- •Проект отделений водно-тепловой обработки и осахаривания крахмалсодержащего сырья спиртового завода производительностью 1500 дал б/в спирта ректификованного в сутки Курсовой проект
- •Введение
- •1.Выбор, обоснование и описание аппаратурно-технологической схемы
- •1.1 Выбор и обоснование технологической схемы
- •1.1.1Периодическое одноступенчатое разваривание.
- •1.1.2Трехступенчатое (полунепрерывное) разваривание.
- •1.1.3Схема УкрНиисПа (Мироцкая).
- •1.1.4Схема внииПрБа (Мичуринская).
- •1.1.5Чемерская схема.
- •1.1.6Загородная (Рязанская) схема.
- •1.1.7Технико-экономическая оценка непрерывного разваривания сырья.
- •1.1.8Механико-ферментативная схема обработки крахмалсодержащего сырья
- •1.2Описание технологической схемы
- •2. Расчет продуктов
- •3. Расчет и подбор оборудования
- •1.Автомобилеразгрузчик
- •2.Приемный бункер для зерна.
- •7. Силоса
- •9. Емкость для зерна.
- •13. Сборник приготовления замеса.
- •14. Сборник – дозатор ферментных препаратов
- •15. Ловушка
- •16.Насос плунжерный
- •17. Головка контактная
- •19. Насос плунжерный
- •21. Ловушка.
- •22. Насос плунжерный
- •26. Вакуум – осахариватель
- •28. Сборник для барометрической воды
- •33. Насос
- •4.2 Расчет расхода пара
- •4.3 Расчет потребляемой электроэнергии
- •5. Учет и контроль производства
- •6 Мероприятия по технике безопасности и охране окружающей среды
- •Заключение
21. Ловушка.
Принимаем согласно позиции 15
22. Насос плунжерный
Подбираем насос, исходя из производительности аппарата ГДФО -2.
G=9*0.8*60/40=10,8 м³/ч.
Устанавливаем насос вертикальный двухплунжерный АНВ-125
Производительность двух плунжеров, м3/ч 12,8;
Создаваемый напор, Па 6,3·105;
Мощность электродвигателя, кВт 4
Длина, мм 900
Ширина, мм 804
Высота, мм 1400
Масса, кг 722
23. Головка контактная предназначена для нагрева замеса.
Количество телпа, необходимого для разваривания массы Q от t1=70,5˚С до t2=102˚С, (кДж/ч.):
Q=G*c*(t2-t1),
Q=7306,56*3,63*(102-70,5)=835468,6 кДж/ч.
Острый пар расходуется в контактной головке для подогрева замеса до температуры разваривания, расход острого пара определяется по формуле:
D=Q/(i-iк), кг/ч
D=835468,6/(2627-427,56)=379,86 кг/ч.
Объемный расход пара на разваривание Vп (м³/ч) равен:
Vп=D*γ,
Vп=379,86*4,9607=1884,4 м³/ч
Скорость истечения пара из отверстий контактной головки Wп (м/с):
Wп=44,7*Кс*,
Wп=44,7*0,9=298,89 м/с.
Суммарная площадь отверстий в контактной головке ∑f (м²) равна:
∑f=Vп/3600*Wп,
∑f=1884,4/3600*298,89=0,00175 м².
Число отверстий при заданной площади f0 (м²) одного отверстия:
Z=∑f/ f0,
f0=π*D²/4=3,14*0,005/4=0,000019 м².
Z=0,00175/0,000019=92 отверстия.
Техническая характеристика контактной головки
Давление рабочее, МПа 0,6
Объем, м3 0,0615
Масса, кг 240
Габаритные размеры, мм 1061 х 555 х 485
24. Стерилизатор трубчатый предназначен для дополнительной обработки массы путем выдержки массы в течение 5-6 минут при 100-110ºС.
Объем, м3 1,5
Масса, кг 2368
Габаритные размеры, мм 850 х 3262 х 7100
25. Паросепаратор – выдерживатель предназначен для отделения пара при выдувании, конструктивно представляет собой выдерживатель уменьшенного объема для выдерживания массы. Объем рассчитан на выдержку массы в течение 15-20 минут с целью выравнивания возможной неравномерности разваривания сырья.
Объем аппарата составит, м3:
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, j = 0,3 – 0,4.
V=7306,56*30/1028*0,4*24=22,2 м³
При круглом сечении аппарата его сечение определяется по формуле, м2:
F =π*D²/4 ,
где F – сечение аппарата, м2;
D принимается по технической характеристике выдерживателя-паросепаратора.
F=3,14*1,7²/4=2,27
Скорость перемещения продукта определяется из формулы
F=G/3600 × ρ ×W,
где W – скорость перемещения продукта, 0,3 м/с.
W =7306,56/3600*1028*0,3=0,006
Длина рабочей части аппарата
L = W × t.
L=0,3*30=9 м
Тогда общая высота аппарата, м:
Н =L/φ ,
где φ - коэффициент заполнения, j = 0,35 – 0,4.
H=9/0,4=22,5
Принимаем паросепаратор – выдерживатель со следующими техническими характеристиками
Объем, м3 11,5
Масса, кг 2744
Габаритные размеры, мм 5870 х 3185 х 2450
26. 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 3м3. Поверхность теплообмена змеевика может быть определена из условия 4м2 на 1м3 разваренной массы, проходящей за 1 час через осахариватель. Скорость воды в змеевике 0,8 – 1 м/сек. Высота цилиндрической части аппарата принимается равной 0,5 диаметра осахаривателя.
Объем осахаривателя определяется по следующей формуле:
V=G*τ/ρ*φ,
Где G – количество разваренной массы, кг;
t– время пребывания массы , ч;
ρ – плотность массы, кг/м³;
φ – коэффициент заполнения.
V=7306,56*0,5/1028*0,8=4,4 м³
V массы=0,1138*1500/24=7,1 м³/ч.
Поверхность теплообменника змеевика:
F=7.1*4/1=28,4 м².
Техническая характеристика осахаривателя
Тип СП-373
Общий объем, м³ 4,75
Диаметр, мм 1500
Давление абсолютное 0,2Па
Количество, шт 1
Мощность установленного электродвигателя, кВт 1,5
Частота вращения мешалки, об/мин 50
Масса, кг 112
Габаритные размеры, мм 2800*1962*1660
27.Конденсатор барометрический. В конденсаторе пар, выделившийся в испарительной камере, смешивается с водой.
Количество вторичного пара, выделяющегося в испарительной камере, рассчитывается по уравнениям:
Gп = Gм × c × (tk – tн)/r-ctн,
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.
Gп=7298,8*3,63*(102-58)/(2255,2-3,63*58)=570,15 кг/ч
Расход воды на конденсацию пара в конденсаторе, кг:
W = Д *( i- св* tв)/ cв*( tб-t1 ),
где Д- количество пара, поступающего в конденсатор, кг/ч;
i – теплосодержание пара, кДж/кг;
t1 – температура поступающей воды, оС;
св – удельная теплоемкость воды; сВ = 4,1868 кДж/кг×град;
tб – температура уходящей из конденсатора воды, оС.
Температуру tб принимаем ниже температуры поступающего пара в состоянии насыщения на 2-3 град.
W=570,15*(2604,46-4,1868*55)/4,1868*(55-20)=9237,5 кг/ч
Удельный расход воды
g =W/Д,
g=9237,5/570,15=16,2 кг/кг.
Количество несконденсирующихся газов определяют по эмпирической формуле, кг/ч:
ДТ = 0,000025·W + 0,008025·Д.
ДТ =0,000025*9237,5+0,00802025*570,15=4,806 кг/ч
Температуру несконденсирующихся газов также определяют по
эмпирической формуле, ºС:
t2 = 0,9 × t1 + 0,1× tБ + 4.
t2=0,9*20+0,1*55+4=27,5 ˚С
Диаметр конденсатора определяется из уравнения расхода пара, м:
Д × Vп = π×d²/4 Wп*φ;
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.
==0,6 м
Количество полок в конденсаторе принимается равным 6, расстояние между полками определяется как 0,4, тогда общая высота конденсатора:
Н = 0,4 × d × (n – 1) + h1 + h2,
где n – число полокконденсатора;
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*0,6(6-1)+0,7+0,4=2,3 м
Диаметр барометрической трубы принимается исходя из скорости движения в ней воды Wб=1м/с.
Dв=
Dв=1,86 м
Общая высота барометрической трубы, м:
НБ = Н0 + Н1,
где Н0 – высота столба воды, соответствующая создаваемому в конденсаторе разряжению, м:
Н0 = 10,33 ×b/760 ,
где b - разряжение в конденсаторе, Па;
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.
H0=10,33*735,9/760=10 м,
Hб=10+1,8=11,8 м
Техническая характеристика барометрического конденсатора
Объем, м3 2,5
Масса, кг 915,5
Габаритные размеры, мм 2765 х 1755 х 1392