Чтобы контролировать расход жидкого азота, нужно сначала научиться его измерять. Без учёта на площадке рассуждать «сэкономили ли на этой партии» не имеет оснований. Для учёта не требуется сложное оборудование — главное единый подход: для каждой партии записывать одни и те же показатели и считать одинаковым способом, тогда данные можно сравнивать между собой.
Сначала решаем вопрос учёта: где установить
Жидкий азот проходит от резервуара к оборудованию по трубопроводу; точка учёта обычно выбирается на подающем трубопроводе перед входом в оборудование.
| Способ учёта | Область применения | Пояснение |
|---|---|---|
| Разность уровней в резервуаре + взвешивание | Простая площадка с одним резервуаром и одной машиной | Пересчёт по изменению уровня или массы в резервуаре; точность ограничена уровнемером |
| Массовый расходомер на трубопроводе | Непрерывное производство, нужны данные по партиям | Прямое считывание массы, удобно для ведения пофактурных записей |
| Пофактурное взвешивание (подающий бак) | Малые партии, периодическое производство | По разности взвешивания подающего бака до и после; просто и надёжно |
Выбор зависит от темпа производства и требуемой детализации записей. Для непрерывных туннелей расход распределяется по временным интервалам или числу партий; для периодических камерных машин удобнее пофактурная запись.
Четыре показателя, обязательных для каждой партии
| Показатель | Единица | Назначение |
|---|---|---|
| Нетто-масса продукта | kg | Знаменатель удельного расхода |
| Температура загрузки | ℃ | Влияет на явное тепло начального участка |
| Целевая температура в центре | ℃ | Влияет на явное тепло участка глубокого охлаждения |
| Показание азотного счётчика | kg | Числитель удельного расхода |
Дополнительно записываются два вспомогательных показателя: способ загрузки (число ярусов стеллажа, масса на поддон) и рабочие параметры (способ подачи жидкости, заданная температура). С этими шестью пунктами данные любой партии можно восстановить.
Методика расчёта: показание азотного счётчика за партию (kg) ÷ нетто-масса продукта (kg) = удельный расход за партию (kg жидкого азота / kg продукта). При сравнении между партиями четыре основных показателя должны быть в одинаковых условиях, иначе показания несопоставимы.
Как использовать записи: три суждения
Имея записи за несколько последовательных партий, можно ответить на три часто задаваемых на площадке вопроса.
Первое: дало ли эффект изменение способа загрузки. Для одного и того же продукта при одинаковой температуре загрузки и целевой температуре изменяется только расстояние между поддонами или масса загрузки — сравнивается изменение удельного расхода. При увеличении расстояния время достижения заданной температуры в центре сокращается, время подачи жидкости уменьшается, удельный расход обычно снижается; при слишком плотной загрузке — наоборот.
Второе: насколько велик сдвиг калибровки при смене категории. После смены продукта, упаковки или массы партии базовую линию удельного расхода нужно пересматривать. Записи показывают, насколько новая базовая линия выше старой, что помогает определить необходимость корректировки процесса.
Третье: изменилось ли состояние оборудования. При одном и том же продукте и одинаковых параметрах заметный рост удельного расхода часто указывает на проблемы со стороны оборудования: износ уплотнения двери, попадание воды в теплоизоляцию, снижение оборотов вентилятора, неисправность клапана подачи жидкости. Такие тенденции ценнее единичных значений.
О составе расхода жидкого азота и контролируемых на площадке факторах см. Расход жидкого азота при быстрой заморозке: какие факторы его повышают и как контролировать на площадке.
Энергопотребление — не только жидкий азот
Если говорить об «энергопотреблении» полностью, в балансе есть ещё две статьи:
- Электропотребление: расход электроэнергии вентиляторами, системой управления, вспомогательным охлаждением. Оценивается по суммарной мощности оборудования и фактическому времени работы либо измеряется отдельным электросчётчиком;
- Трудозатраты и потери от простоев: потеря эффективного времени работы из-за переналадки, мойки, аварийных остановок.
Жидкий азот и электропотребление — основные переменные затраты; трудозатраты и простои влияют на коэффициент использования мощности. Раздельный учёт позволяет увидеть, на каком участке возникает проблема.
Согласование с расчётными условиями поставщика
Если жидкий азот оплачивается поставщиком газа по тоннам или по объёму, формат записей должен соответствовать его единицам учёта: при оплате по массе — записывать по массе; при оплате по объёму или нормальным кубометрам — указывать условия пересчёта. При несовпадении единиц внутренние записи и счёт никогда не сойдутся.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли точно посчитать по разности уровней в резервуаре без расходомера?
Считать можно; точность зависит от разрешения уровнемера и площади поперечного сечения резервуара. При большом резервуаре и малом расходе на партию изменение уровня незначительно, и погрешность отсчёта усиливается. В таком случае рекомендуется перейти на взвешивание подающего бака.
Как часто нужно пересматривать базовую линию удельного расхода?
После смены категории, упаковки, массы партии, способа загрузки или рабочих параметров — обязательно. При неизменных производственных условиях базовую линию можно использовать длительно для мониторинга состояния оборудования.
Можно ли использовать данные удельного расхода для сравнения с оборудованием других производителей?
Сопоставимость достигается только при полном совпадении пяти условий: продукт, партия, температура загрузки, целевая температура в центре, способ загрузки. При разных условиях площадки прямое сравнение числовых значений малоинформативно. На этапе подбора следует смотреть, обеспечивает ли оборудование требуемую кривую охлаждения при заданной партии, а не сравнивать цифры удельного расхода.
Записи вести на бумаге или в системе?
Бумажный журнал тоже подходит; главное — фиксированный формат и заполнение для каждой партии. При наличии системы управления производством четыре основных показателя делаются обязательными полями без возможности отправки.
Чтобы оценить диапазон расхода жидкого азота и подобрать оборудование под ваш продукт и партию, пришлите наименование продукта, массу партии, температуру загрузки и целевую температуру в центре — мы дадим рекомендации по комплектации с учётом условий: Связаться с Kunning Cryo
Приведённые способы учёта и методика расчёта являются общепринятой инженерной практикой; состав системы подачи жидкости и воздушного поля со стороны оборудования приведён по технической документации азотных камер быстрой заморозки и азотных туннелей быстрой заморозки Kunning Cryo; данные по каждой модели определяются соответствующими техническими параметрами.