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第一部分 提高食品加工过程用水和用能管理水平的关键1

1 食品加工过程用水和用能管理的法规和经济效益问题3

1.1 引言3

1.2 立法趋势和概况6

1.3 经济杠杆是实施经营的一个选择14

1.4 立法和经济杠杆对经营管理的意义14

1.5 锅炉管理方面的问题16

1.6 废水处理和水再利用项目经济性评价的一般程序17

1.7 总结19

1.8 更多的信息和建议19

参 考文献19

2 食品加工过程用水和用能管理的环保及消费问题21

2.1 引言21

2.2 食品加工过程用水和用能的规模21

2.3 食品企业的财务成本24

2.4 环境影响和成本25

2.5 未来趋势28

2.6 更多的信息和建议31

参考文献31

3 食品加工过程废弃物处理的复杂方法33

3.1 引言33

3.2 食品加工过程的废弃物33

3.3 食品废弃物处理途径36

3.4 废弃物处理技术的选择40

3.5 有效途径的举例43

3.6 生命周期分析51

3.7 未来趋势54

3.8 结论56

3.9 更多的信息和建议56

参考文献57

第二部分 水耗和能耗的评估以及降耗的设计策略59

4 食品工业能源审计和水审计61

4.1 能源审计和水审计概述61

4.2 工艺流程方块图和用能、用水清单64

4.3 确定节水和节能的机会67

4.4 成本收益分析74

4.5 结论77

4.6 更多的信息和建议78

参考文献78

5 食品加工过程用水量最小化的方法81

5.1 引言81

5.2 用水量最小化82

5.3 水再利用和循环87

5.4 改进工艺减少用水89

5.5 在食品工业过程的应用90

5.6 总结94

5.7 更多的信息和建议95

参考文献96

6 食品加工过程的节能方法98

6.1 引言：食品加工过程的用能98

6.2 食品加工过程的节能104

6.3 节能和最小化用能：工艺集成／夹点技术、热电组合、最小化用能和用水组合105

6.4 选定个案研究的概述112

6.5 应用夹点技术和热集成技术节能的个案研究和范例113

6.6 进一步的研究138

6.7 更多的信息和建议141

参考文献143

7 食品工业用水量最小化的建模和优化工具147

7.1 引言147

7.2 模型建立和优化的构架147

7.3 优化：意义和数学方程148

7.4 创建模型149

7.5 实例：工业案例分析概述157

7.6 更多的信息和建议158

参考文献160

8 食品工业的能源管理方法162

8.1 引言162

8.2 自上而下法：从账单付费到生产165

8.3 自下而上法：从高效生产到账单付费173

8.4 评价节能选项179

8.5 结论181

8.6 未来趋势182

8.7 更多的信息和建议182

8.8 致谢182

参考文献182

9 食品和饮料工业间歇式和半连续化操作的用水和用能最小化185

9.1 引言185

9.2 用水最小化的方法186

9.3 基本建模框架188

9.4 数学公式188

9.5 热量集成机会196

9.6 模型求解197

9.7 模型优化197

9.8 软件原型198

9.9 工业应用199

9.10 最终考虑和未来趋势211

9.11 命名213

9.12 更多的信息和建议216

9.13 致谢216

参考文献217

10 食品工业过程组合节能和节水的新型方法219

10.1 引言219

10.2 用能和用水同时最小化的文献综述221

10.3 概念性理解和物理角度223

10.4 设计方法227

10.5 总结234

10.6 更多的信息和建议235

参考文献236

第三部分 用水和用能最小化的良好现场管理程序、检测措施和工艺控制241

11 提高食品工厂用水效率的良好现场管理程序243

11.1 前言243

11.2 良好的管理规范246

11.3 监测水的使用247

11.4 清洗249

11.5 设施257

11.6 辅助设施259

11.7 单元操作259

11.8 食品加工的趋势261

11.9 更多的信息和建议262

参考文献264

12 降低食品加工厂能耗的现场管理方法267

12.1 引言267

12.2 降低清洁要求以节能267

12.3 减少浪费以节能269

12.4 操作装置的维护和监控以节能270

12.5 未来趋势277

12.6 更多的信息和建议278

参考文献280

13 食品工业用水和用能的检测和工艺控制282

13.1 引言282

13.2 食品工业常用的测量方法和传感器283

13.3 食品工业用水和用能的过程控制287

13.4 系统集成294

13.5 结论和未来趋势——更多的信息和建议300

参考文献301

14 优化用水和用能的监测和智能支持系统305

14.1 引言305

14.2 支持工艺操作的智能系统306

14.3 诊断307

14.4 良好控制的监测307

14.5 基于智能体的监测308

14.6 与供应链管理相连接309

14.7 与生命周期管理相连接309

14.8 监测与分析310

14.9 提高节能效率的监测和预测312

14.10 趋势314

14.11 决策制定的监测和智能支持的应用315

14.12 最佳用能和用水的监控315

14.13 各种资源与财务综合管理的介绍317

14.14 结束语321

14.15 更多的信息和建议321

参考文献322

第四部分 食品加工、零售和废弃物处理中的节能方法325

15 与食品工业的冷却、冷藏和冷冻系统有关的节能327

15.1 前言327

15.2 食品在冷却、冷冻和冷藏中的用能327

15.3 制冷系统效率328

15.4 制冷系统各组件效率329

15.5 食品的降温效率和贮藏期间的温度维持334

15.6 冷藏区域的建筑和使用338

15.7 生命周期成本和分析341

15.8 能量指标和监测341

15.9 集成供热和冷却系统的能耗最小化343

15.10 未来进展347

15.11 更多的信息和建议347

参考文献348

16 与干燥、焙烤和蒸发相关的用能最小化351

16.1 引言351

16.2 总能源计算法352

16.3 干燥355

16.4 焙烤366

16.5 蒸发374

16.6 结束语——更多的信息和建议376

参考文献377

17 与罐藏杀菌相关的能耗最小化382

17.1 引言382

17.2 杀菌锅操作384

17.3 能耗的模型和优化386

17.4 在同一杀菌锅内同时加工不同类型的产品390

17.5 新型包装系统及其对能耗的影响392

17.6 未来趋势393

17.7 术语393

17.8 更多的信息和建议395

参考文献395

18 食品工业过程的热回收397

18.1 引言397

18.2 本章主题397

18.3 从源头上回收余热401

18.4 废热利用——热沉402

18.5 现场调查——废热的量化404

18.6 热回收设备的类型405

18.7 蓄热／蓄冷（热能储存——TES）411

18.8 工艺集成411

18.9 案例研究411

18.10 总结415

18.11 更多的信息和建议415

参考文献415

19 食品工业换热器的结垢417

19.1 引言417

19.2 结垢机理417

19.3 水侧结垢421

19.4 物料侧结垢423

19.5 结论426

19.6 术语426

19.7 更多的信息和建议427

参考文献427

20 减少食品零售中的制冷能耗和对环境的影响429

20.1 引言429

20.2 食品零售中的制冷系统430

20.3 减少超市制冷系统带来环境影响的近期研究和进展433

20.4 CO2制冷系统在超市的应用439

20.5 超市制冷系统的节能机会443

20.6 更多的信息和建议445

20.7 结论446

20.8 致谢446

参考文献447

21 食品废料的脱水449

21.1 引言449

21.2 废料调节处理449

21.3 增稠450

21.4 脱水方法450

21.5 组合脱水方法454

21.6 环境和经济的选择455

21.7 结论与未来趋势456

21.8 更多的信息和建议456

参考文献457

第五部分 食品工业过程水的再利用和废水处理461

22 食品工业的给水要求463

22.1 引言463

22.2 未来趋势464

22.3 供水464

22.4 给水预处理466

22.5 总结472

22.6 更多的信息和建议473

参考文献474

23 食品工业的水再循环利用477

23.1 引言477

23.2 食品加工行业477

23.3 食品加工厂的用水478

23.4 水再循环利用技术478

23.5 水的纯度标准479

23.6 水再循环利用的良机480

23.7 节约用水的方法481

23.8 水再生方案的设计483

23.9 水再生的优点和缺点484

23.10 案例研究484

23.11 结论与展望486

23.12 更多的信息和建议486

参考文献487

24 食品加工废水处理和再利用的膜技术进展488

24.1 引言488

24.2 膜分离过程488

24.3 膜生物反应器501

24.4 生物膜膜生物反应器503

24.5 食品加工废水处理的应用504

24.6 结论和未来发展趋势507

24.7 更多的信息和建议507

24.8 致谢509

24.9 附录509

参考文献510

25 水再利用消毒技术的进展516

25.1 引言516

25.2 连续消毒工艺517

25.3 化学和物理消毒法524

25.4 未来趋势528

25.5 更多的信息和建议528

参考文献530

26 食品加工废水处理中需氧系统研究的进展532

26.1 引言532

26.2 食品加工废水的特性533

26.3 需氧处理方法544

26.4 未来趋势553

26.5 更多的信息和建议555

参考文献555

27 厌氧系统去除食品加工废水中有机污染物的进展558

27.1 引言558

27.2 食品加工废水特点558

27.3 食品加工废水的厌氧处理559

27.4 食品加工废水厌氧处理的类型562

27.5 控制厌氧消化工艺566

27.6 食品加工废水厌氧操作的建模568

27.7 未来趋势：用食品加工废水的厌氧工艺生产甲烷和氢气569

27.8 更多的信息和建议569

参考文献570

28 海产品加工废水处理574

28.1 引言574

28.2 海产品废水特性574

28.3 前处理工序577

28.4 生物处理580

28.5 理化处理586

28.6 海产品废水的土地处理588

28.7 未来趋势589

28.8 更多的信息和建议589

参考文献590

第六部分 特殊食品加工行业的节水和节能593

29 屠宰场用水和用能管理595

29.1 引言595

29.2 屠宰场的用水和用能595

29.3 节水节能选择599

29.4 更多的信息和建议602

参考文献602

30 家禽加工的用水和用能管理604

30.1 工业用水、用能现状604

30.2 目前用水和用能情况：用了多少水和用了多少能及其原因608

30.3 测量、监测、分析和策略609

30.4 在每一步工艺降低能耗611

30.5 废弃物管理和可再生能源614

30.6 在操作的每一步降低用水量615

30.7 水回收617

30.8 结论619

30.9 更多的信息和建议620

参考文献621

31 谷物加工中的用水和用能管理623

31.1 引言623

31.2 谷物加工中用水和用能概况625

31.3 谷物产品的混合、烘烤、干燥和冷却630

31.4 玉米湿磨和淀粉加工631

31.5 未来趋势634

31.6 更多的信息和建议634

参考文献635

32 制糖工业的用水和用能管理639

32.1 引言639

32.2 用甜菜和甘蔗制糖639

32.3 蔗糖生产中节能和节水机会的识别640

32.4 节能和节水：工艺集成／夹点技术和其他优化技术642

32.5 降低能耗的能源子系统改造643

32.6 改造用水和废水子系统降低水耗647

32.7 未来趋势651

32.8 更多的信息和建议652

参考文献652

33 提高制糖加工中的节能654

33.1 引言654

33.2 制糖工业654

33.3 需要能源的原因是什么657

33.4 热电联产站658

33.5 热损失659

33.6 加热659

33.7 蒸发661

33.8 干燥663

33.9 限制因素664

33.10 输出／输入比665

33.11 未来趋势665

33.12 更多的信息和建议666

参考文献666

34 软饮料工业的用水量最小化668

34.1 引言668

34.2 连续化生产中废水量最小化是当前的发展趋势668

34.3 间歇式加工工业废水量最小化的当前趋势669

34.4 软饮料工业用水背景671

34.5 案例研究1：南非综合饮料工业（ABI）案例研究673

34.6 案例研究2：日本软饮料工厂用浮动介质过滤和纳滤实现回收水679

34.7 结论682

34.8 更多的信息和建议683

34.9 致谢684

参考文献684

35 啤酒、葡萄酒和蒸馏酒工业废水处理和利用方案的综述687

35.1 引言687

35.2 用水：啤酒、葡萄酒、蒸馏酒行业中废水的来源和性质690

35.3 应用最广泛的处理方法：动物饲料、排放、厌氧和需氧处理、焚烧702

35.4 用最佳可行技术（BAT）方法的替代处理和再设计工艺：工业现状和替代处理715

35.5 致谢724

35.6 命名725

参考文献725