浅析循环冷凝水在食品油脂加工中 提高回收率的应用

周 娜

（国梁武汉科学研究设计院有限公司，湖北武汉 430070）

从近几年的食用油加工行业产业来看，我国食用油发展面临着瓶颈。基于当前节能减排、高耗能高排放、碳达峰碳中和等相关政策约束，结合国家绿色低碳环保、生态文明建设、循环可持续发展战略，针对如何实现节能降碳、减排降污、节约成本以及人与环境和谐可持续发展，提高循环冷凝水在食品油脂加工回收方面的应用成了一大课题研究。

1 冷凝水危害分析

通过长期生产工艺调研、考察参观生产流程、座谈访谈等方式发现，目前很多专业设计人员以普通的标准化厂房或民用建筑进行经验性、探索性设计，设计过程中没有充分结合食用油的生产工艺、流程、环节和环境等核心要素，缺乏对食品生产车间进行的针对性分析。理论与实践相脱离后，设计出来的生产车间室内压力与生产工艺不匹配、生产车间的天花板与食用油生产设备间距设计不合理、天花板材料选择不匹配以及生产车间的通风管道布局或通风条件不优，是造成冷凝水产生的重要因素。在食用油加工过程中往往需要持续加热，尤其是在热加工工序阶段通常需要持续补充热蒸汽，如果对生产过程中所产生的大量热蒸汽不及时、有效处理，长时间凝结的水蒸气将会形成高温、高压、高湿及高危环境，对生产环境和操作人员造成的安全隐患较大[1-2]。

在生产过程中，冷凝水长期凝结并附着在生产车间的墙体、天花板、设施设备等表面或缝隙，成为大量细菌、霉菌迅速繁殖的天然温床，如果不及时清理，冷凝水与生产车间内的灰尘、微生物或者其他异物相结合掉落到食用油中或包装上，会造成微生物污染或异物污染，给卫生健康带来风险的同时，致使生产产品检验不合格，造成生产成本增加[3-4]。 冷凝水附着在设施设备上与空气中的腐蚀性杂质相结合，长此以往，对生产设施设备、生产车间造成长期性腐蚀，缩短生产设施设备的维修周期和增加维修频率，大大降低了生产设施设备的使用寿命，无形中增加了企业生产投入，提高了生产成本。大量的冷凝水附着在墙体或生产车间的天花板上，空气流通受到极大影响，生产车间中的水蒸气无法及时排出，造成生产车间内水蒸气弥漫，不方便生产工人操作，容易引发安全事故；电器、电路等生产必要的设施设备或元器件长期浸泡在蒸汽中容易导致供电短路，引发严重的火灾或触电等安全事故。

2 提高循环冷凝水的使用价值

2.1 循环冷凝水收集工艺

食品油脂在加工过程中快速冷凝成流体液态或固体，便于食用油收集、储存、运输，初步设想是在锅炉外加设一圈螺旋状的水流管，与设计锅炉榨油出口端反向缠绕，冷凝水从出油端进，进油端排出，进出过程中均在封闭空间中进行，以免造成大量的热损失，确保冷凝水的使用价值得到较好利用，详见封闭式冷凝水回收工艺系统流程示意图1。

图1 封闭式冷凝水回收工艺系统流程示意图

2.2 循环冷凝水的回收利用

循环水冷凝管与设计锅炉榨油出口端反向缠绕，有利于油脂快速冷却，减少新增循环水的用量，还可以通过热交换提高循环水的温度，为下游洗涤产业、用热产业提供供热基础性需求，促进循环产业经济发展的同时，对外销售热蒸汽还可以为食用油生产企业创收[5]。蒸汽热源在对其他换热器间接加热时，通常是利用水蒸气所含的潜在热量通过热交换的方式，释放同等热量传递到换热器形成等温的饱和冷凝水。能量计算采用焓值计算 公式：

式中：ΔH为焓变，kJ/kg；ΔE为能量变化，kJ；P为压强，MPa；V为体积，m3。

通过焓值计算公式可看出，同等体积条件下使用水蒸气压力越大，热传递所形成的饱和冷凝水热焓值越高，循环水的使用价值就越高。根据多次实验判断，通过热传递后冷凝水热焓值可以占到锅炉蒸汽总热焓值的30%，充分说明水蒸气在热传递后产生冷凝水的品质较好，压力、温度及热焓值对应关系见表1[6]。假如能将冷凝水直接封闭循环重新打入锅炉，在保证冷凝水不与O2和CO2接触的情况下，可以最大限度保留冷凝水的高温品质，适合用于锅炉循环补水，既可以节约大量的使用新水，降低锅炉燃煤或电能及水处理相关费用，还能降低燃煤锅炉的排污率，从某种程度上来讲，减少了锅炉排污带来的热量损失[7-8]。

表1 压力、温度及热焓值对应关系表

3 降低非循环冷凝水产生的建议

3.1 合理降低生产车间的湿度

强化生产工人培训力度，指导清洗生产设施设备的生产工人，注意清洗工具的选择，熟悉生产设施设备、生产车间天花板、墙体及地面清洗的顺序，从源头改变管理层和生产工人意识。在冲洗过后要擦干生产设施设备、生产车间天花板以及墙体、地面等，确保生产车间通风良好，改善生产车间环境，使易污染的设施设备处于一个干燥环境，有效防止细菌、霉菌的滋生。如果是生产工艺中加热区域经常性出现冷凝水，在设计时应考虑设置排风扇和进风扇，将车间湿润气流排出，保证车间湿度适中；生产过程有大量水蒸气产生的区域，必须安装强制性通风设备，有效阻止冷凝水产生；如果是漂烫工艺产生的水蒸气，要在关键控制点位置增加一个高度适当的排风罩。

在生产过程中要有效控制生产车间的温度稳定，适当保持生产车间内的温度，在一定程度上可以防止蒸汽冷凝水的产生。例如，食用油生产、存储、运输所需单冻机、速冻库等制冷设备的冷气漏出会造成设备周围或上方出现冷凝水，为了阻止这种情况出现，最好将此类设施设备放置在一个相对独立的空间进行分开管理，这样可以防止冷气与生产车间的其他地方气流混合产生冷凝水。

3.2 做好生产车间的设计

为了尽可能地减少冷凝水的产生，在生产车间设计时，充分利用温差，选择具有保温性能的天花板吊顶材料，或者在蒸汽截流较多的热加工区域顶端设计成倾斜顶棚或倒“V”型顶棚等。为有效防止天花板长霉，在天花板材质选择时，尽量选择不吸水、表面光洁度较好、耐腐蚀性强、耐温效果好的浅色材料覆涂或装修，在装修过程中适当预留一定坡度，同时可在天花板表面涂防霉涂料。

食用油生产车间的建筑设计首要条件是通风良好，确保室内卫生环境条件始终达到合格标准，使室内时刻有良好的空气条件。在设计过程中，要充分考虑到生产车间会产生的余热、余湿，一定要避免室内的水蒸气停留在通风管道或顶棚上以及其他地方的凝结水滴，严禁水滴滴落到食品上或食品操作台上及操作人员身上。同时，在冷凝水产生较为集中的区域下方或周围，不要设置生产线或保管产品、原料等，防止对生产产品造成污染。

3.3 强化后期的日常管理

在食品生产过程中，冷凝水的出现并非是产品本身存在问题，而是在滴落过程中容易与污染物结合污染产品，造成微生物超标，如果预防存在困难，必须采取强制的控制手段，如定时安排卫生员对天花板或墙面上的冷凝水进行适当清理。另外，食品生产公司要及时对生产成品做好包装和仓储，定期做好除湿、恒温等处理，确保生产成品不受生产车间内相关环境影响。

4 结语

生产过程中产生的冷凝水对生产产品、操作人员、设施设备均有影响，在生产车间建设时，需充分考虑生产车间设计的合理性、室内湿度和温度，在保障良好通风条件的前提下，使用循环冷凝水可以促进食用油的快速冷却，方便收集、储存、运输食用油的同时，通过循环冷凝水热循环提高热利用，为下游产业用热提供需求，搭建多产业融合发展平台，促进循环产业经济发展，给企业带来增收。