Насос для подачи мелассы на форсунки

Эффективность переработки сахарной свеклы на современных сахарных заводах определяется не только выходом готового сахара, но и глубиной утилизации вторичных продуктов. По данным отраслевой статистики, объемы ежегодной переработки сахарной свеклы в мире превышают 270–300 млн тонн, из которых на долю РФ и стран СНГ приходится от 40 до 50 млн тонн. При переработке свеклы выход сырого (отжатого) жома составляет порядка 80–85% от массы свеклы, а в пересчете на сухое вещество — около 5–6%. Это формирует колоссальные объемы вторичного сырья: только один средний завод мощностью переработки 6 000 тонн свеклы в сутки ежедневно генерирует до 5 000 тонн сырого жома.

Пути утилизации и методы повышения кормовой ценности жома

Значительная часть свекловичного жома до сих пор вывозится в жомовые ямы или скармливается скоту в свежем виде. Такой подход влечет за собой существенные экономические потери и экологические риски: сырой жом быстро закисает, выделяет агрессивный фильтрат и гниет, загрязняя почву и грунтовые воды.

Прессование, последующая сушка и гранулирование позволяют законсервировать продукт, сделав его пригодным для длительного хранения и транспортировки на любые расстояния. Однако чистый сушеный жом представляет собой преимущественно углеводную клетчатку с низкой питательной ценностью. Для создания полноценного высококалорийного корма продукт обогащают мелассой (а также карбамидом и микроэлементами). Внесение мелассы (до 30% к массе сухого вещества) принципиально меняет энергетический профиль корма.

На производстве применяются три ключевых способа мелассирования:

• Внесение мелассы в сырой жом (до сушки):
  • Преимущества: При прохождении через сушильный барабан меласса карамелизуется, придавая корму привлекательный вкус и аромат. Летучие фракции мелассы с неприятным специфическим запахом испаряются вместе с влагой, улучшая качественные показатели готового продукта.
  • Недостатки: В сушильный агрегат поступает дополнительная влага с мелассой, что повышает удельный расход топлива/пара на испарение. При комковании или неравномерном распределении связующего возникают риски налипания мелассы на внутренние лопасти и стенки барабана, что приводит к нагарообразованию.
• Внесение мелассы в высушенный жом (в смеситель или шнековый питатель гранулятора):
  • Преимущества: Исключаются дополнительные энергозатраты на повторное испарение воды в сушилке.
  • Недостатки: Требуется жесткий контроль влажности конечной смеси (не более 13–14% для предотвращения плесневения при хранении) и установка специализированных высокоинтенсивных смесителей для достижения требуемой однородности.
• Внесение в жом перед окончательным прессованием или напрямую на транспортер.

Технологическая схема тонкодисперсного распыления мелассы

Чтобы исключить закупку дорогостоящих громоздких смесителей и при этом обеспечить 100% однородность распределения мелассы по массе жома, применяется технология подачи вязкого продукта под давлением на форсунки с помощью роторно-лопастного насоса.

Свекловичная меласса обладает высокой вязкостью (до 1000–3000 мПа·с при 20°C) и выраженными неньютоновскими свойствами. Применение стандартных центробежных или шестеренных насосов при подаче на форсунки приводит к срыву потока, пульсациям и быстрому износу узлов трения.

Меласса вносится в жом перед его сушкой.

Ниже представлена схема процесса.

• Меласса подается на 2 насоса (основной и резервный).
• Производительность насоса регулируется за счет скорости оборотов двигателя, используется частотны преобразователь.
• От насосов меласса подается на 4 точки распыления.
• На каждую точку установлен свой расходомер и регулирующий клапан, который открываете/закрываете в зависимости от нужного значения расхода.
• В системе есть байпасная линия, где установлен клапан, который открывается в случае, если все регулирующие клапана подачи на форсунки закрываются.

В схеме используется высоконапорный роторно-лопастной насос Bonve, который подает разогретую до 55 градусов мелассу на форсунки. За счет высокого давления до 15-17 бар и форсунок мы получаем равномерное распределение мелассы по поверхности жома. За счет правильного подбора форсунок и высокого давления удалось добиться стабильного потока без забивания форсунок, что можно наблюдать в других случаях.

• При этом используется кулачковый насос Bonve с характеристиками:
• Среда: меласса при 55 °С
• Производительность: до 5 м3/ч
• Давление: до 18,5 бар

Рампа форсунок устанавливается над перепадом шнекового питателя или смесителя непрерывного действия. Мелкодисперсный туман равномерно обволакивает частицы жома, обеспечивая глубинное впитывание без образования сгустков.

Преимущества роторно-лопастного насоса в данной схеме:

• Подача без пульсаций: Бережное вытеснение рабочей среды роторами специальной формы создает ламинарный поток с постоянным давлением, что критически важно для формирования факела распыла на форсунках.
• Работа с высоковязкими и неоднородными средами: Насос уверенно перекачивает мелассу даже при колебаниях температуры и плотности, а также при наличии мелких взвесей.
• Точное дозирование: Вытеснительный принцип действия позволяет синхронизировать частоту вращения роторов (через частотный преобразователь) с массовым расходом жома на транспортере.
• Стойкость к высокому давлению. Роторно-лопастные насосы могут работать с высоким давлением на линии нагнетания за счет применения валом из дуплексной стали. Это позволяет обеспечивать необходимое распыление на форсунках

Использование роторно-лопастного насоса в сочетании с форсуночным распылением позволяет добиться идеальной гомогенизации мелассы в свекловичном жоме, исключает налипание массы на элементы оборудования и снижает капитальные затраты на установку дополнительного смесительного оборудования.

ТОП-3 насосного оборудования для подачи мелассы на форсунки для распыления на жом:

1. Роторно-лопастные насосы Börger, Bonve

• Принцип: Бережное вытеснение среды двумя синфазно вращающимися роторами с обрезиненным или металлическим покрытием.

• Почему подходят: Создают стабильный поток без пульсаций, что критически важно для ровного факела распыла на форсунках.

• Особенности: Легко обслуживаются без демонтажа от трубопровода (концепция MIP — Maintenance in Place). Отлично работают с частотным преобразователем (ЧРП) для дозирования.

2. Перистатические (шланговые) насосы Bredel (серия Bredel 50/65/80)

• Принцип: Перистальтическое сжатие роликами или башмаками высокопрочного шланга.

• Почему подходят: Полная изоляция рабочей среды внутри шланга, отсутствие торцевых уплотнений (нечему протекать и коксоваться от сахара).

• Особенности: Способны перекачивать мелассу высокой плотности и со случайными включениями, допускают сухой ход. Treбуют установки гасителя пульсаций перед форсунками.

3. Эксцентриковые шнековые (винтовые) насосы NETZSCH (серия NEMO) / SEEPEX (серия N), Mingjie (cерия MJ)

• Принцип: Вращение стального ротора внутри эластомерного статора.

• Почему подходят: Обеспечивают абсолютно равномерную, пропорциональную оборотам подачу с минимальным сдвиговым напряжением и высоким давлением на форсунках.

• Особенности: Отличная точность дозирования при работе с ЧРП. Требуют защиты от сухого хода (датчик температурозащиты статора).