能源效率

如何提高烘焙行业的能源效率

提高能源效率的机会适用于组成部分、过程、设施和组织层面

天然气技术 2021年4月2日
礼貌:CFE媒体与技术

面对高昂的能源成本,许多公司已经接受了提高能源效率的挑战,并开始获得能源效率投资的回报。企业正转向节能流程和技术,以实现企业的环境目标。

改进能源效率程序

在部件和设备一级,可通过定期预防性维修、适当装载和操作以及在实际情况下用效率较高的型号更换旧的设备或部件来提高能源效率。

在过程层面上,可以进行过程控制和优化,以确保生产操作以最高效率运行。在设施层面,照明、冷却和加热的效率可以得到提高,同时,在可行的情况下,通过过程集成和热电联产(CHP)系统,可以最小化设施的总能量输入。在组织层面,可以实施能源管理系统,以确保存在一个强大的企业框架,用于能源监测、目标设定、员工参与和持续改进。

烘焙行业

在最简单的形式下,大多数烘焙产品(面包、卷饼、饼干)都有类似的配料和生产阶段。一般的生产阶段包括搅拌、成型、烘烤、冷却和包装。某些产品需要额外的生产步骤。

能源使用最集中在烘焙或冷冻过程中。对于非耗货产品,烘焙是欧内斯特奥兰多·劳伦斯伯克利国家实验室(资助the U.S. Environmental Protection Agency through the U.S. Department of Energy). Only in the case of frozen products is baking not the largest portion of energy. Baking represents 78% of the energy requirement for cookies and crackers, which are products produced with no need to wash pans or provide a fermentation and proofing period, according to the baking industry report. Bread and rolls as well as cookies and crackers, which are products that require significant baking times, require more energy per unit of production than frozen and nonfrozen cakes. In the case of frozen products, the freezing process consumes the most energy.

除了烘烤和冷冻过程之外,生产的其他阶段消耗了大量的能源,因此有必要研究相关的能源效率措施。

改善能源效益的机会

根据烘焙行业报告,烤箱和烘干机可能会消耗面包店总能源的10%以上,以及过程比能耗的26 - 75%,效率通常很低。烘干机消耗的能量通常是从产品中除去一磅水所需的热力学能量的两到三倍。烤箱的能源效率较低,消耗的能量至少是加热产品所需的热力学能量的五倍。这些额外的能量大部分通过烤箱或烘干机的烟囱作为热量散失到室外环境中。

在烘箱或烘干机中选择的加热元件类型会影响系统的热效率。根据该报告,燃气燃烧器的效率为85 - 95%,而蒸汽加热系统的效率为70 - 80%。由于发电厂和输电线路的损失,输送的电力只有30%的效率。先进的烘焙技术,如无线电频率辅助烤箱,提供了一种高效节能的方式来烘烤最终需要低水分的商品。

细心维护、控制和操作烤箱可以提高面包店的整体能源效率。虽然可以通过提高电机和设备绝缘等技术的效率来直接节省大量能源效率,但通过改进烘箱和烘干机的设计、生产吞吐量、减少停机时间和优化生产流程可以实现间接效益。

适当的燃烧器维护将有助于那些获得空气质量许可证的面包店,确保它们的烟囱排放在允许的水平内,并避免罚款。损坏或废弃的燃烧器应更换为效率更高的。

燃烧器优化可以通过分析燃烧烟囱气体来确定。作为调试的一部分,应取一个堆栈样本作为参考。可以进行周期性的烟囱取样,烟囱排气水平的差异将表明一个或多个燃烧器的问题。氧或燃烧分析仪和烟囱温度测量可以用来确定一系列潜在的低效率能量。如果燃烧效率比使用烘箱时低,就应该制定适当的策略来提高这种效率。燃烧空气/燃料比将经常需要调整,或在某些情况下燃烧器将损坏,需要修理或更换。

创建烤箱的温度剖面将表明烤箱宽度上的温度不平衡。应调查和纠正温度不平衡。这可能需要调整或更换燃烧器元件或维修绝缘。烘箱温度剖面还将指出烘箱的阶段是否过热或过冷,这可能会影响产品质量。

控制措施可以通过仅与烘箱连接或将烘箱控制与烘焙系统集成为一个整体来节约能源。烘箱排气管道可以被控制,以减少所需的能量,以确保燃烧废气安全地从面包房排出,并且环境空气不能通过排气系统进入面包房。排气控制使用外部压力,风和温度数据来控制变速电机。这些类型的系统可以节省5 - 20%的能源。排气控制系统可以与热回收装置相结合来产生热水。

除了这些机会之外,还有新兴技术,以便在提高烘焙行业中提高能源效率的承担。改进的烘焙技术正在开发和不断评估,其中许多可以提供增加的节能,产品一致性和质量,提高生产率。

其中一项技术就是反射涂层。先进的涂料可以应用于锅内墙壁和已安装或新烤箱的燃烧器。它们含有高发射率的陶瓷材料,通过吸收热量并将其以红外能量波的形式辐射回产品,从而提高烤箱的能源效率。这允许燃烧燃料中包含的更大一部分原始能量被应用到产品上,将所需的燃料量减少多达20%。

最终的想法

建立一个有重点的和战略性的能源管理项目,帮助识别和实施整个组织的能源效率措施和实践,并确保持续改进。然后评估公司的能源使用系统,确定需要改进的地方。

请记住,虽然与某些单个措施相关的预期节省可能相对较小,但它们对整个设施的累积影响可能相当大。许多措施的回收期相对较短,因此本身就是有吸引力的经济投资。

这些措施的实施程度因工厂和最终用途而异,但对工厂能源状况的持续评估将有助于确定随着时间的推移进一步节省的成本。

-这篇文章出现在天然气技术补充。

更多信息

欧内斯特,奥兰多,劳伦斯,伯克利国家实验室

www.lbl.gov

能源解决方案中心

www.energysolutionscenter.org

美国能源部

www.energy.gov

美国环境保护署

www.epa.gov


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