9. Расчет и подбор оборудования

ВР.4.1 Измельчение сырья.

Сырье измельчают один раз в три смены из расчета на весь цикл экстрагирования, продолжительность которого составляет 48 час.

82,19 ∙ 48 = 3945,12 кг

Измельчение проводят на сборном измелчителе GF – 300А

Технические характеристики:

1. Производительность, кг/ч……………………………………………………………300

2. Размеры конечного продукта, мм…………………………………………………....1-3

3. Диаметр ротора, мм…………………………………………………………………...190

4. Частота вращения ротора, об/мин…………………………………………………..3000

5. Установленная мощность, кВт……………………………………………………......5,5

6. Габариты, мм………………………………………...….…измелчитель: 680х450х1800

сборник сырья:1200х600х750

пылесборник:700х630х1670

7. Масса, кг…………...…………………………………………………………………..450

3945,12/300 = 13,15 ч.

Сырье измельчают в течение 13 часов на три смены.

Изготовитель: Kolorit TM Group, г. Москва

ВР. 4.2 Приготовление экстрагента.

Экстрагент - спирт этиловый 70%, готовят 1 раз в смену.

Для приготовления экстрагента необходимо отмерить нужное количество воды очищенной и спирт этилового 96,3%.

Расход воды по проекту на стадии составляет 42,72 кг/ч или 42,72 л/ч (ρ_воды = 1000 кг/м³).

Расход спирта этилового 96,3% по проекту на стадии составляет 125,73 кг/ч или 155,95 л/ч ( ρ_96,3% = 806,2 кг/м³).

Расход воды за смену: 42,72 ∙ 8 = 359,2928 л = 0,3418 м³.

Вода с участка приготовления воды очищенной поступает по трубопроводу в реактор для приготовления экстрагента. Для учета расхода воды очищенной на трубопроводе установлен ротаметр.

Спирт 96,6 % с склада поступает по трубопроводу в реактор для приготовления экстрагента. Для учета расхода спирта на трубопроводе установлен ротаметр.

Расход спирта 96,6% за смену: 155,95 ∙ 8 = 1247,63 л = 1,2476 м³.

Расход экстрагента, спирта этилового 70%, по проекту на стадии составляет 573,44 кг/ч или 647,66 л/ч (ρ_70% = 885,4 кг/м³).

За смену: 647,66∙ 8 = 5181,30 л = 5,1813 м³. Экстрагент готовят два раза в смену в количестве 5,1813/2 = 2,592 м³

V_{реактора} = V_э ∙ (1 + z) / n φ,

где V_{реактора} - объем реактора, м³;

V_э – объем экстрагента, м³;

z – коэффициент запаса мощности;

n – количество аппаратов;

φ – коэффициент заполнения аппарата.

V_{реактора} = 2,591 ∙ (1 + 0,1) / 0,8 = 3,562 м³

Выбирается реактор из нержавеющей стали РСрн – 0,2 ( Р – реактор, С – стальной, р – с рубашкой, н – с нижним выпуском продукта, 2 – объем аппарата, м³).

Перемешивание воды и спирта происходит при помощи барботажа [Каталог]

Технические характеристики:

1. Объем аппарата, м³……………………………………………………………………...5

2. Внутренний диаметр аппарата, мм…………………………………………………1400

3. Диаметр рубашки, мм……………………………………………………………….1550

4. Высота рабочей части реактора, мм………………………………………………..1450

5. Высота реактора, мм………………………………….……………………………..3850

6. Толщина стенки аппарата, мм………………………………………………………...14

7. Толщина стенки рубашки аппарата, мм……………………………………………….8

8. Площадь поверхности теплообмена, м²…………………………………………..…8,0

9. Условное давление в корпусе аппарата, не более, МПа……………………………0,3

10. Условное давление в рубашке аппарата, не более МПа………………..…..0,6

11. Масса, кг, не более…………………………………………………………..2290

ВР. 4.3. Приготовление сахарного сиропа

Процесс приготовления крушины сиропа является периодическим. Сироп готовится один раз в смену, т.е. (11,82 + 429,2)·8 = 3532,96 кг (из часовых материальных потоков) полупродуктов обрабатывается каждые восемь часов.

Процесс ведется в реакторе, обогреваемом греющим паром через рубашку, и снабженным якорной мешалкой.

Выбор ректора осуществляется по требуемому объему с учетом коэффициента заполнения:

V = M/(ρ·φ), где (28)

- М – масса исходной смеси, М = 3532,96 кг

- ρ – плотность исходной смеси, ρ = 1270 кг/м³;

- φ – коэффициент заполнения аппарата, который должен находится в пределах 0т 0,6 до 0,8.

Объем:

V₀ = 3532,96/0,8·1270 = 3,48 м³

Данному требованию соответствует реактор со следующими техническими характеристиками:

1. Объем………………………………………………………….4,0 м³

2. Диаметр корпуса………………………………………………1,6 м

3. Поверхность теплообмена……………………………………9,5 м²

4. Толщина стенки аппарата…………………………………….12 мм

5. Масса…………………………………………………………..3900 кг

Изготовитель: НефтеХимМаш, г. Нижний Новгород

ТП.4. Экстрагирование

Экстрагирование проводят по методу реперколяции с делением сырья на равные части с завершенным циклом и включает следующие стадии:

- загрузка сырья в перколятор (2 часа);

- набухание сырья (0,5 часа);

- настаивание (3 часа);

- перколяция (24 часа);

- отжим (1 час)

- слив (1 час);

- регенерация спирта из шрота (3 часа);

- выгрузка шрота (3 часа)

Общая продолжительность процесса (для пяти перколяторов) – 48 час (см. рабочий цикл).

Выбирается установка из пяти перколяторов.

Расход измельченного сырья на стадии по проекту составляет 80,96 кг/ч.

В расчете на весь цикл экстрагирования количество сырья (с учетом того, что часовые материальные потоки рассчитаны на график 2 смены по 7 часов в сутки, а цех экстрагирования работает 3 смены по 8 часов в сутки) составит:

80,96 · 28 = 2266,88 кг

Рассчитанное количество сырья делится на пять равных частей и загружается в каждый перколятор.

2266,88 / 5 = 453,376 кг

Насыпная плотность коры крушины 550 кг/ м³. Объём одной загрузки составляет 453,376/550 = 0,824 м³. С учётом коэффициента набухаемости, равного 1,6, объём, занимаемый сырьём и спиртом для набухания и настаивания, составит 0,824·1,6 = 1,32 м³. С учётом ложного дна (100 л), слоя «зеркала» (высота его 30 см, при диаметре перколятора ~ 1 м объём слоя «зеркала» составит около м³) и коэффициента заполнения 0,75 объём перколятора должен быть не меньше, чем м³.

Перколятор выбираем объёмом 2000 л фирмы “PRUESS Anlagetechnik GmBh” модели PKL 3000 (поз. 11 ).

Технические характеристики:

1. Объем аппарата, м³……………………………………………………………………...3

2. Внутренний диаметр аппарата, мм…………………………………………..…….1400

3. Высота аппарата, мм………………………………….……………………………..2500

4. Толщина стенки аппарата, мм………………………………………………………...12

5. Толщина стенки рубашки аппарата, мм……………………………………………….6

6. Площадь поверхности теплообмена, м²…………………………………………...…1,4

7. Условное давление в корпусе аппарата, не более, МПа……………………………0,3

8. Условное давление в рубашке аппарата, не более МПа………………………..…..0,6

9. Масса, кг, не более…………………………………………...……………………....1600

Изготовитель: PRUESS Anlagetechnik GmBh

ТП. 6. Получение сухого экстракта коры крушины

Согласно часовым потокам на стадии концентрирования извлечения испаряется 410,72 кг/ч экстрагента.

Выбираем три РПИ фирмы ДзержинскХимМаш тип 300–2К–00, выполненный из нержавеющей стали, имеющий шарнирнозакрепленные лопатки для достижения высокой степени упаривания, обогреваемый греющим паром через четырехсекционную рубашку, со следующими техническими данными:

1. Внутренний диаметр, мм ……………………..……………………………………...300

2. Высота аппарата с приводом, мм ……………………………………….………….5385

3. Площадь теплообмена, м² ……………..……………………………………………......2

4. Давление греющего пара, МПа …………………………………………….………......2

5. Производительность модуля по выпариваемой среде, кг/м² …….……………..….140

6. Число оборотов ротора, об/мин. ………………………………….……………….... 120

7. Потребляемая мощность, кВт ……………………………………………………….….3

8. Масса, кг ………………………………………………………………………..……1650

ТП 8.1. Фасовка и маркировка крушины сиропа

Расход на стадии по проекту: 438,38 кг/ч (3400 флаконов/час)

На стадии используется производственная линия мойки, стерилизации, фасовки и укупорки флаконов GLX2 - 50 (поз. 24), имеющая следующие технические характеристики:

1. Производительность……………………………………..до 300 флаконов/мин

2. Температура стерилизации………………………………………….300-350 ^оС

3. Мощность………………………………………………………………….71 кВт

4. Масса……………………………………………………………………….6500 кг

5. Габариты…………………………………………………..…8357х2248х1900 мм

Маркировка флаконов производится на этикетировочной машине для круглых и прямоугольных флаконов PLB-1120F со следующими техническими данными (поз. 26):

1. Производительность……………………………………200 флаконов/мин

2. Максимальный размер флаконов……………………..………….16-90 мм

3. Масса………………………………………………………………..…200 кг

4. Точность…………………………………………………………….…±1 мм

5. Мощность…………………………………………………………….... 1кВт

6. Габариты………………………………………………..1218х1008х1652 мм

Изготовитель: Rolstech, г. Москва

ТП. 8.2. Упаковка крушины сиропа

Упаковка флаконов в картонную пачку с инструкцией осуществляется на автомате для упаковки флаконов в картонную пачку JC-CTM (поз. 28) со следующими техническими характеристиками:

1. Производительность……………………..…………………..до80 пачек/мин

2. Размер упаковки……………………….50 – 220мм х 25 – 90мм х 15 – 70мм

3. Мощность…………………………………………………220 В, 50 Гц, 1 фаза

4. Габариты………………………………………….………..2455х965х1440 мм

5. Масса…………………………………………………..………………….750 кг

Изготовитель: Rolstech, г. Москва