ่วง หรือตัวแยกที่ออกแบบเฉพาะ ระบบสุญญากาศช่วยรักษาสุญญากาศที่ต้องการตลอดทั้งระบบ โดยกำจัดอากาศ ก๊าซที่ไม่กลั่นตัว และไอน้ำที่ปนมาก เพื่อให้สภาพการระเหยคงที่ ระบบคอมเพรสเซอร์เป็นส่วนสำคัญที่สุดของเครื่องระเหยแบบ MVR เนื่องจากทำหน้าที่อัดไอน้ำรองเพื่อสร้างแหล่งพลังงานความร้อนที่จำเป็นและเพิ่มเอนธาลปีของไอน้ำ ศูนย์ควบคุม MVR ทำหน้าที่บริหารจัดการการทำงานอัตโนมัติ เช่น การระเหย การทำความสะอาด และการหยุดทำงาน โดยควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ รวมถึงควบคุมวาล์ว เครื่องวัดอัตราการไหล อุณหภูมิ และความดัน ปั๊มในระบบ MVR ใช้หลักในการลำเลียงทั้งสารละลายที่ป้อนเข้าและผลิตภัณฑ์ที่เข้มข้น โดยเลือกชนิดปั๊มที่เหมาะสมตามคุณสมบัติของสารละลาย ซึ่งนิยมใช้ปั๊มแบบแรงเหวี่ยง ปั๊มแบบดิสเพลสเมนต์เชิงบวก และปั๊มสกรู ต่อไปนี้เป็นภาพรวมโดยสังเขปของเครื่องระเหยขนาดกำลังการผลิต 5 ตันต่อชั่วโมง ซึ่งบริษัทของเราได้แนะนำเมื่อไม่นานมานี้
2.1 พารามิเตอร์กระบวนการ
อัตราการป้อน: 7–7.5 ลบ.ม./ชม.
อัตราการระบาย: 2.45–2.8 ลบ.ม./ชม.
กำลังของเพลาเครื่องอัดไอน้ำ: 118 กิโลวัตต์.
2.2 คุณสมบัติทางเทคนิค
2.2.1 การใช้ไอน้ำต่ำ
เครื่องระเหยแบบ MVR มีคุณสมบัติการใช้ไอน้ำในปริมาณต่ำ บริษัทของเราได้นำเสนอเครื่องระเหยแบบแผ่นชนิดมีการอัดกลับไอน้ำเชิงกล (MVR) ที่มีความสามารถในการระเหย 5 ตันต่อชั่วโมง หลังจากการดำเนินงานเป็นเวลา 6 เดือน พบว่าปริมาณการใช้ไอน้ำต่อน้ำ 1 ตันนั้นแทบไม่มีนัยสำคัญ และต่ำกว่าเครื่องระเหยแบบห้าขั้นตอนที่ติดตั้งปั๊มความร้อนซึ่งล้ำหน้าที่สุดอย่างมาก
2.2.2 การใช้น้ำหล่อเย็นหมุนเวียนในปริมาณต่ำ
สำหรับเครื่องระเหยแบบสามขั้นตอนที่มีความสามารถในการระเหย 5 ตันต่อชั่วโมง คอนเดนเซอร์จะต้องใช้อัตราการไหลของน้ำหมุนเวียน 150 ตันต่อชั่วโมง (อุณหภูมิน้ำเข้า ti ≤ 30°C, อุณหภูมิน้ำออก t0 ≥ 40°C) ในทางตรงกันข้าม เครื่องระเหยแบบ MVR ที่มีความสามารถในการระเหยเท่ากันกลับต้องการน้ำหล่อเย็นหมุนเวียนเพียงหนึ่งในสี่ของปริมาณที่เครื่องระเหยแบบหลายขั้นตอนต้องการเท่านั้น
2.2.3 การใช้พลังงานสูง
เครื่องอัดไอน้ำมีค่าพิกัดกำลังไฟฟ้าค่อนข้างสูง ส่งผลให้การใช้พลังงานไฟฟ้าเฉพาะต่อปริมาณน้ำที่ระเหยออก 1 ตันอยู่ในระดับสูง สำหรับเครื่องระเหยแบบ MVR ที่มีความสามารถในการระเหย 5 ตันต่อชั่วโมง ได้ติดตั้งมอเตอร์พร้อมระบบควบคุมความเร็วรอบด้วยอินเวอร์เตอร์ และเมื่อรวมถึงปั๊มน้ำคอนเดนเสต ปั๊มจ่ายน้ำ ตลอดจนอุปกรณ์สนับสนุนอื่นๆ แล้ว การใช้พลังงานไฟฟ้าต่อน้ำที่ระเหย 1 ตันจะอยู่ที่ 33 กิโลวัตต์ชั่วโมง
2.2.4 อุณหภูมิการระเหยที่ต่ำกว่า
ในเครื่องระเหยแบบสามขั้นตอน อุณหภูมิของสารเข้าต้องสูงถึง 90°C ขณะที่เครื่องระเหยขั้นแรกทำงานที่อุณหภูมิ 85°C ทั้งกลูโคสและแมนนิทอลล้วนมีความไวต่อความร้อน หากอุณหภูมิสูงเกินไปอาจก่อให้เกิดปฏิกิริยาข้างเคียงจำนวนมากและทำให้เกิดการเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล ในทางตรงกันข้าม เครื่องระเหยแบบ MVR ใช้หลักการระเหยภายใต้สุญญากาศแบบขั้นเดียว โดยรักษาอุณหภูมิการทำงานให้ต่ำกว่า 70°C ซึ่งช่วยลดการเสื่อมสภาพทางความร้อนที่ก่อให้เกิดสี และลดโอกาสเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงเพิ่มเติมได้อย่างมีประสิทธิภาพ
3. การวิเคราะห์ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของ MVR
3.1 ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานประจำปี
จากเกณฑ์มาตรฐานการใช้พลังงานในพื้นที่ ระบบ MVR ที่มีความสามารถในการระเหย 5 ตันต่อชั่วโมง สามารถลดต้นทุนการดำเนินงานได้ถึง 72.42% เมื่อเทียบกับเครื่องระเหยแบบสามขั้นตอนที่มีความสามารถในการแปรรูปเทียบเคียงกัน
3.2 ผลกระทบทางสังคม
การดำเนินงานระบบ MVR ที่มีความสามารถในการระเหย 5 ตันต่อชั่วโมง สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ปีละ 2,933.1 ตันของ CO2, 9,515.75 กิโลกรัมของ SO2 และ 8,284.3 กิโลกรัมของ NOX เมื่อเทียบกับเครื่องระเหยแบบสามขั้นตอน
4. ข้อสรุปและแนวโน้มในอนาคต
สำหรับเครื่องระเหยที่มีกำลังการผลิตเท่ากัน 5 ตันต่อชั่วโมง เครื่องระเหยแบบ MVR สามารถลดต้นทุนการดำเนินงานประจำปีได้มากกว่า 2 ล้านหยวนต่อเครื่อง เมื่อเทียบกับเครื่องระเหยแบบสามขั้นตอน หากราคาวัตถุดิบยังคงปรับตัวสูงขึ้น หรือขนาดการผลิตขยายตัวเพิ่มเติม ข้อได้เปรียบของเทคโนโลยี MVR ก็จะยิ่งเด่นชัดยิ่งขึ้น ในการทำให้สารละลายแอลกอฮอล์น้ำตาลความเข้มข้นต่ำมีความเข้มข้นสูงขึ้น การเปลี่ยนจากเครื่องระเหยแบบหลายขั้นตอนไปเป็นเครื่องระเหยแบบ MVR ได้กลายเป็นแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้แล้ว
คำสำคัญ:
ข้อมูลอื่นๆ
การประยุกต์ใช้เครื่องอัดไอน้ำแบบขับเคลื่อนโดยตรงความเร็วสูง Turbovap ในหลากหลายอุตสาหกรรม
ติดต่อเรา
โทรศัพท์ขายของ
0519-87309551
อีเมล
sales@turbovap.cn
ที่อยู่
เลขที่ 198 ถนนจินอู๋ เขตพัฒนาเศรษฐกิจคุนหลุน เมืองลี่หยาง มณฑลเจียงซู
คิวอาร์โค้ด
ติดตามบัญชีบริการทาง
เว็บไซต์ทางการบนโทรศัพท์มือถือ