乳制品行業(yè)主要能耗點(diǎn)及低碳技術(shù)概述

吳娜,劉凌,周明,孫慧,李國(guó)明,姜忠杰

（中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院，北京，100015）

0 引言

乳制品行業(yè)是我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)增長(zhǎng)最快的重要產(chǎn)業(yè)之一，也是推動(dòng)養(yǎng)殖、種植、加工、制造、流通等第一、二、三產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。在我國(guó)，乳制品已逐漸成為人民生活必需食品，乳制品消費(fèi)穩(wěn)步提高。全國(guó)乳制品總產(chǎn)量數(shù)千萬(wàn)噸、總產(chǎn)值數(shù)千億元。乳制品加工企業(yè)數(shù)量眾多、遍布于全國(guó)各地。我國(guó)乳制品加工業(yè)生產(chǎn)集中度有了很大提高，大型企業(yè)的技術(shù)裝備水平達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平，產(chǎn)品質(zhì)量明顯改善。

本文以乳制品加工過(guò)程為研究對(duì)象，分析了我國(guó)乳制品加工過(guò)程主要的能耗點(diǎn)，并對(duì)國(guó)際上正在乳制品行業(yè)推廣應(yīng)用的低碳技術(shù)進(jìn)行了分類(lèi)總結(jié)。

1 我國(guó)乳制品行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要的能耗點(diǎn)[1]

我國(guó)乳制品加工行業(yè)的產(chǎn)品種類(lèi)很多，但主要品種有4種：巴氏殺菌乳、滅菌乳、酸乳和乳粉。

1.1 巴氏殺菌乳和滅菌乳

巴氏殺菌乳和滅菌乳的工藝流程為：

原乳→驗(yàn)收→凈乳→冷卻→貯乳→標(biāo)準(zhǔn)化→均質(zhì)→殺菌/滅菌→冷卻→包裝→產(chǎn)品→貯藏

按照生產(chǎn)的工藝流程分析，巴氏殺菌乳的能耗點(diǎn)分述如下：

①凈乳：原料乳驗(yàn)收后必須進(jìn)行凈化處理。凈乳一般采用先過(guò)濾再離心的方法，能耗為機(jī)械設(shè)備用電。

②冷卻：凈化后的原料乳應(yīng)迅速冷卻到4～10℃，以抑制細(xì)菌的繁殖，能耗為制冷設(shè)備用電。

③貯乳：為保證連續(xù)生產(chǎn)的需要，乳品廠(chǎng)需要有一定數(shù)量的原料乳低溫貯存罐，貯存期間不得超過(guò)10℃。貯乳過(guò)程能耗為給冷卻夾套內(nèi)制冷介質(zhì)提供冷量而產(chǎn)生的電耗。

④標(biāo)準(zhǔn)化：標(biāo)準(zhǔn)化目的是為了確定殺菌乳中的脂肪含量?，F(xiàn)代乳制品生產(chǎn)一般采用直接標(biāo)準(zhǔn)化的方法，需要將乳加熱至55～65℃，按照預(yù)先設(shè)定好的脂肪含量分離出脫脂乳和稀奶油，并根據(jù)最終產(chǎn)品的脂肪含量，由設(shè)備自動(dòng)控制回流到脫脂乳和稀奶油的流量。此部分的能耗包括加熱的鍋爐能耗和自動(dòng)化設(shè)備的電耗。

⑤均質(zhì)：均質(zhì)前需要進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)到60～65℃。然后采用兩段式的均質(zhì)方法。此部分的能耗包括加熱的鍋爐能耗和均質(zhì)設(shè)備的電耗。

⑥殺菌：殺菌工藝主要能耗是提供殺菌蒸汽的鍋爐能耗，還有少量的設(shè)備電耗。

⑦冷卻：殺菌后的牛乳應(yīng)盡快冷卻至4℃，能耗為制冷設(shè)備用電。

⑧包裝：包裝過(guò)程主要是設(shè)備用電。

⑨貯藏：巴氏殺菌乳在殺菌灌裝后立即置于4℃條件下冷藏。能耗源于制冷設(shè)備用電。

按照工藝流程分析，滅菌乳的主要能耗點(diǎn)和巴氏殺菌乳相同，只是具體工藝參數(shù)不同，一是殺菌的條件不同；二是殺菌后冷卻的溫度不同。

液體乳加工過(guò)程的主要能耗點(diǎn)為殺菌工藝的鍋爐供熱，其次是制冷工藝的電耗，兩者占總能耗的60%以上。

1.2 酸乳

目前國(guó)內(nèi)的酸乳根據(jù)工藝不同主要分兩種：攪拌型酸乳和凝固型酸乳，兩種酸乳的工藝流程為：

攪拌型酸乳：原乳→驗(yàn)收→凈乳→冷卻→貯乳→標(biāo)準(zhǔn)化→配料→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種、發(fā)酵→冷卻→包裝→產(chǎn)品→貯藏

凝固型酸乳：原乳→驗(yàn)收→凈乳→冷卻→貯乳→標(biāo)準(zhǔn)化→配料→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→包裝→發(fā)酵→冷卻→后熟→產(chǎn)品→貯藏

從原乳到標(biāo)準(zhǔn)化的前段工藝以及冷藏工段和巴氏殺菌乳相同，所以能耗點(diǎn)也相同，此處不再重復(fù)，和液體乳的不同之處如下：

（1）配料過(guò)程的供熱和用電能耗。凝固型酸乳添加配料時(shí)先將原料乳加熱到50℃，再添加配料。待加熱到65℃時(shí)，過(guò)濾除雜，或者將配料配成一定濃度，殺菌后加入乳中。能耗源于鍋爐提供熱量和過(guò)濾設(shè)備等的用電。

（2）發(fā)酵過(guò)程的攪拌和保溫能耗。發(fā)酵過(guò)程需要提供熱量，保證乳酸菌的增殖，熱源有電加熱和蒸汽管道加熱兩種，攪拌型酸乳還要持續(xù)攪拌，能耗源于提供熱源的電、攪拌機(jī)械用電和鍋爐。

酸乳產(chǎn)品能耗最大的工段是發(fā)酵，其次是貯藏，兩個(gè)工段的能耗占總能耗的60%左右。

1.3 乳粉

目前國(guó)內(nèi)乳制品加工企業(yè)的乳粉工藝流程大體如下：

原乳→驗(yàn)收→凈乳→冷卻→貯乳→標(biāo)準(zhǔn)化→均質(zhì)→殺菌→濃縮→噴霧干燥→包裝→產(chǎn)品→貯藏

乳粉的前段工藝：從原乳到標(biāo)準(zhǔn)化和液體乳相同，所以能耗點(diǎn)也相同，此處不再重復(fù)分析，后段工藝和液體乳及酸乳的能耗點(diǎn)不同：

①濃縮過(guò)程的水蒸汽蒸發(fā)和提供真空的能耗。

濃縮通常采用單效或多效真空蒸發(fā)器進(jìn)行。水蒸汽蒸發(fā)需要提供熱量，一般多效蒸發(fā)器比單效蒸發(fā)器蒸發(fā)單位質(zhì)量的水蒸汽能效更高。真空濃縮需要由鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽不斷供給熱量，還要使后段蒸汽冷卻變成水排掉，需要泵提供真空。所以此工段能耗巨大，包括鍋爐、泵和制冷用電。

②噴霧干燥過(guò)程的水蒸汽蒸發(fā)能耗。

相比其他乳制品，乳粉的能耗最高，主要原因是液體乳中大量水分的蒸發(fā)耗能，體現(xiàn)在乳粉制備過(guò)程的預(yù)濃縮和噴霧干燥，這兩個(gè)工序的能耗占總能耗的70%左右。

綜合以上4種產(chǎn)品的能耗情況，可以看出乳制品加工企業(yè)的能耗主要包括鍋爐燃煤（氣，電），設(shè)備及廠(chǎng)區(qū)用電。

2 乳制品生產(chǎn)過(guò)程中的低碳技術(shù)、設(shè)備和工藝[2-3]

乳制品企業(yè)可能采取的低碳技術(shù)很多，參考美國(guó)和加拿大關(guān)于乳制品行業(yè)的節(jié)能降耗文獻(xiàn)資料，歸類(lèi)如下。

2.1 具體乳制品加工工藝過(guò)程的低碳技術(shù)

（1）巴氏殺菌、消毒以及其他類(lèi)似熱處理的節(jié)能措施。在熱回收或者在現(xiàn)有回收單元增加板。熱回收是廣泛應(yīng)用技術(shù)，它把冷卻巴氏殺菌乳的熱加熱原料乳，熱回收效率超過(guò)95%。采用少量的蒸汽完成加熱原料乳，少量的制冷劑應(yīng)用于完成冷卻巴氏殺菌乳。安裝一個(gè)再回收工藝設(shè)施可節(jié)省費(fèi)用。采用再回收工藝的工廠(chǎng)，在現(xiàn)有回收單元基礎(chǔ)上增加板是提高熱回收經(jīng)濟(jì)性的方法。

（2）螺旋式熱交換設(shè)施。螺旋換熱設(shè)施相比傳統(tǒng)的管殼換熱器可提供更快的熱交換速度，減少故障，降低維修費(fèi)用。這種熱交換方法使連續(xù)的巴氏殺菌和消毒工藝更加節(jié)能。

（4）維修。蒸發(fā)系統(tǒng)中通常的耗能損失和熱損失包括排氣，輻射和傳統(tǒng)的損失，真空系統(tǒng)效率低，空氣泄漏，水泄漏，結(jié)垢和分離效率低。及時(shí)維修蒸發(fā)系統(tǒng)能幫助減少和避免很多能源的損失。一般而言，一個(gè)固定的維修系統(tǒng)包括檢測(cè)和避免蒸汽系統(tǒng)泄漏；清洗熱交換表面，保證能量的有效交換；檢查和替換濕的、損壞或者腐朽的隔熱設(shè)施；保持蒸汽分離設(shè)施的清潔；檢查和避免水泄漏到系統(tǒng)中稀釋產(chǎn)品；保持蒸發(fā)過(guò)程的最佳壓力。

（5）多效蒸發(fā)器。一般而言，最大節(jié)能措施可通過(guò)采用多效蒸發(fā)器取代單效蒸發(fā)器。

（6）蒸汽再壓縮。一般而言，比多效蒸發(fā)器更有效的節(jié)能系統(tǒng)是采用蒸汽再壓縮系統(tǒng)，其中存在蒸發(fā)的蒸汽被壓縮（因此增加了蒸發(fā)溫度），然后作為蒸汽再次引入加熱體系。

（7）膜濃縮。因?yàn)槟饪s不需要相變（相對(duì)于蒸發(fā)），因此比傳統(tǒng)的蒸發(fā)方法節(jié)能。膜過(guò)濾系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于乳制品加工過(guò)程，不僅在酸乳的標(biāo)準(zhǔn)化中取代單效蒸發(fā)，而且用于其他產(chǎn)品以及蒸發(fā)前的濃縮，蒸發(fā)的預(yù)濃縮提高了固形物含量，降低了后續(xù)蒸發(fā)的能耗。乳制品工業(yè)中最經(jīng)常采用的膜過(guò)濾系統(tǒng)是反滲透和超濾。

（8）乳清粉生產(chǎn)過(guò)程中采用結(jié)晶工藝。最直接的方法是通過(guò)蒸發(fā)的方法將乳清液濃縮到固含量45%，然后噴霧干燥。如果乳糖在乳清液中結(jié)晶，會(huì)降低乳清粉的吸濕性，這個(gè)過(guò)程也稱(chēng)為高效濃縮，在干燥之前采用蒸發(fā)的方法從乳清中除去更多的水分。雖然結(jié)晶步驟會(huì)增加4～24 h的工藝操作時(shí)間，但相比直接干燥，每公斤產(chǎn)品的蒸汽耗量從6.6 kg降到5.5 kg。如果采用多效干燥方法，蒸汽的耗量可下降到5.0 kg/kg產(chǎn)品。相比單級(jí)干燥節(jié)能約24%，此外，經(jīng)過(guò)結(jié)晶乳糖處理后的乳清粉具有更高的抗結(jié)塊性，產(chǎn)品質(zhì)量更高。

（9）在干燥之前采用蒸發(fā)或者其他濃縮技術(shù)。雖然干燥之前可以不采用任何濃縮工藝，但在去除水分方面干燥比膜濃縮和蒸發(fā)效率低，每去除1 kg水的蒸汽耗量是6倍。蒸發(fā)之前采用膜濃縮和蒸發(fā)的方法去除水分相比直接干燥節(jié)能。

（10）噴霧干燥溫度的優(yōu)化。對(duì)于噴霧干燥的最有效節(jié)能方法是：進(jìn)風(fēng)溫度盡可能高，出風(fēng)溫度盡可能低。

（11）進(jìn)氣的戰(zhàn)略布局。進(jìn)風(fēng)的質(zhì)量對(duì)噴霧干燥有很大的影響。顯而易見(jiàn)，熱的進(jìn)風(fēng)優(yōu)于冷的進(jìn)風(fēng)，因?yàn)樵诩訜徇^(guò)程的能耗較低。

（12）進(jìn)風(fēng)的監(jiān)測(cè)儀。雖然噴霧干燥的條件不變，但實(shí)際進(jìn)風(fēng)的溫度和濕度是變化的。因此，干燥經(jīng)常沒(méi)有在最高效率下進(jìn)行。安裝可隨時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)風(fēng)溫度和濕度的監(jiān)測(cè)儀可幫助操作者根據(jù)進(jìn)風(fēng)條件的變化實(shí)時(shí)改變操作條件，節(jié)約能耗。

由表2可知，在一級(jí)指標(biāo)中經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性對(duì)應(yīng)指標(biāo)權(quán)重較大，因?yàn)樵谶\(yùn)行成本、投資是用戶(hù)比較在意的。對(duì)于政策支持、潛在替代量和環(huán)保是投資人士較為看中的，而適用性作為一個(gè)電能替代項(xiàng)目的初選指標(biāo)，因此權(quán)重相對(duì)不是特別高。

（13）多級(jí)干燥。最近，兩級(jí)或者三級(jí)干燥已經(jīng)走進(jìn)主流生產(chǎn)工藝過(guò)程。多級(jí)干燥中間產(chǎn)品的水分含量可相對(duì)較高。例如，噴霧干燥的粉末和大量過(guò)剩的空氣混合，因此相比噴霧干燥高效得多，但流化床適宜干燥水分含量低的物料以避免結(jié)塊，將其應(yīng)用于干燥的后期，并和其他干燥方法配合使用，可節(jié)約能耗。

（14）余熱的回收。通常，干燥器外部的空氣仍然很熱，可進(jìn)行余熱回收。估計(jì)可回收余熱的30%。但因?yàn)橹車(chē)目諝饨?jīng)常被乳制品的微粒污染，需要過(guò)濾以避免回收的熱空氣污染。

（15）酸奶、奶酪和其他產(chǎn)品在發(fā)酵罐中良好的混合。使一些需要發(fā)酵的乳制品進(jìn)行良好的混合有很多好處?？墒巩a(chǎn)品更均一，更好的控制產(chǎn)品質(zhì)量，降低溫度梯度，產(chǎn)品的熱傳遞效率更高，可以降低能耗。

（16）關(guān)于巴氏殺菌工藝。利用脈沖電場(chǎng)技術(shù)巴氏殺菌。利用脈沖電場(chǎng)技術(shù)對(duì)液體食品巴氏殺菌是一種新興技術(shù)。紫外線(xiàn)巴氏殺菌。此技術(shù)采用高強(qiáng)度的紫外線(xiàn)對(duì)流動(dòng)的液體進(jìn)行巴氏殺菌。高凈水壓的方法進(jìn)行巴氏殺菌。將液體裝在一個(gè)相對(duì)靈活的容器中，浸入水中，獲得極高的壓力。微濾作為巴氏殺菌的方法。微濾和超濾反滲透相似，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于乳制品行業(yè)。采用此類(lèi)殺菌方法可替代原殺菌工藝所涉及的加熱和冷卻工序，節(jié)約能耗。

（17）采用酶法進(jìn)行CIP清洗?？晒?jié)約水耗和能耗。

2.2 非乳制品行業(yè)專(zhuān)屬的低碳技術(shù)

2.2.1 鍋爐相關(guān)系統(tǒng)的低碳技術(shù)

（1）安裝空氣流動(dòng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)器。排出氣體中CO或者煙氣含量的增高是空氣不足的信號(hào)，安裝自動(dòng)空氣流動(dòng)的監(jiān)測(cè)器，可優(yōu)化燃料和空氣的比例，最大程度降低能耗和其他污染物的排放。

（2）因?yàn)殄仩t中有孔隙，經(jīng)常會(huì)有額外的煙氣從中產(chǎn)生，這類(lèi)孔隙會(huì)降低蒸汽的熱傳遞效率并增加泵的負(fù)荷?？紫犊赏ㄟ^(guò)修補(bǔ)進(jìn)行改善，達(dá)到節(jié)能的目的。

（3）使用新的材料，例如陶瓷纖維，既可以更好的起到絕緣作用，又具有較低的熱容。

（4）煙氣的熱回收經(jīng)常是蒸汽系統(tǒng)熱回收的最好途徑。煙氣系統(tǒng)的回收熱可用于預(yù)熱鍋爐水。此技術(shù)較適合大型的鍋爐，因?yàn)榇笮湾仩t有空間回收更多的熱量。

（5）冷凝水回收?；赜缅仩t的冷卻水可節(jié)約能源，減少鍋爐給水量。如鍋爐采用新鮮給水，那首先要除去可能會(huì)在鍋爐中產(chǎn)生沉積的固形物；使用冷凝水可大量減少除去沉積物所需購(gòu)買(mǎi)的化學(xué)試劑。

（6）放空的蒸汽回收。當(dāng)水從高壓的鍋爐中放出時(shí)，壓力下降經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽。這種蒸汽的溫度較低，但可以應(yīng)用于暖氣和鍋爐用水的預(yù)熱。除了節(jié)省能耗外，放空蒸汽的回用也可以降低蒸汽系統(tǒng)腐蝕的潛在危害。

（7）根據(jù)所需加熱溫度不同對(duì)熱水體系進(jìn)行分離。在實(shí)際應(yīng)用中需要各種不同溫度的熱水，使用不同的鍋爐產(chǎn)生不同溫度的水蒸汽可節(jié)約能耗。

（8）改善和維護(hù)蒸汽輸送系統(tǒng)的隔熱材料。選擇隔熱材料的幾個(gè)關(guān)鍵因素包括低導(dǎo)熱性、溫度改變時(shí)尺寸穩(wěn)定性、防水和阻燃性。當(dāng)保溫隔熱系統(tǒng)維修后，系統(tǒng)外的保溫材料需及時(shí)補(bǔ)充。此外，保溫材料在使用過(guò)程中還會(huì)變脆和腐爛，也需及時(shí)維護(hù)。

（9）蒸汽閥門(mén)的監(jiān)測(cè)和維護(hù)。簡(jiǎn)單的檢修蒸汽閥門(mén)系統(tǒng)可確保它們正常運(yùn)行，可用很少的費(fèi)用節(jié)省大量的能耗。

2.2.2 電機(jī)和泵系統(tǒng)的低碳技術(shù)

（1）電機(jī)的選擇和合理使用。選擇電機(jī)時(shí)有幾個(gè)因素很重要，包括電機(jī)的轉(zhuǎn)速，功率，機(jī)箱類(lèi)型、額定溫度、效率水平和電源質(zhì)量。選購(gòu)電機(jī)時(shí)，電機(jī)使用過(guò)程的消耗相比購(gòu)買(mǎi)和安裝費(fèi)用也是十分重要的。使用過(guò)程中當(dāng)最大負(fù)荷降低時(shí)，電機(jī)的功率也可降低。運(yùn)行過(guò)程中還要盡量保證電壓平衡，因?yàn)殡妷旱牟黄胶鈺?huì)導(dǎo)致電流的不平衡，結(jié)果就是轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)，震動(dòng)和機(jī)械應(yīng)力增加，損失增加，電機(jī)過(guò)熱，這會(huì)降低電機(jī)中絕緣線(xiàn)圈的壽命。電壓的不平衡可能由于功率因數(shù)校正設(shè)備的錯(cuò)誤操作，變壓器的不平衡，或者線(xiàn)路開(kāi)路。

（2）電機(jī)的維修。電機(jī)維修的目的是延長(zhǎng)電機(jī)壽命并預(yù)防電機(jī)故障，電機(jī)維修措施分為預(yù)防和預(yù)測(cè)。預(yù)防的目的是避免電機(jī)不期望的故障。預(yù)測(cè)的目的是觀察電機(jī)的運(yùn)行溫度，震動(dòng)以及其他運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)判斷何時(shí)需要大修或者更換。

（3）泵系統(tǒng)的維護(hù)。維修不充分會(huì)降低泵系統(tǒng)的效率，導(dǎo)致泵的故障率增加，增加泵的能耗。

（4）葉輪修剪。修剪葉輪是指通過(guò)加工降低葉輪的直徑，這會(huì)減少流體通過(guò)泵的能耗。

（5）合適尺寸的管路。管路直徑太小使流速增加，從而增加泵系統(tǒng)的能耗。如果可能，可增加管路的直徑來(lái)減少泵體系的能耗，但是管路直徑增加產(chǎn)生的節(jié)能必須和管路零配件的消耗平衡。

（6）可調(diào)速驅(qū)動(dòng)器。可調(diào)功率的泵是可調(diào)速驅(qū)動(dòng)器工作的良好條件，根據(jù)泵系統(tǒng)需求的改變，利用可調(diào)速驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速來(lái)適應(yīng)不同的需求，可節(jié)約能耗。

2.2.3 制冷系統(tǒng)的低碳技術(shù)

（1）制冷系統(tǒng)良好的管理。包括確保冷藏室門(mén)隨時(shí)關(guān)閉。確保冷藏溫度不高于實(shí)際所需。盡量減少冷倉(cāng)內(nèi)的發(fā)熱源，因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生的熱需制冷系統(tǒng)去除。冷倉(cāng)壁和門(mén)上結(jié)了冰要隨時(shí)報(bào)告，冰的存在表明冷倉(cāng)內(nèi)進(jìn)入了大量的空氣，它們會(huì)帶走水汽從而在冷凍過(guò)程產(chǎn)生熱，增加制冷負(fù)載。當(dāng)沒(méi)有必要時(shí)，隨時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)的泵和風(fēng)扇，泵和風(fēng)扇會(huì)增加操作過(guò)程的制冷負(fù)載。隨時(shí)報(bào)告和修復(fù)制冷系統(tǒng)管路的隔熱部分，經(jīng)常檢查壓縮機(jī)的油量確保潤(rùn)滑。

（2）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可幫助發(fā)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的小問(wèn)題使其不轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠊收?，幫助減少大額的維修費(fèi)用和保持系統(tǒng)高效運(yùn)行。

（3）定期檢查制冷劑的量是否充足及污染情況。制冷劑的量太低將會(huì)影響許多小的直接的擴(kuò)展系統(tǒng)，如果任其發(fā)展，將導(dǎo)致系統(tǒng)的巨大損壞和能耗增加。此外油、水、或者碎片會(huì)使制冷劑產(chǎn)生污染，還可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的操作和維護(hù)問(wèn)題。

（4）制冷系統(tǒng)的控制。系統(tǒng)的控制通過(guò)確保制冷需求和各部件的負(fù)載相符來(lái)幫助改善制冷系統(tǒng)的能耗。

（5）高效的管路設(shè)計(jì)。管路的連接設(shè)計(jì)應(yīng)考慮它們的尺寸和流體的最小摩擦以及壓降。

（6）非高峰階段冷量的儲(chǔ)存。儲(chǔ)存系統(tǒng)是一種可儲(chǔ)存能量并在隨后使用的方法。常應(yīng)用于以下3種情況：一是制冷供大于求時(shí)，制冷系統(tǒng)在一個(gè)恒定的功率運(yùn)行，將儲(chǔ)存系統(tǒng)作為儲(chǔ)存制冷能量的緩沖，當(dāng)供小于求時(shí)將制冷的能量放出。減少制冷系統(tǒng)在低效運(yùn)行的時(shí)間。二是使制冷系統(tǒng)整個(gè)在非高峰時(shí)段運(yùn)行，在高峰時(shí)段使用其儲(chǔ)存下的冷量。第三，兩種方法結(jié)合使用。

（7）分隔不同的冷卻溫度需求。如果有不同冷卻溫度的需求，那么采用不同的冷卻體系來(lái)達(dá)到不同的溫度將是有益的。這樣將會(huì)把較低效率的低溫制冷系統(tǒng)的冷量轉(zhuǎn)移到較高效率的高溫制冷系統(tǒng)。

（8）管路的隔熱。有制冷劑的管路應(yīng)適當(dāng)隔熱，以最大限度降低熱滲透。管路隔熱系統(tǒng)應(yīng)該定期檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有泄漏立即修補(bǔ)。

（9）降低熱負(fù)載。制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)所處位置通風(fēng)不佳且周?chē)信諝鈺?huì)降低壓縮機(jī)的性能和效率。壓縮機(jī)所處位置應(yīng)該通風(fēng)良好，以確保壓縮機(jī)周?chē)抢錄龅目諝狻?/p>

（10）自由冷卻。當(dāng)外界條件允許時(shí)，自由冷卻可將室外空氣用于制冷，降低制冷系統(tǒng)的負(fù)載。

（11）合適的電機(jī)。制冷系統(tǒng)的泵和風(fēng)扇的功率太大會(huì)造成不必要的能耗。

（12）優(yōu)化空氣的流動(dòng)狀態(tài)。在冷倉(cāng)和鼓風(fēng)單元，空氣的流動(dòng)狀態(tài)通常不是最優(yōu)的，會(huì)產(chǎn)生溫度梯度和真空地帶以及支路循環(huán)狀態(tài)，這都會(huì)降低熱交換的效率。

（13）冷卻塔。采用冷卻塔冷卻水可節(jié)省很大的能耗。

（14）提高系統(tǒng)的抽氣壓力。在壓縮機(jī)系統(tǒng)的兩個(gè)階段，一個(gè)簡(jiǎn)單的節(jié)能方法是當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí)增加抽氣壓力和溫度。

（15）壓縮機(jī)產(chǎn)熱回收。當(dāng)經(jīng)濟(jì)上可能時(shí)，將壓縮機(jī)產(chǎn)熱回收用于室內(nèi)加熱或者水加熱。

（16）將一臺(tái)壓縮機(jī)專(zhuān)門(mén)用于除霜。將一個(gè)大的系統(tǒng)中的一臺(tái)壓縮機(jī)用于除霜，在除霜所需壓力下循環(huán)，則其他的壓縮機(jī)可在較低壓力下工作。

（17）保持冷凝器清潔。冷凝器應(yīng)該定期檢查有無(wú)污染物，冰等堵塞噴嘴，這些污染物會(huì)降低熱傳遞效率，升高冷凝溫度。水冷和蒸汽冷凝器也應(yīng)該避免使用硬質(zhì)水或者微生物含量較高的水，這會(huì)引起結(jié)垢、堵塞等，從而增加冷凝溫度。蒸發(fā)冷凝器應(yīng)定期清洗，除去非冷凝性氣體，他們會(huì)通過(guò)增加系統(tǒng)的水頭壓力和阻礙冷凝器換熱而降低制冷系統(tǒng)的效率。

（18）冷凝器風(fēng)扇安裝可調(diào)速驅(qū)動(dòng)器。因?yàn)閷?duì)于制冷系統(tǒng)而言，設(shè)備固有功率和實(shí)際操作所需功率存在很大差別，安裝可調(diào)速驅(qū)動(dòng)器會(huì)大大降低能耗。

（19）冷藏室蒸發(fā)風(fēng)扇的循環(huán)。即便是不連續(xù)開(kāi)啟蒸發(fā)風(fēng)扇，也有可能保持低溫倉(cāng)的溫度。所以，有時(shí)可以關(guān)閉蒸發(fā)風(fēng)扇或者階段性關(guān)小來(lái)節(jié)約用電，同時(shí)仍然可以保持冷藏的溫度。

（20）除霜需求。蒸發(fā)器在必要時(shí)除霜。這個(gè)除霜的需求在于儀表的壓力讀數(shù)，當(dāng)儀表的壓降增加時(shí)需要除霜。水除霜比熱氣除霜更有效。

2.2.4 壓縮空氣系統(tǒng)的低碳技術(shù)

（1）良好的維修。維修不及時(shí)會(huì)降低壓縮機(jī)的效率，增加空氣泄漏或者壓力的可靠性，增加操作溫度，濕度控制不佳以及額外的污染。

（2）減少空氣泄漏?？諝庑孤┦抢速M(fèi)能源的主要方面。一個(gè)傳統(tǒng)的工廠(chǎng)如果沒(méi)有良好的維護(hù)，空氣的泄漏至少占整個(gè)壓縮空氣的20%左右。

（3）當(dāng)有個(gè)別設(shè)備需要較高壓力時(shí)，只要更改此設(shè)備的配套系統(tǒng)，而不需要增加整個(gè)系統(tǒng)的操作壓力。

（4）用其他能源代替壓縮空氣。采用其他能源可能會(huì)更高效和經(jīng)濟(jì)。例如采用流動(dòng)的高壓空氣而不是壓縮空氣產(chǎn)生真空；采用流動(dòng)的空氣進(jìn)行冷卻、抽氣、攪拌、混合、或者充氣包裝而不是采用壓縮空氣；采用刷子、鼓風(fēng)設(shè)備或者真空泵系統(tǒng)取代壓縮空氣清洗零件或者去除碎片。

（5）改善負(fù)載。壓縮機(jī)能耗大，所以要盡量避免其負(fù)載不滿(mǎn)的情況。

（6）降低入口溫度。如果空氣流速穩(wěn)定，那么降低入口的溫度可降低壓縮機(jī)所需能耗。在許多工廠(chǎng)，可抽入室外的空氣降低入口溫度。

（7）合適尺寸的管徑。在可能的范圍將管路的直徑放到最大對(duì)于壓縮空氣系統(tǒng)可幫助降低壓力損失和泄漏，節(jié)約能耗。

（8）壓縮機(jī)產(chǎn)熱回收。工廠(chǎng)空氣壓縮機(jī)電能的大部分轉(zhuǎn)化為熱。一般可回收這些熱的50%以上。

（9）非工作時(shí)間將溫度調(diào)回。在非使用時(shí)間將建筑的室內(nèi)溫度在冬天調(diào)低或者夏天調(diào)高，可大量節(jié)能。

3 結(jié)束語(yǔ)

乳制品加工行業(yè)的能耗主要源于鍋爐和用電。其低碳、節(jié)能措施基本分兩類(lèi)：一類(lèi)是新技術(shù)、新設(shè)備、新系統(tǒng)，新配件，這類(lèi)措施需要企業(yè)增加資金、技術(shù)和人員的投入，達(dá)到節(jié)能減排的效果。還有一類(lèi)是加強(qiáng)企業(yè)管理，例如建立對(duì)鍋爐、蒸汽輸送系統(tǒng)、泵、制冷系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)、檢修、監(jiān)測(cè)的常規(guī)企業(yè)制度。減少不必要的鍋爐熱損失、減少管道蒸汽泄漏，減少蒸汽輸送系統(tǒng)的熱損失，減少制冷劑的泄漏，保證加熱系統(tǒng)、熱輸送系統(tǒng)、泵和制冷系統(tǒng)的高效率運(yùn)行。檢查冷藏室門(mén)的關(guān)閉情況，移除排風(fēng)口熱源，減少冷倉(cāng)中不必要的熱源，降低制冷負(fù)載。經(jīng)常清除管道污垢，提高熱交換效率，等等。此類(lèi)低碳技術(shù)，無(wú)需企業(yè)在資金、技術(shù)和人員上進(jìn)行明顯投入，而且節(jié)能效果立竿見(jiàn)影。

[1]谷鳴.乳品工程師實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，2009.

[2]BRUSH A,MASANET E,WORRELL E.Energy Efficiency Im?provement and Cost Saving Opportunities for the Dairy Processing In?dustry[M].US:Environmental Energy Technologies Division,2011:27-105.

[3]WARDROP ENGINEERING INC.Guide to Energy Efficiency Op?portunities in the Dairy Processing Industry[M].CA：National Dairy Council,1997:26-27.