淺析循環冷凝水在食品油脂加工中 提高回收率的應用

周 娜

（國梁武漢科學研究設計院有限公司，湖北武漢 430070）

從近幾年的食用油加工行業產業來看，我國食用油發展面臨著瓶頸?；诋斍肮澞軠p排、高耗能高排放、碳達峰碳中和等相關政策約束，結合國家綠色低碳環保、生態文明建設、循環可持續發展戰略，針對如何實現節能降碳、減排降污、節約成本以及人與環境和諧可持續發展，提高循環冷凝水在食品油脂加工回收方面的應用成了一大課題研究。

1 冷凝水危害分析

通過長期生產工藝調研、考察參觀生產流程、座談訪談等方式發現，目前很多專業設計人員以普通的標準化廠房或民用建筑進行經驗性、探索性設計，設計過程中沒有充分結合食用油的生產工藝、流程、環節和環境等核心要素，缺乏對食品生產車間進行的針對性分析。理論與實踐相脫離后，設計出來的生產車間室內壓力與生產工藝不匹配、生產車間的天花板與食用油生產設備間距設計不合理、天花板材料選擇不匹配以及生產車間的通風管道布局或通風條件不優，是造成冷凝水產生的重要因素。在食用油加工過程中往往需要持續加熱，尤其是在熱加工工序階段通常需要持續補充熱蒸汽，如果對生產過程中所產生的大量熱蒸汽不及時、有效處理，長時間凝結的水蒸氣將會形成高溫、高壓、高濕及高危環境，對生產環境和操作人員造成的安全隱患較大[1-2]。

在生產過程中，冷凝水長期凝結并附著在生產車間的墻體、天花板、設施設備等表面或縫隙，成為大量細菌、霉菌迅速繁殖的天然溫床，如果不及時清理，冷凝水與生產車間內的灰塵、微生物或者其他異物相結合掉落到食用油中或包裝上，會造成微生物污染或異物污染，給衛生健康帶來風險的同時，致使生產產品檢驗不合格，造成生產成本增加[3-4]。 冷凝水附著在設施設備上與空氣中的腐蝕性雜質相結合，長此以往，對生產設施設備、生產車間造成長期性腐蝕，縮短生產設施設備的維修周期和增加維修頻率，大大降低了生產設施設備的使用壽命，無形中增加了企業生產投入，提高了生產成本。大量的冷凝水附著在墻體或生產車間的天花板上，空氣流通受到極大影響，生產車間中的水蒸氣無法及時排出，造成生產車間內水蒸氣彌漫，不方便生產工人操作，容易引發安全事故；電器、電路等生產必要的設施設備或元器件長期浸泡在蒸汽中容易導致供電短路，引發嚴重的火災或觸電等安全事故。

2 提高循環冷凝水的使用價值

2.1 循環冷凝水收集工藝

食品油脂在加工過程中快速冷凝成流體液態或固體，便于食用油收集、儲存、運輸，初步設想是在鍋爐外加設一圈螺旋狀的水流管，與設計鍋爐榨油出口端反向纏繞，冷凝水從出油端進，進油端排出，進出過程中均在封閉空間中進行，以免造成大量的熱損失，確保冷凝水的使用價值得到較好利用，詳見封閉式冷凝水回收工藝系統流程示意圖1。

圖1 封閉式冷凝水回收工藝系統流程示意圖

2.2 循環冷凝水的回收利用

循環水冷凝管與設計鍋爐榨油出口端反向纏繞，有利于油脂快速冷卻，減少新增循環水的用量，還可以通過熱交換提高循環水的溫度，為下游洗滌產業、用熱產業提供供熱基礎性需求，促進循環產業經濟發展的同時，對外銷售熱蒸汽還可以為食用油生產企業創收[5]。蒸汽熱源在對其他換熱器間接加熱時，通常是利用水蒸氣所含的潛在熱量通過熱交換的方式，釋放同等熱量傳遞到換熱器形成等溫的飽和冷凝水。能量計算采用焓值計算 公式：

式中：ΔH為焓變，kJ/kg；ΔE為能量變化，kJ；P為壓強，MPa；V為體積，m3。

通過焓值計算公式可看出，同等體積條件下使用水蒸氣壓力越大，熱傳遞所形成的飽和冷凝水熱焓值越高，循環水的使用價值就越高。根據多次實驗判斷，通過熱傳遞后冷凝水熱焓值可以占到鍋爐蒸汽總熱焓值的30%，充分說明水蒸氣在熱傳遞后產生冷凝水的品質較好，壓力、溫度及熱焓值對應關系見表1[6]。假如能將冷凝水直接封閉循環重新打入鍋爐，在保證冷凝水不與O2和CO2接觸的情況下，可以最大限度保留冷凝水的高溫品質，適合用于鍋爐循環補水，既可以節約大量的使用新水，降低鍋爐燃煤或電能及水處理相關費用，還能降低燃煤鍋爐的排污率，從某種程度上來講，減少了鍋爐排污帶來的熱量損失[7-8]。

表1 壓力、溫度及熱焓值對應關系表

3 降低非循環冷凝水產生的建議

3.1 合理降低生產車間的濕度

強化生產工人培訓力度，指導清洗生產設施設備的生產工人，注意清洗工具的選擇，熟悉生產設施設備、生產車間天花板、墻體及地面清洗的順序，從源頭改變管理層和生產工人意識。在沖洗過后要擦干生產設施設備、生產車間天花板以及墻體、地面等，確保生產車間通風良好，改善生產車間環境，使易污染的設施設備處于一個干燥環境，有效防止細菌、霉菌的滋生。如果是生產工藝中加熱區域經常性出現冷凝水，在設計時應考慮設置排風扇和進風扇，將車間濕潤氣流排出，保證車間濕度適中；生產過程有大量水蒸氣產生的區域，必須安裝強制性通風設備，有效阻止冷凝水產生；如果是漂燙工藝產生的水蒸氣，要在關鍵控制點位置增加一個高度適當的排風罩。

在生產過程中要有效控制生產車間的溫度穩定，適當保持生產車間內的溫度，在一定程度上可以防止蒸汽冷凝水的產生。例如，食用油生產、存儲、運輸所需單凍機、速凍庫等制冷設備的冷氣漏出會造成設備周圍或上方出現冷凝水，為了阻止這種情況出現，最好將此類設施設備放置在一個相對獨立的空間進行分開管理，這樣可以防止冷氣與生產車間的其他地方氣流混合產生冷凝水。

3.2 做好生產車間的設計

為了盡可能地減少冷凝水的產生，在生產車間設計時，充分利用溫差，選擇具有保溫性能的天花板吊頂材料，或者在蒸汽截流較多的熱加工區域頂端設計成傾斜頂棚或倒“V”型頂棚等。為有效防止天花板長霉，在天花板材質選擇時，盡量選擇不吸水、表面光潔度較好、耐腐蝕性強、耐溫效果好的淺色材料覆涂或裝修，在裝修過程中適當預留一定坡度，同時可在天花板表面涂防霉涂料。

食用油生產車間的建筑設計首要條件是通風良好，確保室內衛生環境條件始終達到合格標準，使室內時刻有良好的空氣條件。在設計過程中，要充分考慮到生產車間會產生的余熱、余濕，一定要避免室內的水蒸氣停留在通風管道或頂棚上以及其他地方的凝結水滴，嚴禁水滴滴落到食品上或食品操作臺上及操作人員身上。同時，在冷凝水產生較為集中的區域下方或周圍，不要設置生產線或保管產品、原料等，防止對生產產品造成污染。

3.3 強化后期的日常管理

在食品生產過程中，冷凝水的出現并非是產品本身存在問題，而是在滴落過程中容易與污染物結合污染產品，造成微生物超標，如果預防存在困難，必須采取強制的控制手段，如定時安排衛生員對天花板或墻面上的冷凝水進行適當清理。另外，食品生產公司要及時對生產成品做好包裝和倉儲，定期做好除濕、恒溫等處理，確保生產成品不受生產車間內相關環境影響。

4 結語

生產過程中產生的冷凝水對生產產品、操作人員、設施設備均有影響，在生產車間建設時，需充分考慮生產車間設計的合理性、室內濕度和溫度，在保障良好通風條件的前提下，使用循環冷凝水可以促進食用油的快速冷卻，方便收集、儲存、運輸食用油的同時，通過循環冷凝水熱循環提高熱利用，為下游產業用熱提供需求，搭建多產業融合發展平臺，促進循環產業經濟發展，給企業帶來增收。