Баланс во времени связывает сбор газа брожения, производительность установки рекуперации, запас жидкого CO₂ и резервное снабжение покупным газом.
Годовой объем пива — отправная точка
Двум пивоварням с одинаковым годовым выпуском пива могут требоваться разные системы рекуперации. У них могут различаться бродильные емкости, производственный календарь, интервалы сбора газа, график розлива и потребление CO₂. Полезное исследование для выбора производительности рассматривает представительный производственный период и фиксирует, когда газ доступен, когда он соответствует критериям сбора и когда пивоварне нужен продукт.
В исходном профиле должны быть показаны отдельные или перекрывающиеся партии ферментации, где это возможно. Профиль спроса должен включать процессы, в которых будет использоваться рекуперированный CO₂, и требуемое качество в этих точках. Ведите учет приобретенного газа за один и тот же период времени, чтобы сезонные или бухгалтерские различия не создавали очевидной возможности рекуперации, которой нет в эксплуатации.
Используйте буферизацию газа и хранение жидкости для различных задач.
Газгольдер может сглаживать более короткие изменения между потоком ферментации и производительностью рекуперации. Жидкостное хранилище уравновешивает количество произведенного и изъятого продукта в разные сроки. Оба влияют на работу, но одно нельзя заменить другим, просто сравнивая их физические размеры.
Если пик источника короткий, дополнительная газовая буферизация может позволить уменьшить скорость обработки, чтобы принять большую часть этого пика. Если производственная пауза продлится намного дольше, для покрытия спроса могут потребоваться жидкие запасы или закупленный CO₂. Альтернативы следует сравнивать с фактической продолжительностью, эксплуатационными ограничениями и установленной стоимостью, а не с одним средним почасовым показателем.
Простой пример расчета запаса
Рассмотрим пример установки, производящей 1000 кг/ч принятой жидкости в течение 12 часов в день. Производительность 12 тонн в сутки. Если пивоварня потребляет 500 кг/ч непрерывно в течение 24 часов, расход также составит 12 тонн. В период производства запасы увеличиваются на 500 кг/час; в течение остальных 12 часов она снижается с такой же скоростью. Ежедневное изменение запасов составляет 6 тонн.
Эта арифметика не позволяет выбрать резервуар номинальной вместимостью 6 тонн. Также необходимо учитывать доступный для использования запас продукта в сосуде, эксплуатационные ограничения, стартовый запас, условия доставки и желаемый запас на перерывы. Это показывает, почему сбалансированный ежедневный итог по-прежнему нуждается в хранении: производство и потребление происходят в разное время.
Проверьте неблагоприятный производственный день
Теперь сохраняйте скорость рекуперации на уровне 1000 кг/ч в течение 12 часов, но увеличивайте непрерывную потребность до 700 кг/ч. Ежедневный спрос достигает 16,8 тонны, в результате чего дефицит составляет 4,8 тонны. Резервуар большего размера может отсрочить нехватку, если изначально заполнен, но не сможет устранить повторяющийся ежедневный дефицит. Операционный план требует большего объёма годного продукта, более низкого спроса или другого источника предложения.
Это различие важно во время пиковой нагрузки на упаковку, расширения пивоварни и сезонных изменений в пивоварении. Смоделируйте, по крайней мере, репрезентативный нормальный период и вероятный неблагоприятный период. Избегайте выбора мощности оборудования исключительно на основе годового целевого показателя, если это приводит к длительной эксплуатации ниже запланированного диапазона нагрузок.
Учитывайте качество и резервные поставки в одной модели
Только газ, который разрешен в соответствии с согласованными критериями сбора, относится к профилю доступного сырья. Попадание воздуха, ранние условия ферментации, перенос или другие изменения источника могут уменьшить полезное окно сбора. Теоретическая оценка выработки не должна молчаливо предполагать, что весь образующийся газ становится приемлемым жидким продуктом.
Наше обсуждение проекта объединяет календарь ферментации, измеренный профиль отходящих газов, записи о потреблении, существующие механизмы хранения и покупного газа. Итоговое исследование рекуперации может определить предполагаемую роль каждого источника, запас хранения и операционные приоритеты. Это также дает пивоварне более четкую основу для оценки замещения закупаемого газа, поскольку только продукт, который может удовлетворить фактический спрос требуемого качества, заменяет приобретенный CO₂.
Распространенные технические вопросы
Может ли хранилище компенсировать постоянно недостаточную производительность рекуперации?
Нет. Он может устранить несоответствие сроков или ограниченный по времени перерыв, но повторяющийся средний дефицит требует дополнительного источника снабжения или изменения производства или спроса.
Следует ли включать весь ферментационный газ в категорию извлекаемых?
При практической оценке рекуперации следует учитывать только ту часть, которая доступна для сбора в пределах согласованного источника и рабочего диапазона.
Таблица суточного баланса запасов
| Период | Выпуск рекуперированного продукта, соответствующего требованиям | Спрос | Изменение запаса жидкого CO₂ |
|---|---|---|---|
| 00:00–12:00 | 1000 кг/ч × 12 ч = 12 т | 500 кг/ч × 12 ч = 6 т | +6 т. |
| 12:00–24:00 | 0 т | 500 кг/ч × 12 ч = 6 т | −6 т |
| Всего за день | 12 т | 12 т | 0 t; необходимый рабочий диапазон изменения запаса по-прежнему равен 6 t |
Этот идеальный пример исключает потери при хранении и резерв. Если производство начинается с пустых запасов, пригодных к использованию, незадолго до двенадцатичасового периода без рекуперации, спрос все равно не может быть удовлетворен. Начальный запас продукта и порядок событий имеют значение. Прежде чем выбирать номинальный объем резервуара, повторите балансировку с учетом фактического перекрытия партий, перерыва в рекуперации и пикового использования.
Технические ссылки
- ISBT: качество CO₂ для поставки наливом и руководство по анализу, публикация BVG-00001 — В публикации рассматриваются вопросы, связанные с сырьевым газом, уровнями примесей в готовом продукте и аналитическими методами. Сама защищенная авторским правом публикация не воспроизводилась.
- EIGA: Газы для пищевых продуктов и напитков. — Отраслевой контекст применения газа в продуктах питания и напитках.
Примените это к своему проекту
Откройте инструмент оценки источника газа для записи допущений материального баланса и экономической оценки. Для проектирования конкретной установки предоставьте нам анализ газа и спецификацию продукта.
Мы, YTC, публикуем это руководство. Наша редакционная политика объясняет проверку источников, использование ИИ и порядок сообщения об исправлениях. Примеры не устанавливают гарантий работы установки.