Technologie extruze a lisování olejnin se díky intenzivnímu mnohaletému vývoji dostala na hranici technologických možností. Z technického hlediska se její výtěžnost v podstatě zvýšit nedá. Směr dalšího vývoje se tedy ubírá hledáním úspor provozních nákladů, zefektivňováním rekuperací energií a zvyšování výkonu. Technologie zpracování olejnin dosud nevyužívaly odpadní teplo ve formě brýdových par, které vznikají při extruzi a lisování olejnin. Brýdové páry byly odváděny bez využití do okolí, přestože jejich využití nabízí zajímavý energetický potenciál. Množství odpadního tepla vznikající při extruzi a lisování se v dřívější době nevyhodnocovalo nebo se stanovalo pouze empiricky na základě odhadů a zkušeností z provozu. Přitom právě při optimalizaci daných zařízení by bylo možné dosáhnout významných energetických úspor. Cesta k využití kondenzace brýdových pa r Ústav energetiky Fakulty strojní ČVUT v Praze se zaměřil na snížení energetické náročnosti a určení výše reálně dosažitelných energetických úspor procesu extruze a lisování olejnin při zachování kvality produktu využitím odpadní brýdové páry vznikající při tomto procesu. Cílem řešeného projektu bylo nové řešení, které spočívá v optimalizovaném návrhu technologie na extruzi a lisování olejnin s důrazem na maximální využití odpadního tepla, které z procesu odchází ve formě brýdových par. Brýdové páry jsou v běžných technologiích pro extruzi a lisování olejnin těžko využitelné, neboť obsahují vysoký podíl vzduchu a tlak parovzdušné směsi je velmi nízký, jen nepatrně vyšší než tlak okolí. Tyto okolnosti zhoršují podmínky kondenzace brýdových par v běžném výměníku a tím i rekuperace jejich skupenského tepla. Proto se běžně tato možnost neapl ikuje. Optimal izovaný návrh technologie na extruzi a lisování olejnin předpokládá využití odpadního tepla na předehřev olejnin v zásobníku, extrudéru nebo v lisu. Cílem optimalizace je návrh kondenzačního výměníku na brýdovou páru a úprava provozu extrudéru tak, aby se zlepšily podmínky kondenzace brýdové páry ve výměníku s cílem maximálního předání tepelné energie do předehřevu semen olejnin. Uživateli výsledků projektu budou podniky vyrábějící nebo využívající zařízení pro zpracování zemědělských krmiv v rámci procesních linek pro extruzi krmiv, kde bude zařízení součástí těchto procesních linek. Vývoj zařízení na rekuperaci odpad ního tepla z extruze a lisování olejnin Řešení projektu, na kterém se podíleli také zástupci průmyslového partnera, společnosti Farmet, bylo rozděleno na tři fáze. Nejdříve bylo nutné určit potenciál zpětného využití odpadního tepla brýdových par pro předehřev materiálu před procesem extruze, popřípadě před lisováním s extruzí. Další fází byl vývoj zařízení pro předehřev materiálu před extruzí, vytvoření technického návrhu sytému pro využití brýdové páry a poté návrh, konstrukce a výroba experimentálního zařízení pro zmíněnou aplikaci. V závěru řešení byla provedena optimalizace zařízení a systému využití brýdových par, včetně ověření provozu řešeného zařízení v návrhových i nenávrhových režimech a následně návrh úprav a optimalizace zařízení pro komerční využití. Po teoretickém vyhodnocení potenciálu využití odpadního tepla z procesu extruze a lisování olejnin byl sestaven model energetické bilance procesu. Na stávající lince pro extruzi olejnin byly experimentálně zjištěny parametry, které byly zadáním pro návrh nového zařízení a byl vyhodnocen potenciál rekuperace tepla brýdových par. Následně byl navržen a zkonstruován rekuperační výměník sloužící k ohřevu olejnatých semen, který využívá odpadní páru z technologie. Pro využití tepla brýdové páry byla zvolena koncepce deskového výměníku se svislými deskami. Ohřívaný materiál, v tomto případě semeno, je přiváděn dopravními cestami do plnicí sekce a následně propadává topným blokem tvořeným speciálními tenkými nerezovými deskami výměníku, do kterých je vháněna odpadní pára z technologie (extrudéru). Pára zde zkondenzuje, čímž předá teplo semenu. Kondenzát je odváděn potrubím do odpadu, zbylý vzduch je odveden pomocí odsávání. Ohřívač je dále vybaven pohyblivý roštem, který zajišťuje rovnoměrný hmotový tok materiálu v celém zásobníku a předchází jeho zaklenbování. Semeno propadává výpadem do následující technologie. Výsledky otevřely cestu ke komerčnímu využití Výsledky ze zkušebního provozu navrženého rekuperačního výměníku začleněného do extruzní linky ukazují, že z brýdové páry je možné rekuperovat teplo (tepelný výkon) na úrovni 10 až 20 kW na tunu extrudovaného mater iálu. Konkrétní výsledek je vždy závislý na zatížení linky a vstupní vlhkosti a teplotě materiálu. Po získání komplexních provozních charakteristik prototypu byl proveden návrh úprav a optimalizace zařízení pro komerční využití. Výsledek byl implementován jako součást procesní linky, jejíž výrobou a instalací se zabývá průmyslový partner společnost Farmet. Po implementaci výsledku jsou očekávány úspory provozních nákladů procesu lisování a extruze, a to snížení energetické náročnosti procesu extruze a lisování až o 20 % v závislosti na zatížení linky a vstupní vlhkosti a teplotě materiálu. /Ing. Jan Havlík, Ph.D., ČVUT v Praze, Fakulta strojní, Ústav energetiky/
