Yoğurt üretim tesisinin enerji / ekserji ve termoekonomik analizi

Abstract

Süt ve süt türevleri üretim tesisinde enerji, ekserji ve termoekonomik analiz büyük önem taşımaktadır. Türkiye'nin Orta Karadeniz Bölümü'ndeki Çorum ilinde yer alan endüstriyel ölçekli süt ve süt türevleri tesisinde yoğurt üretimini araştırmak için kapsamlı ve detaylı bir enerji, ekserji ve termoekonomik analiz yapılmıştır. Tesisin üretim hattı bir bütün olarak detaylandırılmıştır. Üretim hattındaki her bir cihazın enerji, ekserji ve termoekonomik analizler yapılmıştır ve grafikler üzerinde karşılaştırılmıştır. Elde edilen veriler ışığında, enerji ve ekserji verimliliklerinin en yüksek olduğu aşamalar sırasıyla yenileme aşaması (% 98,15) ve ilk soğutucu aşaması (% 81,07) olmuştur. Ancak, enerji kaybının en yüksek olduğu durum ise yoğurt üretim hattında var olan su tankı aşamasında (41,799 kW) gerçekleşmiştir. Termoekonomik analizde ise, üretim tesisinde her aşamanın ilk kurulum maliyetleri göz önünde bulundurularak hesaplamalar yapılmış ve sonuçlar elde edilmiştr. En yüksek maliyet süt depolama tankı aşamasında ortaya çıkmıştır. Hesaplamalar doğrultusunda malzeme işlemenin süt depolama tankında en pahalı olduğu (% 67,16) ardından sırasıyla, pompalar, süt denge tankı, ısıtma tankı, krem ayırıcı ve eşanjör aşamalarının takip ettiği belirlenmiştir. Toplam işletme ve bakım onarım maliyet analizinde en yüksek değer ilk soğutucu aşamasında bulunmuştur. İlk soğutucu aşamasını eşanjör ve yenileme aşaması takip etmiştir. İlk soğutucu tankı toplam işletme maliyeti, toplam termoekonomik analiz miktarının % 72,99'unu oluşturmuştur. Tesisin ana birimleri içesisinde, yenileme aşaması % 10,78'ini, ısıtma aşaması ise % 4,94'ünü oluşturmaktadır.

Energy, exergy and thermoeconomic analysis are of great importance in the milk and milk derivatives production facility. Detailed comprehensive Energy, Exergy and thermoeconomic analysis is made to investigate the production of yogurt in the milk and milk derivatives facility which is industrial-scale plant located in Çorum province, in the middle of Black Sea Region of Turkey. The whole of the production line of the facility is detailed as step by step. Energy, exergy and thermoeconomic analyzes of each device in the production line were made and also comparative analyzes were made on the graphs. According to provided data, the highest stages of energy and exergy efficiencies were in the renewal (98.15%) and the first cooler (81.07%) respectvely. However, the highest energy loss stage in the line of yogurt production was in the water tank(41.799 kW). In the thermoeconomic analysis, considering initial installation cost value of each stage in the production plant, calculations were performed and obtain the results. The highest cost of yogurt production was arisen in the milk storage tank. In the taking the consideration of calculations, it was shown that material processing was the most expensive in the milk storage tank (67.16%), followed by pumps, milk balance tank, heating tank, cream separator and heat exchanger stages in sequence. In the total operating and maintenance cost analysis, the highest value was found in the first cooler stage. Morever the first cooler stage was followed by the heat exchanger and renewal stage. Total operation cost of first cooler tank was constituted of 72.99% in the thermoeconomic analysis. Among the main units of the facility, the renewal stage constitutes of 10.78% and the heating stage constitutes of 4.94%.