Диплом про спирт. Спиртовая промышленность Российской Федерации является одной из крупнейших отраслей пищевой индустрии
Скачать 474.88 Kb.
|
Часть фильтрата барды до 40% (2816 кг) возвращается на приготовление замеса варочного отделения спиртового производства. 2 стадия Упаривание фильтрата барды до содержания сухих веществ 40% (выпарная линия). Основные показатели Исходное сырье: - фильтрат (4,5 % по а. с. в.) - 4224 кг в час; Выход продукта: - концентрированный фильтрат (35-40 % по а. с. в.) - 485 кг в час; - влажный кэк (32-35 % по а. с. в.) - 870 кг в час. Соотношение растворённых и нерастворённых веществ в фильтрате на выпарку должно быть около 0,33. 3 стадия Сушка барды (используется роторно-дисковая сушилка). Продукты 1 и 2 стадий смешиваются и окончательно сушатся. Основные показатели Исходное сырье: - усредненная смесь концентрированного фильтрата и влажного кэка (33,6 % а. с. в) - 3193 кг в час. Выход продукта: сухая барда (не менее 90 % по а. с. в.) - 495 кг в час; влажный кэк (32-35 % по а. с. в.) - 870 кг в час. 1.4 Расчёт и подбор оборудования Паросепаратор - выдерживатель предназначен для отделения пара при выдувании, конструктивно представляет собой выдерживатель уменьшенного объема для выдерживания разваренной массы. Объем рассчитан на выдержку массы в течение 15-20 минут с целью равномерного разваривания сырья. Объем аппарата, м3, определяем по формуле V =G·τ/ρ ·24·φ, где G - количество разваренной массы, кг; τ - время пребывания, 20-60 минут; ρ - плотность разваренной массы, кг/м3; φ - коэффициент заполнения, φ = 0,3 - 0,4. V=17504*30/1028*0,4*24=53,2 м³ При круглом сечении аппарата его сечение, м2, определяем по формуле F =π*D²/4, (4) где F - сечение аппарата, м2; D - диаметр паросепаратора-выдерживателя (принимается по технической характеристике), м. F=3,14*2,5²/4=5 м2 Принимаем паросепаратор-выдерживатель с техническими характеристиками, указанными в таблице 1.2. Таблица 1.2 - Техническая характеристика паросепаратора-выдерживателя
Насос плунжерный (поз.2, поз.11) Производительность насоса рассчитываем, исходя из производительности вакуум-осахаривателя по формуле G=4,0*0,8*60/30=6,4 м³/ч =106,7дм3/мин Принимаем насос с техническими характеристиками, указанными в таблице 1.3. Таблица 1.3 - Техническая характеристика вертикального двухплунжерного насоса АНВ-125
Вакуум-осахариватель Охлаждение разваренной массы с целью интенсификации этого процесса производят под вакуумом. При этом из массы благодаря самоиспарению выделяется пар, на образование которого затрачивается тепло разваренной массы, в результате чего масса охлаждается. Охлаждение массы происходит практически мгновенно, что создает оптимальные и стабильные условия для осахаривания. Объем осахаривателей при вакуум-охлаждении рассчитывается исходя из времени пребывания в нем массы 5 минут. Отношение высоты к диаметру 1,2-1,25. Объем осахаривателей первой ступени определяется из расчета пребывания в нем массы 30-60 минут; коэффициент заполнения равен 0,8. Минимальный объем осахаривателя первой ступени 3 м3. Поверхность теплообмена змеевика может быть определена из условия 4 м2 на 1 м3 разваренной массы, проходящей за 1 час через осахариватель. Скорость воды в змеевике 0,8 - 1 м/с. Высота цилиндрической части аппарата принимается равной 0,5 диаметра осахаривателя. Объем осахаривателя определяем по формуле V=G·τ/ρ·φ, (5) где G - количество разваренной массы, кг; t - время пребывания массы, ч; ρ - плотность массы, кг/м³; φ - коэффициент заполнения,φ=0,8. V=17504*0,5/1028*0,8 = 10,6 м³, Vмассы = 0,1166*3500/24= 17 м³/ч Определяем поверхность теплообменника змеевика F=17*4/1=68 м² Техническая характеристика вакуум-осахаривателя представлена ниже, в таблице 1.4. Таблица 1.4 - Техническая характеристика вакуум-осахаривателя
Насос Выбираем насос, исходя из объема сборника для ферментных препаратов. Техническая характеристика представлена в таблице 1.5. G = 1,6/24=0,067 м3/ч Таблица 1.5 - Техническая характеристика насоса ОНВ-1
Емкость для ферментов Принимаем емкость со следующими техническими характеристиками, приведенными в таблице 1.6. Таблица 1.6 - Техническая характеристика емкости для ферментов
Сборник для антисептика Принимаем емкость для антисептика с учетом суточной потребности в формалине (таблица 1.7). Таблица 1.7 - Техническая характеристика сборника для антисептика
Барометрический конденсатор (поз.7) При расчете конденсатора определяют его размеры и расход воды. В испарительной камере за счет разряжения, создаваемого конденсатором и вакуум-насосом, разваренная масса мгновенно охлаждается. При этом из массы испаряется некоторое количество воды, которая в виде вторичного пара направляется в конденсатор. Количество вторичного пара, выделяющегося в испарительной камере, рассчитывается по уравнениям Д = Gм*c * (tк - tн) /r – c*tн, (6) где tк и tн - начальная и конечная температура среды, ˚С; с - удельная теплоемкость продукта, кДж/кг·˚С; Gм - количество продукта, кг; R - скрытая теплота парообразования, кДж/кг. Д= 17504*3,63 (102 - 58) / (2255,2 - 3,63*58) =1367,3 кг/ч Определяем расход воды на конденсацию пара в конденсаторе, кг, по формуле W =Д * (i - св·tб) / cв* (tб - t1), (7) где Д - количество пара, поступающего в конденсатор, кг/ч; i - теплосодержание пара, кДж/кг; t1 - температура поступающей воды,°С; св - удельная теплоемкость воды; св = 4,1868 кДж/кг·град; tб - температура уходящей из конденсатора воды,°С. Температуру tб принимаем ниже температуры поступающего пара в состоянии насыщения на 2-3 град. W=1367,3* (2604,46 - 4,1868*55) /4,1868* (55 - 20) = 22153 кг Удельный расход воды, кг/кг, определяем по формуле g =W/Д, (8) g=22153/1367,3=16,2 кг/кг Количество несконденсировавшихся газов, кг/ч, определяем по эмпирической формуле ДТ = 0,000025·W + 0,008025·Д (9) ДТ =0,000025·22153+0,008025·1367,3=11,5 кг/ч Температуру несконденсировавшихся газов, ºС, определяем по эмпирической формуле t2 = 0,9 · t1 + 0,1· tб + 4 (10) t2=0,9*20+0,1*55+4=27,5 ˚С Диаметр конденсатора, м, определяем из уравнения расхода пара Д ·Vп= π·d²/4· Wп· φ; (11) где Д - расход пара через сечение конденсатора, кг/с; Vп - удельный объем сухого насыщенного пара, м3/кг при температуре насыщения, соответствующей разрежению 80-81кг/м2; Wп - допустимая скорость пара в конденсаторе, принимается равной 35-55м/с; φ - коэффициент, учитывающий свободное сечение конденсатора для прохода пара, принимается 0,3-0,33. =0,92 м Количество полок в конденсаторе принимаем равным 6, расстояние между полками определяем как 0,4, тогда общая высота конденсатора составит по формуле Н = 0,4 · d · (n - 1) + h1 + h2, (12) где n - число полокконденсатора, шт.; h1 - расстояние от верхней полки до верхнего днища, м (h1 = 0,7м); h2 - расстояние от нижнего днища до нижней полки, м (h2 = 0,4м). Н=0,4·0,92 (6-1) +0,7+0,4=2,94 м Диаметр барометрической трубы определяем исходя из скорости движения в ней воды Wб =1м/с по формуле Dв= (13) Dв =2,88 м Общую высоту барометрической трубы, м, определяем по формуле Нб = Н0 + Н1, (14) где Н0 - высота столба воды, соответствующая создаваемому в конденсаторе разряжению, м; Н1 - часть высоты барометрической трубы, складывающаяся из высоты на возможные колебания уровня, высоты напора для преодоления гидравлических сопротивлений, высоты трубы, погруженной под уровень в сборнике воды, м; Н1 = 1,7 - 1,9м. Н0 = 10,33·b/760, (15) где b - разряжение в конденсаторе, Па; H0 =10,33·735,9/760=10 м, Hб =10+1,8=11,8 м Техническая характеристика барометрического конденсатора указана в таблице 1.8. Таблица 1.8 - Техническая характеристика конденсатора IиII ступеней
Насос водокольцевой (поз.8) Принимаем водокольцевой насос, исходя из количества воды, требуемой для конденсации пара в конденсаторе, и который обладает положительными качествами поршневых и центробежных насосов, отличается компактностью, простотой конструкции. G = 22153/1000·60= 0,369 м3/мин Техническая характеристика водокольцевого насоса ВВН-2 представлена в таблице 1.9. Таблица 1.9- Техническая характеристика насоса водокольцевого марки ВВН-2
Сборник для барометрической воды (поз.9) рассчитывается на такой объем, который вмещал бы двойное количество воды, находящейся в барометрической трубе. Принимаем сборник с техническими характеристиками, указанными в таблице 1.10. Таблица 1.10 - Техническая характеристика сборника барометрической воды
Ловушка (поз.10) Принимаем ловушку с техническими характеристиками, указанными в таблице 1.11. Таблица 1.11 - Техническая характеристика ловушки
Теплообменник типа "труба в трубе" (поз.12) Осахаренная масса охлаждается в теплообменнике типа "труба в трубе". По внутренней трубе движется масса по кольцевому сечению, между внутренней и наружной трубами движется вода. Движение массы и воды противоточные. Техническая характеристика теплообменника (при одноступенчатом вакуум-охлаждении) указана в таблице 1.12 Таблица 1.12 - Техническая характеристика теплообменника "труба в трубе"
Маточник для размножения посевной культуры дрожжей (поз.13) Маточник предназначен для выращивания чистой культуры дрожжей, применяемых при сбраживании сусла. Объем маточника принимают равным 20% от объема дрожжанки. Устанавливают в дрожжевом отделении. Аппарат цилиндрической формы со съемной эллиптической крышкой и приваренным эллиптическим днищем. Снабжен рубашкой, в которую подается пар при стерилизации сусла и вода для последующего охлаждения сусла. В верхней крышке предусмотрен люк диаметром 500мм. Снабжен патрубками и гильзами, необходимыми для ввода и отвода сред, участвующих в процессе, и установки приборов контроля за параметрами. Маточник изготавливается в виде цилиндра с соотношением диаметра к высоте 1: 1. Рабочий объем при коэффициенте заполнения 0,7 должен составлять1-1,5% от объема среды в головном бродильном аппарате. Таблица 1.13 - Техническая характеристика маточника для размножения дрожжей
Дрожжанка (поз.16) Предназначена для размножения дрожжей, передаваемых затем в возбраживатель. Рабочая часть аппарата имеет змеевик, который используется для подачи в него греющего пара при стерилизации среды с последующей подачей воды для охлаждения стерилизованного сусла. Аппарат снабжен штуцерами для подвода и отвода сред, участвующих в процессе работы. Общий объем аппарата принимается равным 25-30% объема дрожжегенератора. Конструктивные решения дрожжевого аппарата рассчитываются, исходя из соотношения диаметра к высоте 1: 1,25. Степень заполнения аппарата - 0,65. Таблица 1.14 - Техническая характеристика дрожжанки
Возбраживатель (поз.18) В возбраживателе протекает накопление большой массы производственных дрожжей до 50% объема бродильного чана. Аппарат должен иметь объем, равный 40% от объема головного бродильного аппарата. Высота цилиндрической части дрожжегенератора принимается в 1,2 раза больше его диаметра, степень заполнения аппарата - 0,8. Таблица 1.15 - Техническая характеристика возбраживателя
Высота цилиндрической части возбраживателя 1,4*D=3700*1,4=5180мм Высота конусной крышки 0,*D=0,1*3700=370мм Высота конусного днища 0,14*D = 0,14*3700 = 518 мм Общая высота возбраживателя равна 5180+370+518 = 6068 мм Расчет бродильных чанов Из расчета продуктов следует, что в сутки на сбраживание поступает осахаренной массы 283237,5 кг или 276,50 м3. Определяем количество сусла, м3, проходящего через бродильные чаны за 1 цикл брожения (62 часа) Q= 276,50*62/24=714,29 м3 Находим потребный объем чана, м3 Vp=714,29/8.5=84м3 V0=84/0,85=98.8м3 где 0,85 - коэффициент заполнения чана. Геометрический объем бродильного чана цилиндрической формы с конической крышкой и днищем. Таблица 1.16 - Техническая характеристика бродильного чана
Передаточная емкость К установке принимаем передаточную емкость согласно позиции 20. Насос для бражки. Выбираем насос для бражки, исходя из объема зрелой бражки, выходящей из бродильных чанов. Техническая характеристика насоса для бражки указана в таблице 1.17. Таблица 1.17 - Техническая характеристика насоса для бражки 5Ф12
Спиртоловушка Для улавливания паров и капель спирта, уносимых из бродильных чанов диоксидом углерода, используют спиртоловушки. Более эффективна спиртоловушка пленочно-конденсационного типа, она работает по принципу двухфазной абсорбции паров спирта: 1) абсорбцией тонкой пленкой воды из охлаждаемого газа, движущегося навстречу стекающей пленке, 2) окончательной абсорбции капельной жидкостью, протекающей через ситчатые тарелки, а также вспененной водой на этих тарелках. При таком режиме практически улавливается весь спирт из газов брожения и удается получить крепость выходящей из ловушки водно - спиртовой смеси до 5-7% об Таблица 1.18 - Техническая характеристика спиртоловушки
Установка для механизированной мойки и дезинфекции Техническая характеристика установки механизированной мойки и дезинфекции РЗ-ВМТ указана в таблице 1.19. Таблица 1.19 - Техническая характеристика установки для механизированной мойки и дезинфекции
Для охлаждения барды до температуры окружающей среды используем охладитель барды. Таблица 1.20- Техническая характеристика охладителя
Основной задачей технохимического контроля является соблюдение и строгое контролирование технологических процессов, а именно: проверка соблюдения требований действующих технологических инструкций, другой нормативно-технической документации, анализ потерь и определение выхода готовой продукции, расход сырья и вспомогательных материалов. Правильно организованный постоянный контроль производства обеспечивает выпуск продукции, отвечающей действующим стандартам. Основным крахмалсодержащим сырьем для производства спирта является зерно и картофель, а сахаросодержащим – меласса и сахарная свекла. Все качественные показатели анализируются заводской лабораторией по отдельным стадиям технологического процесса. Схема технохимического контроля производства спирта приведена в таблице. Таблица 1.21 - Схема технохимического контроля производства спирта
Проверку качества продукции и соблюдение точности выполнения режимов осуществляет заводская лаборатория. Результаты всех определений заносятся в специальные лабораторные журналы. На основании проведенных анализов лаборатория совместно с главным технологом уточняет технологический режим, намечает пути устранения нарушений технологии, снижения потерь в производстве. Производственная лаборатория размещается в основном производственном корпусе на первом или втором этаже, так как она связана со всеми технологическими цехами. Площадь лаборатории зависит от мощности предприятия. В состав лаборатории входят помещения для технических, аналитических и микробиологических анализов. В отдельном помещении находится весовая. В помещении для аналитических работ устанавливают вытяжные шкафы. В комнате для микробиологических анализов имеется бокс, где соблюдаются особые условия стерильности. Заводскую лабораторию возглавляет заведующий. Кроме него в штат лаборатории входят: старший химик, химик по сырью, сменный химик и микробиолог. Численность персонала лаборатории зависит от мощности завода. Для лабораторных анализов отбираются средние пробы сырья, полупродуктов и готовой продукции. Правила отбора проб должен знать каждый работник лаборатории. |