کاهش مصرف انرژی در صنایع قند با به کارگیری اسمز معکوس پیش از تبخیر کننده ها

عمدتا از فرایند تبخیر به منظور گرفتن آب از جریان های مختلف در صنعت استفاده می شود. تبخیر یکی از پر مصرف ترین عملیات واحد در کارخانجات قند از نظر انرژی است. به علت بالا بودن گرمای نهان تبخیر آب، انرژی لازم برای تبخیر بسیار زیاد است. علاوه بر این گرما دادن شربت قند با توجه به تغییر رنگ و طعم سبب تولید محصولی با کیفیت پایین می شود.

یافتن فرایندهای جایگزین با مصرف انرژی کمتر همواره تحت بررسی و مطالعه بوده است. از میان فرایندهای مختلف جداسازی، فرایندهایی که در آنها تغییر فاز وجود ندارد می توانند برای تغلیظ خوراک با مصرف انرژی در محدوده معقول در نظرگرفته شوند. تکنولوژی های غشایی و به طور خاص فرایند اسمز معکوس تکنیک های جداسازی هستند که بدون تغییر فاز بوده و لذا مقداری انرژی کمی نسبت به فرایند های مرسوم مانند تبخیر و تقطیر مصرف می کنند.

در کارخانه های تولید قند و شکر ، از تبخیر برای تغلیظ شربت قند استفاده می شود. این بخش از کارخانه به منظور جداسازی قسمتی از آب موجود در شربت قند می تواند با فرایند غشایی اسمز معکوس ترکیب شود. شربت تغلیظ شده برای حذف نهایی آب تا مقدار مطلوب و آماده کردن شربت برای فرایند تبلور وارد واحد تبخیر می شود.
با استفاده از فرایند اسمز معکوس دو مرحله ای، غشاء ها برای تغلیظ شربت قند به کار گرفته می شوند. با این روش بدون اتلاف قند، شربت قند تغلیظ شده به دست می آید. مصرف انرژی بین تبخیر و فرایند ترکیبی تبخیر- اسمز معکوس مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که به کارگیری غشاء های اسمز معکوس برای تغلیظ شربت قند به طور محسوسی نیاز به انرژی را کاهش می دهد.

در یک تبخیر کننده ۴ مرحله ای یک کیلوگرم بخار تقریبا می تواند ۴ کیلوگرم آب را بخار کند. برای رساندن درجه بریکس خوراک مذکور از ۱۵ درصد به ۶۰ درصد، در حدود kg/h 63753 آب باید گرفته شود و لذا تقریبا به kg/h15938 بخار نیاز است. در حالی که تبخیرکننده ای که به دنبال سیستم RO قرار می گیرد به kg/h 02/10434 بخار نیاز دارد. مصرف انرژی فرایند تبخیر در جدول صفحه بعد نشان داده شده و با سیستم پیشنهادی مقایسه شده است. اثبات شده است که با به کارگیری سیستم غشایی برای پیش تغلیظ شربت قند، مقدار عظیمی انرژی صرفه جویی شود. محاسبه انرژی مورد نیاز کاهش ۳۳ درصدی در مصرف انرژی مورد نیاز برای تغلیظ را نشان می دهد.

تنها مزیت تبخیر بر اسمز معکوس جدا سازی آب بدون اتلاف قند به همراه آب خروجی است. چند راه حل برای این مشکل در سیستم RO وجود دارد. می توانیم بخش عبور کرده مرحله دوم را به بخش دیفوزیون واحد تولید قند از چغندر واحد تولید قند برگردانیم و از آن برای استخراج قند از چغندر استفاده نماییم. راه حل ممکن دیگر به کارگیری یک مرحله سوم در سیستم غشایی است.

منبع : مقالات تخصصی شرکت فن آوری آب ثمین