ВВЕДЕНИЕ

Пищевая промышленность – одна из самых географичных отраслей мировой индустрии. Масложировая промышленность является одной из ведущих отраслей пищевой промышленности.

Современная масложировая промышленность – важнейшая часть единого народнохозяйственного агропромышленного комплекса страны. Она обеспечивает население и народное хозяйство растительными маслами, маргариновой и майонезной продукцией и некоторыми другими видами продукции. Пищевые растительные масла составляют основу рационального питания человека, а технические масла широко применяют почти во всех областях народного хозяйства. Масложировая отрасль занимает ведущее место в агропромышленном комплексе России, что связанно как с разнообразием и уникальностью состава маслосодержащего сырья различных регионов мира, так и с быстрой его возобновляемостью, важной ролью жиров в питании человека, масштабностью использования масложировых продуктов в пищевых, кормовых и технических целях, в том числе и стратегических. Поэтому состояние масложировой отрасли определяет развитие не только отечественного агропромышленного комплекса, но и целого ряда и отраслей промышленности.

В последние десятилетия на мировом рынке продовольствия регулярно растет спрос на жиры растительного происхождения, наблюдается устойчивая тенденция увеличения объемов производства, как масличного сырья, так и продуктов его переработки.  [8, с.5]

Физиологическая ценность растительных масел и жиров и их большое значение в питании объясняется содержанием в них важных для организма веществ. Природные жиры, прежде всего растительного происхождения, служат основными поставщиками жирорастворимых витаминов А, D, E и K.

Прядильно-масличные культуры сегодня занимают одну из ведущих позиций в мировом производстве масличных культур, в первую очередь, благодаря широкому распространению льна.

Народнохозяйственное значение льна определяется использованием стеблей растения для получения волокна, а семян для выработки ценного технического масла. [17]

Для успешного развития масложирового производства приоритетное значение имеют гарантированное качество и конкурентоспособность продукции. Путь к этому лежит через решение многих существующих в отрасли проблем. Одна из них – совершенствование технологий переработки и очистки масличных семян, техническое переоснащение предприятий для их комплексной безотходной переработки. [8, с.7]

1      ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1       Характеристика сырья и выпускаемой продукции

Группа растений, способных накапливать в своих тканях и органах большое количество жирного масла получила название масличных растений.

В разрабатываемом очистительно—сушильном участке, перерабатывающем 150 тонн семян льна, сырьем являются сырые неочищенные семена льна.

Растение лён относится к семейству льновых. В России встречаются более 40 видов льна [5, с.560], из них культурной, широко возделываемой формой является только один - лён посевной (ГОСТ 10582-76 Семена льна масличного. Промышленное сырье. Технические условия )

Плод льна представляет собой шаровидную десятигнёздную коробочку, соцветие у льна типа кисти. В коробочке, не раскрывающейся при созревании, содержится от одного до десяти семян овальной формы, плоских с гладкой, блестящей поверхностью семенной оболочки. Семенная оболочка плотно срастается с ядром-эндоспермом семян и при технологической переработке не отделяется. Размеры семян льна - длина 3,7-3,8 мм, ширина 1,8-3,2, толщина 0,9-1,6мм, масса 1000 штук от 3,6 до 15 г, насыпная плотность семян 580-680 кг/м³ [5, с.560].

В семенах льна содержится ферменты липазы, протеазы и диастаза. В семенах льна содержится глюкозид линамарин и сопутствующий ему фермент липаза. Химический состав семян льна представлен в таблице 1.1

Таблица 1.1  Химический состав льняных семян

                                                                                                        [12, с.35]

Липиды оболочки, значительно отличаются от липидов ядра. Для них характерно повышенное содержание неглицеридных липидов. Специфической особенностью семян льна является образование на их поверхности слизистых веществ углеводной природы, содержание которых составляет от 2 до 7 % [12,с.35] массы семян. При отсутствии слизи ведёт к повышенной сыпучести семян.

Обезжиренные льняные семена используют на корм скоту в качестве белкового продукта. Недозрелые семена льна содержат небольшие количества глюкозида линамарина при гидролизе которого ферментом ß-глюкозидазой образуется глюкоза ацетон и синильная кислота.

В нормально развивающихся семенах ферментативный гидролиз линамарина не происходит, так как глюкозид и расщепляющий его фермент находится в разобщенном состоянии.

При гидролизе глюкозида линамарина высвобождается синильная кислота, отрицательно влияющая на питательную ценность жмыха и шрота, полученных из мятки [5, с.562].  

Контакт глюкозида и фермента возможен в свежеубранных семенах при самосогревании семян. Больше линамарина содержат семена льна-долгунца, убираемые до их полной спелости из-за необходимости получать качественное волокно. Технологическое воздействие которым подвергаются льняные семена при переработке на маслодобывающих заводах, разрушают и ß-глюкозидазу и глюкозид.

Для выработки масла используются семена всех разновидностей льна кудряша, долгунца. Масло из свежих семян льна с кислотным числом ниже 2,5 мгКОН может быть использовано как пищевое, отличающееся высоким содержанием ценных в физиологическом отношении насыщенных жирных кислот.

Семена льна, поставляемые для промышленной переработки, должны соответствовать требованиям и нормам ГОСТ 10582-76 Семена льна масличного. Промышленное сырье. Технические условия

Базисные нормы, в соответствии с которыми производится расчет на семена масличного льна приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Базисные нормы для заготовляемых семян льна

                                                                                                                 [4, с.3]

Заготовляемые и поставляемые семена масличного льна должны быть негреющимися, в здоровом состоянии, иметь цвет и запах, свойственные нормальным семенам льна (без затхлого, плесневого и других посторонних запахов). [4, с.2]

При поступлении на переработку семена льна в своем составе имеют сорные и масличные примеси. К сорной примеси относят: весь проход через сито с отверстиями диаметром 1 мм; в остатке на сите с отверстиями диаметром 1 мм: минеральную примесь (комочки земли, камешки и т.п.); органическую примесь (части стеблей, пустые пленки и т.п.); семена всех дикорастущих и культурных растений, в том числе и масличных; семена, испорченные самосогреванием или сушкой, обуглившиеся, прогнившие - все с явно испорченным ядром.

К масличной примеси относят семена масличного льна: раздробленные и изъеденные вредителями; проросшие, с явными признаками прорастания; поврежденные самосогреванием или сушкой, заплесневевшие, поджаренные - все с затронутым ядром. [4, с.3].

При транспортировании, размещении и хранении семян масличного льна учитываются следующие состояния, представленные в таблицах 1.3 и 1.4

Таблица 1.3 Состояние семян льна по влажности

[4, с.4]

Таблица 1.4 Состояние семян льна по влажности

[4, с.4]

Готовой продукцией в очистительно-сушильном участке являются очищенные и высушенные семена льна. Цвет льняных семян должен быть свойственным цвету нормального семени. У льняных семян не должно быть посторонних запахов. В семенах льна содержится около 40 - 50 % масла [2, с.67]. Масло, получаемое из семян льна, относится к высыхающим маслам.

Льняное масло (ГОСТ 5791-81 Масло льняное техническое. Технические условия.) из семян льна южного происхождения отличается от масла льна северного меньшим содержанием ненасыщенных кислот, что снижает его техническую ценность.

Льняное масло имеет золотистый цвет с бурым оттенком, характерный запах и довольно приятный вкус. Льняное масло содержит следующие жирные кислоты, в процентах:

-   насыщенные 6-9,

-   ненасыщенных 91-94

-   линоленовая 41,4-57,5,

-   олеиновая 21,7-28,4,

-   линолевая 12,2-20,7  [1, с.228]

Оно также является сырьём для олифоварения и используется для изготовления художественных красок, плёнки и линолеума [5, с.563].

Льняное масло используется для производства материи для воздушных шаров, силикатов, пропитки картона, алкидных олиф. Льняное масло нагретое до 200-300ºС в течение нескольких часов образует продукты полимеризации, из которых изготовляют «сгущенное молоко» или типографическую краску употребляемую для гравирования на меди, производстве блестящих красок.

В медицинской промышленности применяется льняное масло для получения препарата «Линотол», применяемый для лечения и профилактики атеросклероза, при лечении лучевых поражениях кожи и ожогах.

Льняное масло может быть использовано как ценный пищевой продукт, реализуемый в кулинарии и рекомендуемый как диетический продукт больным атеросклерозом и ожирением. Льняное масло промышленных сортов России имеет плотность 0,926-0,930 г/см³, показатель преломления 14,80-1,485, вязкость 52,7-53,0. Жмых и шроты льна богаты белками и поэтому используются для кормовых целей.   [12, с.35]

1.2 Определение ожидаемых выходов продукции и отходов

           производства

Очистительно-сушильный участок перерабатывает 150 т в сутки семян льна. Основные данные для расчета представлены в таблице 1.5

Таблица 1.5 Основные исходные данные для расчета

                                                                                                        [7, с.8]

Число рабочих дней D в году, дни:

D=365–112–28 = 315,                                                                           (1)

где    112 – количество дней на профилактику оборудования участка, [7, с.8];

         28 дней – время, затраченное на капитальный ремонт очистительно-

              сушильного участка [7, с.8];

Потребность сырья Q находится из произведения числа рабочих дней в году на суточную производительность участка  -  150,  т в сутки

Q = 315П ;                                                                                                 (2)

где  П – суточная производительность участка, т в сутки, П=150

               (по заданию дипломной работы)

Q = 315150 = 47250

Количество семян Q₁, поступающих в очистительно-сушильный участок в течение трех самых напряженных месяцев работы, когда поступают на сушку и очистку 60 – 80%  [7, с.9] годовой потребности в сырье, т в сутки:

Q₁ =                                                                                                   (3)

где Q – потребность сырья на год работы участка, т в сутки (формула 2)

Q₁ =

Суточная производительность очистительно-сушильного участка в период максимального поступления семян, т в сутки:

Q₂ =;                                                                                                       (4)

где     n – количество дней работы участка течение трех самых напряженных

                 месяцев, n =85; [7, с.9]

Q₂ == 333,53

Часовая производительность участка, т в час [7, с.10]:

Q₃ =;                                                                                                 (5)

где     24 – количество часов в сутки;

Q₃ ==13,89

Съем органического и минерального сора на первой очистке, проценты:

С₁ =;                                                                                 (6)

где     С₀ – сорность семян, поступающих на маслозавод, процент, С₀ =3,0

              (таблица 1.5);

          С₁ – сорность после первой очистки, процент, С₁ =1,5 (таблица 1.5);

С₁ ==1,52

Съем сора в тоннах, т в час [7, с.10]:

С'₁ =;                                                                                           (7)

где     Q₂ - суточная производительность очистительно-сушильного участка в

                 период максимального поступления семян, т в сутки, Q₂=333,53

                (формула 3);

С₁ - съем органического и минерального сора на первой очистке,

       проценты, С₁ =1,52 (формула 6);

С'₁ ==5,07

Количество семян после первой очистки, т в сутки [7, с.10]:

Q₄ = Q₂ – С'₁,                                                                                          (8)

Q₄= 333,53–5,07= 328,46

Количество влаги в семенах, поступающих на участок после первой очистки, т в сутки [7, с.10]:

В₂ =;                                                                                            (9)

где     В₀ - влажность семян, процент, В₀ =13 (таблица 1.5);

В₂ ==43,35

Количество абсолютно сухих семян после первой очистки, т в сутки:

Q₅ = Q₄ – В₂,                                                                                          (10)

где     Q₄ - количество семян после первой очистки, т в сутки, Q₄ =328,46

                 (формула 8);

В₂ - количество влаги в семенах, поступающих на участок после первой

       очистки, т в сутки, В₂ =43,35 (формула 9);

Q₅ = 328,46–43,35 = 285,11

Количество влаги в семенах после сушки, т в сутки [7, с.10]:

Q_вл =,                                                                                         (11)

где    Q₅ - количество абсолютно сухих семян после первой очистки, т в сутки,

                 Q₅ =285,11 (формула 10);

В₁ - влажность семян после сушки и охлаждения, процент,

      В₁ =6,0 (табл.1.5);

Q_вл ==18,19

Количество влаги, снятой с маслосемян в процессе сушки, т в сутки:

Q_л = В₂ – Q_вл                                                                                         (12)

где    В₂ - количество влаги в семенах, поступающих в участок после первой

       очистки, т в сутки, В₂ =43,35 (формула 9);

Q_вл - количество влаги в абсолютно сухих семенах после первой

очистки,  т в сутки, Q_вл =18,19 (формула 11);

Q_л = 43,35 – 18,19= 25,16

Количество семян, поступающих на вторую очистку, т в сутки:

Q₆ = Q₅ + Q_вл                                                                                        (13)

где    Q₅ - количество абсолютно сухих семян после первой очистки, т в сутки,

                 Q₅ =285,11 (формула 10);

Q_вл - количество абсолютно сухих семян после первой очистки, т в

                   сутки, Q_вл =18,19 (формула 11);

Q₆ = 285,11 + 18,19 = 303,3

Съем сора после второй очистки, процент [7, с.10]:

С₂ =;                                                                                (14)

где    С₁ - сорность семян после первой очистки, процент, С₁ =1,5

                 (таблица 1.5);

С₂ - сорность семян после второй очистки, процент, С₂ =0,8  (табл. 1.5);

С₂ ==0,70;

Съем сора в тоннах, т в сутки [7, с.10]:

С₃ =,                                                                                        (15)

где   Q₆ - количество семян, поступающих на вторую очистку, т в сутки,

                Q₆ =303,3 (формула 13);

С₂ - съем сора после второй очистки, процент, С₂ =0,70 (формула 14)

С₃ ==2,12

Количество семян после второй очистки, т в сутки [7, с.10]:

Q₇ = Q₆ – С₃                                                                                           (16)

Q₇ = 303,3 – 2,12 = 301,18

Съем сора в тоннах на первой  и второй очистке семян, т в сутки

[7, с.10]:

С_сор = С₁ + С₃                                                                                        (17)

где     С₁ - съем органического и минерального сора на первой очистке, т в

                  сутки  С₁ =5,07 (формула 7)

С_сор = 5,07 + 2,12 =7,19

Баланс сырья

Q₂ = Q₇ + C_сор + Q_л                                                                                                                           (18)

где     Q₇ - количество семян после второй очистки, т в сутки, Q₇=301,18

                 (формула 16);

С_сор - съем сора в тоннах на первой и второй очистке семян, т в сутки,

         С_сор =7,19 (формула 18);

Q_л - количество влаги снятой в процессе сушки, т в сутки, Q_л=25,16

       (формула 12);

Q₂ = 301,18 + 7,19 + 25,16 = 333,53

1.3            Обоснование и выбор технологической схемы

Основным требованием современной технологии послеуборочной обработки свежеубранных семян является максимально быстрое доведение семян любой влажности и засоренности до состояния, обеспечивающего нормальное протекание процесса послеуборочного дозревания, последующего безопасного хранения, а также отвечающего требованиям перерабатывающих предприятий.

В разрабатываемом очистительно–сушильном участке производительностью 150 т в сутки семян льна устанавливается следующее оборудование:

-   для очистки семян от ферромагнитных примесей устанавливается электромагнитный сепаратор ЭП-1М производительностью 252 т в сутки;

-   для сырьевой очистки семян от сорных примесей устанавливается сепаратор САД-30 производительностью 480 т в сутки. Сепаратор САД-30 производит очистку, переработку и калибровку всех известных видов семян. Сепаратора САД уникален тем, что с высокой точностью способен калибровать семена по удельному весу, при этом однородность семян при сепарации составляет ±3%.

Сепаратор работает на зерне любой степени загрязненности и влажности, не снижая качество сепарации и производительность, имеет низкую потребляемую энергоемкость. Сепаратор калибровки семян САД-30 способен собой заменить целый ряд машин в очистительно-сушильной линии, также он легко встраивается в действующие линии по очистке и калибровке семян. Обслуживание данного сепаратора очень простое. [14]

-   для сушки семян в очистительно-сушильном участке устанавливается шахтная сушилка ВТИ производительностью 150 т в сутки [6, с. 153]. Съем влаги в сушилке достигает 5–6 %.

-   для производственной очистки семян устанавливается сепаратор ЗСМ-20 производительностью 480 т в сутки;

-   в качестве транспортного оборудования для вертикального подъема груза в разрабатываемом участке устанавливаются нория типа І-10;

-   для перемещения сыпучих материалов устанавливаются винтовые конвейеры типа КВ–2016;

-   для очистки запыленного воздуха устанавливаются батарейные циклоны 4–БЦШ.

-   для взвешивания семян на выходе устанавливаются весы ДН–500.

1.4            Технологическая схема переработки семян льна

                     Семена льна

                семена

             семена

                                                                                     примеси

              семена

             семена

                                                                              примеси

чистые сухие семена на склад

2    ПОДБОР И РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ

2.1 Расчет основного технологического оборудования

В очистительно–сушильном участке производительностью 150 т в сутки семян льна устанавливается основное технологическое оборудование: электромагнитный сепаратор ЭП-1М, предназначенный для очистки семян льна от ферромагнитных примесей, для первичной очистки семян устанавливается сепаратор САД-30 производительностью 480 т в сутки и для второй очистки семян льна устанавливается сепаратор ЗСМ-20; для сушки семян устанавливается шахтная сушилка ВТИ.

Транспортным оборудованием очистительно-сушильного участка является нория І-10, винтовой конвейер типа КВ - 2016; вспомогательным оборудованием являются автоматические весы ДН-500 для взвешивания семян после обработки, батарейные циклоны 4-БЦШ для очистки воздуха

Автоматические весы ДН - 500

Для взвешивания семян применяются автоматические весы типа ДН–500. Их преимущество заключается в том, что они являются самотекущими. Техническая характеристика весов ДН–500 представлена в таблице 2.1

Таблица 2.1 Техническая характеристика весов ДН – 500 ТУ 25-06-1156-78

                                                                                                  [9, с.137]

Зная плотность семян, а также производительность весов ДН-500 на зерно, определяется производительность весов на семена льна.

Если для зерна ρ=725 кг/м³, а для семян льна ρ=650 кг/м³ [5, с.561], то плотность семян льна в 0,8 раза меньше, чем плотность зерна,  поэтому производительность весов ДН–500 в пересчете на зерно составит 3,00–10 кг/с семян льна, или Q = 1000,9 = 90 т в час

Количество весов ДН-500 рассчитывается по формуле, шт:

N =                                                                                                 (19)

где    Q – производительность участка, кг/с, Q= 1,73;

         Q_в  - производительность весов, кг/с, Q_в = 3,33;

N_в=

Следовательно, нужно установить одни весы ДН–500 на выходе очищенных семян из очистительно-сушильного участка.

Подбор оборудования для очистки семян от ферромагнитных примесей

Для очистки семян от ферропримесей устанавливается электромагнитный сепаратор ЭП-1М. Техническая характеристика электромагнитного сепаратора ЭП-1М представлена в таблице 2.2

Таблица 2.2 Техническая характеристика электромагнитного сепаратора

                                ЭП-1М

                                                                                                        [9, с. 46]

Количество электромагнитных сепараторов ЭП-1М, шт, (формула 19):

N_с=

где     Q – производительность участка, т в час, Q= =6,25;

          Q_сеп - производительность электромагнитного сепаратора, т в час,

                    Q_сеп = 10,5 (таблица 2.2);

Следовательно, на участке устанавливается один электромагнитный сепаратор ЭП-1М.

Сепаратор САД-30 предназначен для первой очистки семян от примесей, отличающихся по размерам и аэродинамическим свойствам. Основными узлами сепаратора являются ситовой короб и аспирационные камеры. Техническая характеристика сепаратора САД-30  представлена в таблице 2.3

Таблица 2.3 Техническая характеристика сепаратора САД-30

                                                                                                           [14]

Количество сепараторов САД-30, необходимое для установки на участке рассчитывается следующим образом.

Производительность сепаратора САД-30 на первой очистке 480 т в сутки (таблица 2.3), тогда количество сепараторов необходимых для первой очистки, шт (формула 19):

N_с1=

Для второй очистки семян на участке устанавливается сепаратор ЗСМ-20. Техническая характеристика сепаратора ЗСМ-20 представлена в таблице 2.4

Таблица 2.4 Техническая характеристика сепаратора ЗСМ-20

                                                                                                 [5, с. 100]

Производительность сепаратора на второй очистке составляет 480 т в сутки (таблица 2.4), тогда количество сепараторов ЗСМ–20, необходимых для второй очистки семян льна, шт (формула 19):

N_с2=

Следовательно, на первой очистке устанавливается один сепаратор САД-30 и на второй очистке устанавливается один сепаратор ЗСМ–20.

Расчет оборудования для сушки семян льна

Шахтная сушилка ВТИ предназначена для высушивания семян перед их хранением. Съем влаги составляет 5–6 процентов (таблица 2.5). Техническая характеристика шахтной сушилки ВТИ представлена в таблице 2.5

Таблица 2.5 Техническая характеристика шахтной сушилки ВТИ

[5, с. 153]

Количество шахтных сушилок в очистительно-сушильном участке (формула 19), шт:

где    Q – производительность участка, 150 т в сутки (по заданию дипломной

                  работы);

         Q_суш  - производительность шахтной сушилки, 150 т в сутки (таблица 2.5)

N_суш=

Следовательно, на участке устанавливается одна шахтная сушилка ВТИ

Расчет шахтной сушилки сводится к определению расхода топлива в топке сушильной установки.

Тепловой расчет шахтной сушилки ВТИ

Производительность сушилки G=150 т в сутки семян льна (таблица 2.5);

Влажность семян льна – начальная ω = 13 % (таблица 1.5);

                                        конечная ω = 6 % (таблица 1.5)

Расход топлива в топке с учетом теплопотерь от стен сушилки, в трубопроводе от топки до сушилки и КПД топки, кг в час [10, с. 62]:

В=(1,15…1,2)G₁[С₁(t₂-t₁)+С₂(t₃–t₂)+(100–ω₂)+(100–ω₁)(ω₂–ω₃)(Х'₂-Х₂)(100- ω₃)]/Q_н ,                              (20)

где     G – масса влажных семян (=6250 кг в час);

         С₁–удельная теплоемкость влажных семян (при начальной температуре

                семян t₁ = 20⁰С, С₁=2,01 кДж/(кгК) [10, с. 63]

          t₂ – температура семян в конце первой зоны сушки, t₂ = 35⁰С [10, с.63]

          С₂ – удельная теплоемкость семян в конце первой зоны сушки,

                 С₂=2,0 кДж/кгК [10, с.63]

          t₃ – температура семян в конце второй зоны сушки, t₃ =50⁰С [10, с. 63];

          ω₁ – начальная влажность семян, ω₁=13% [10, с. 63];

          ω₂ – влажность семян в конце первой зоны сушки, ω₂ = 10 % [10, с. 63];

          І₁ – энтальпия воздуха, подаваемого в первую сушильную зону,

                  І₁=151,9 кДж/кг (определяется по диаграмме) [10, с. 63];

         І₀ –энтальпия воздуха, подаваемого в топку, при нормальной

               температуре воздуха t₀ =20 ⁰С и Х₀ =Х₁ = 0,008 кг/кг [10, с. 63]

               І₀ = 40,3 кДж/кг;

       Х₁=0,039 кг/кг – влагосодержание воздуха, выходящего из первой зоны

              сушки;

       ω₃ – влажность семян в конце второй зоны сушки, принимается ω₃=6 %;

        І₂ –энтальпия воздуха, подаваемого во вторую сушильную зону,

               І₂ = 172,2 кДж/кг [10, с. 63];

       Х'₂–влагосодержание воздуха, выходящего из второй зоны сушки,

              Х₂ = 0,045 кг/кг [10, с. 63];

       Х₂ –начальное влагосодержание воздуха, подаваемого во вторую зону

             сушки, Х₂ = Х₁ = 0,008 кг/кг [10, с. 61];

       Q_н – низшая теплота сгорания топлива, принимается Q_н=39900 кДж/кг, 

               [10, с. 63]

        В=(1,15…1,2)6250[2,01(35-20)+2,0(50-35)+

+()(100–10)+(100–12)

(10–6)(0,045-0,008)(100- 6)]/39900=194,56

2.2 Расчет транспортного оборудования

В разрабатываемом очистительно–сушильном участке производительностью 150 т в сутки семян льна транспортным оборудованием являются нории семян I-10, винтовые конвейеры КВ-2016 для перемещения семян и сора и для подачи семян к электромагнитному сепаратору.

Подбор транспорта для подъема семян и сора

Ковшовые ленточные элеваторы применяются для вертикального перемещения семенной массы. Для подъема семян от нижнего до верхнего этажа в вертикальном направлении без промежуточной загрузки и выгрузки применяется нория І-10. Она состоит из ленты, ковшей и грузонесущего элемента. Техническая характеристика нории І-10 представлена в таблице 2.6

     Таблица 2.6 Техническая характеристика нории І-10

                                                                                              [5, с.54]

Расчет нории І-10

Выбирается тип нории, рассчитывается производительность, следует убедиться, что выбранная нория обеспечит бесперебойную работу участка. Производительность нории, т в час:

П=                                                                                     (21)

где    V – скорость движения ленты или цепи ковша, м в с, V = 1,6 [10, с.34];

i – вместимость ковша, м³, i = 0,0027 [10, с.35];

ρ – насыпная плотность транспортируемого материала кг/м³, ρ =650

      [5, с.561],

φ – коэффициент заполнения ковшей, равный 0,75-0,85, φ=0,85

      [10, с.34];

а –расстояние между соответствующими точками ковшей (шаг ковшей),            а =0,26 [10, с.34];

Так как выбирается нория І-10 производительностью 10 т в час,  следовательно,

П=

Принимается нория І-10, так как рассчитанная производительность

нории составила 7,17 кг/с или 27,98 т в час, следовательно, выбранная нория удовлетворит часовой производительности участка 6,25 т в час

Количество норий І-10 (см. расчет формулы 19), шт:

N_н=

Следовательно, на участке устанавливается одна нория І-10

Выбор нории для сора

При расчете нории необходимо знать часовой выход сора из семян льна, которые перерабатывает очистительно-сушильный участок. Выход сора выбирается из материального баланса (формула 17). По расчетам выход сора составит 7,19 т в сутки или 0,30 т в час.

Производительность нории, т в час [10, с.26]:

П=                                                                              (22)

где      V – скорость движения ленты или цепи ковша, V = 0,5 м/с [10, с.26];

   i – вместимость ковша, дм³ i =0,027 [10, с.35];

   ρ – насыпная плотность транспортируемого материала, ρ =302

           [10, приложение 5], кг/м³;

     φ  – коэффициент заполнения ковшей, равный 0,50…0,80 [10, с.26];

    а – расстояние между соответствующими точками ковшей (шаг

           ковшей), м, принимается а=2,5 [10, с.26];

П==3,52

Рассчитанной производительности удовлетворяет нория марки І–10, так как производительность выбранной нории составляет 10 т в час [5, с.54]

Выбор винтового конвейера КВ-2016

Винтовые конвейеры используются для подачи семян в очистительно-сушильный участок, к электромагнитному сепаратору ЭП-1М, предназначенному для отделения ферромагнитных примесей, для перемещения и подачи сыпучих материалов к оборудованию (семена льна). Принцип действия шнековых транспортеров основан на непрерывном перемещении продукта вращающимся винтом в неподвижном желобе. Основным достоинством винтового конвейера является незначительные габаритные размеры; разгрузка продуктов возможна в любом направлении, а также в промежуточных точках.

Техническая характеристика винтового конвейера КВ-2016 представлена в таблице 2.7

  Таблица 2.7 Техническая характеристика винтового конвейера КВ-2016

                                                                                                 [5, с.51]

Часовая производительность винтового конвейера определяется по формуле, кг в час [10, с.30]:

П = 47,1D²Sρnφ,                                                                       (23)

где    D – диаметр винта, м, D= 0,2 м [10, с.30];

          S – шаг винта, м;

          ρ – насыпная плотность перемещаемого материала, кг/м³, ρ=650

                [5, с.561], кг/м³;

          n – частота вращения винта, мин^-1 n =11,8 [10, с.30];

          φ – коэффициент заполнения желоба, 0,25…0,4 [10, с.30];

Шаг винта, м [10, с.30]:

S = 0,8D                                                                                             (24)

где    D - диаметр винта, м, D= 0,2 м [10, с.30];

S = 0,80,2=0,16

П = 47,10,2²0,1611,86500,4 =917,70

          или 0,917 т в час,  22,00 т в сутки.

Такой производительности удовлетворяет винтовой конвейер марки

КВ – 2016 [5, с. 51]

Всего в очистительно-сушильном участке устанавливаются шесть конвейеров КВ-2016.

Расчет емкостного оборудования

Рассчитываются емкости бункеров над и под весами ДН-500, а также бункер сора. Емкость бункеров над и под весами рассчитывается по пяти отвесам. Величина одного отвеса выбирается из технической характеристики.

Необходимая вместимость бункера, м³ [10, с.53]:

V =                                                                                               (25)

где  G – масса семян в бункере, кг, принимается вместимость всех бункеров

               равная и рассчитанная на пять отвесов, то есть 5500=2500

        – объемная масса семян, =650 кг/м³ [5, с.561];

        – коэффициент заполнения бункера, = 0,85 [10, с.53];

V==4,52

Бункер для сора, м³:

V==28,0

где   7190 – масса сора, кг в сутки (формула 17)

        – объемная масса сора, =302 кг/м³ [10, с.53];

        – коэффициент заполнения бункера, = 0,85 [10, с.53];

Выбор оборудования для очистки воздуха

Воздух, выбрасываемый при аспирации машин очистительно-сушильного участка, содержит мелкие частицы оболочек семян и масличной пыли. Удаление масличной пыли и возврат ее в производство наряду с улучшением санитарного состояния предприятия преследует цель сохранения потерь маслосодержащих полупродуктов и в конечном итоге готовой продукции – масла.

Для очистки запыленного воздуха, выходящего из аспирационной камеры очистительных сепараторов, используются батарейные циклоны 4-БЦШ. Батарейная установка комплектуется четырьмя конусными циклонами и выпускается в зависимости от диаметра циклона, который изменяется от 200 до 550 мм с интервалами в 25 мм между типоразмерами, соответственно, этому производительность установки по воздуху изменяется от 1059 – 1325 м³/ч для первого до 8100–9100 м³/ч для последнего типоразмера. Техническая характеристика батарейного циклона 4-БЦШ представлена в таблице 2.8

Таблица 2.8 Техническая характеристика батарейного циклона 4-БЦШ

                                                                                                 [13, с. 198]

Для очистки воздуха в очистительно-сушильном участке устанавливаются четыре  батарейных циклона.

3 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Семена льна с начальной влажностью 13,0 % и сорностью 3,0 % винтовым конвейером КВ-2016 (поз. 1) направляются в норию І-10 (поз. 3), предварительно пройдя очистку от ферромагнитных примесей на электромагнитном сепараторе ЭП-1М (поз. 2).

Норией І-10 (поз. 3) семена льна подаются на первую очистку в сепаратор САД-30  (поз. 4). Очищенные семена льна сорностью 1,5 % норией І-10 (поз. 3) подаются в шахтную сушилку ВТИ (поз. 5) для сушки. Высушенные семена с влажностью 6,0 % поступают в распределительные винтовые конвейеры КВ-2016 (поз. 1), норией І-10 (поз. 3) вновь подаются на винтовой конвейер КВ-2016 (поз. 1), где семена направляются на вторую очистку в сепаратор ЗСМ–20 (поз. 6). Очищенные семена сорностью 0,8 % из сепаратора второй очистки сборным винтовым конвейером КВ-2016 (поз. 1) подаются в норию чистых семян І-10 (поз. 3). Чистые сухие семена поступают в бункер над весами (поз. 7), затем взвешиваются на весах ДН – 500 (поз. 8) и поступают в бункер под весами (поз. 7), откуда семена отводятся на хранение или на дальнейшую переработку. Запыленный воздух из сепараторов первой и второй очистки вентиляторами ВЦП–8 (поз. 9) направляется на очистку в батарейные циклоны 4–БЦШ (поз.10).

Сор из сепараторов первой и второй очистки, а также из сборного шнека (поз. 1), сор из батарейных циклонов 4–БЦШ шнеком КВ-2016 (поз. 1) подается в норию сора І–10 (поз. 11), затем сор из нории І–10 распределительными шнеками (поз. 1) подается в емкость для сора (поз. 12). Из емкости сор периодически вывозится автомашинами.

Вентиляторы ВЦП–8 (поз. 9) подают в шахтную сушилку сушильный агент и холодный воздух для охлаждения семенной массы.

4        КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА

Целью технического контроля на этапе приемки и хранения семян льна является обеспечение предприятия сырьем, отвечающем требованиям действующих стандартов на промышленное масличное сырье. [11, с. 55]

Так семена льна должны удовлетворять ГОСТ 10582-76 Семена льна масличного. Промышленное сырье. Технические условия

Подготовка к хранению и переработка семян льна складывается из операции приемки семян, взвешивания, очистки от примесей и тепловой сушки.

Хранение семян осуществляется в хранилищах различных типов, в зависимости от физико–механических свойств семян.

Высота насыпи семян в хранилище зависит от их влажности. Сухие семена хранят зимой слоем 1 - 1,5 м, в теплое время года (весной) высоту насыпи семян уменьшают до 0,75 м. Влажные и недозревшие семена хранятся более тонким слоем (от 10 до 30 см). При хранении семян в мешках штабеля размещаются так, чтобы воздух свободно проходил между ними, и можно было свободно подойти к каждому мешку. [14]

Заключительной операцией хранения является передача семян после хранения в основное производство.

В соответствии с ГОСТ 10582-76  семена льна, направляемые на хранение должны иметь влажность 6,0%. Содержание сора в семенах, направляемых на хранение не должно превышать 3 %, а масличной примеси не более 6 %. Технохимический контроль подготовки семян льна к хранению и переработке представлен в схеме 4.1

Схема 4.1 Технохимический контроль подготовки семян льна

                   хранению и переработке ( ♀- точки контроля)

                                                                                                        сухое семя

                                                очищенные семена на хранение или переработку

                                                                               [11, с. 56]

Объем и содержание анализов, выполняемых при подготовке семян к извлечению масла представлены в таблице 4.1

Таблица 4.1 Объем и содержание анализов при подготовке семян к

                                хранению и переработке

                                                                                                 [1, с. 554]

Нормы технологического режима представлены в таблице 4.2

Таблица 4.2          Нормы технологического режима

                                                                                                 [1, с. 556]

5 ОХРАНА ТРУДА. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

             ПРОИЗВОДСТВА

В очистительно–сушильном участке производительностью 150 т в сутки семян льна предусмотрен ряд мероприятий по предупреждению травматизма, профилактики заболеваний, а также по пожарной безопасности и охране окружающей среды.

Организационные мероприятия

На участке проводятся все виды инструктажей по технике безопасности и производственной санитарии. На рабочих местах имеются инструкции и памятки по технике безопасности. Проводится трехступенчатый контроль за состоянием охраны труда. Соблюдается производственная дисциплина и правильная организация труда.

Технические мероприятия

В очистительно–сушильном участке используется новое оборудование: электромагнитный сепаратор ЭП-1М для очистки ферромагнитных примесей, сепараторы САД-30, ЗСМ–20 для первой и второй очистки семян от сорных примесей; шахтная сушилка ВТИ для сушки семян, нория І-10 для подъема семян и сорных примесей и винтовые конвейеры КВ-2016 для перемещения материала, батарейные циклоны 4–БЦШ для очистки воздуха

Эксплуатируется оборудование только в исправном состоянии. Лестничные площадки, эстакады движущие и вращающиеся части оборудования имеют ограждения. Применяемые на участке винтовые конвейеры изолированы крышками. Оборудование с электродвигателями должно быть заземлено. Рабочие, занятые на участке, обеспечиваются полным комплектом спецодежды: халатом из хлопчатобумажной ткани, удобной обувью с резиновой подошвой, респираторами.

Согласно действующим нормам в производственных помещениях предусмотрено устройство окон с застеклёнными рамами для обеспечения в дневное время суток естественного освещения. Искусственное освещение определяется при помощи условных единиц – люкс на 1 квадратный метр. В помещении устанавливаются лампы накаливания или лампы дневного света.

Пожарная профилактика

Запрещено на территории участка и вблизи его курить или проносить спички либо зажигалку. Разрешается курить в специально отведенных для этой цели местах, оборудованных урнами с водой для окурков.

На участке предусмотрены устройства пожарный щитов и кранов в соответствии с требованиями противопожарных правил. Устанавливаются ящики с сухим просеянным песком. Перед проведением сварочных работ в аппаратах, коробках и резервуарах их полностью освобождают от жира и тщательно промывают щелочным раствором и водой. Место сварочных работ вблизи оборудования должно быть ограждено щитами. Не разрешается разогревать застывшие в трубопроводах жиры открытым огнем паяльной лампой, факелом.

Охрана окружающей среды

На участке используется оборотное и повторное водоснабжение. Используется полная и раздельная канализационная система, которая предусматривает отвод хозяйственно-фекальных и загрязненных производственных вод на очистные сооружения, а отвод чистых производственных и атмосферных вод - в водоемы.

С территории участка своевременно удаляются отходы и мусор или производится их обеззораживание. Запыленный воздух очищается в батарейных циклонах 4 – БЦШ.

Заключение

В дипломной работе разработана схема очистительно-сушильного участка, перерабатывающего 150 т в сутки семян льна, выполнена компоновка технологического оборудования в соответствии с требованиями техники безопасности на производстве.

В дипломной работе приведена характеристика основных и вспомогательных материалов, приведен материальный баланс производства, произведен расчет и подбор необходимого технологического оборудования. Также составлена схема технохимического контроля производства с указанием необходимых зон контроля для повышения качества готовой продукции.

Проведен анализ разрабатываемого участка по переработке семян льна с точки зрения техники безопасности и охраны труда, а также возможного негативного воздействия на окружающую среду.

Полученные данные свидетельствуют о том, что разрабатываемый очистительно-сушильный участок является безопасным с точки зрения воздействия на окружающую среду, технически целесообразен и рекомендуется к внедрению на производстве.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.           Рудаков О. Б. Технохимический контроль жиров и жирозаменителей. – Санкт-Петербург.: Лань, 2011 г.

2.     Храброва Н.Н. Особенности подтверждения соответствия масложировых продуктов// Масла и жиры. 2012. № 1 С.17 – 19.

3.     Касторных М.С., Кузьмина В.А., Пучкова Ю.С., Товароведение и экспертиза пищевых жиров, молока и молочных продуктов,- М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К^о», 2014 г.

4.     ГОСТ 10582-76 Семена льна масличного. Промышленное сырье. Технические условия  М.: Стандартинформ, 2010

5.     Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров, [ред.кол.: В.В. Сергеев и др.]–Л.: ВНИИЖ, т.1., кн. 1

6.     Зайцева Л.В., Нечаев А.П.Жиры и масла: современные подходы к модернизации традиционных технологий. – М: Дели плюс, 2013

7.     Регламент ОАО МЖК «Армавирский», Краснодар, 2014 г

8.     Шванская И.А. Современные технологии и оборудование для переработки масличных культур –М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2001г.

9.     Указатель технологического и вспомогательного оборудования предприятий масложировой промышленности, изготовляемого и осваиваемого машиностроительными заводами, Л.: 2012 г.

10. Ситников Е.Д Практикум по расчетам оборудования предприятий для производства жиров и жирозаменителей, М. Агропромиздат 1991 г.

11. Щербаков В.Г. Основы управления качеством продукции и технохимический контроль жиров и жирозаменителей.– М.: Агропромиздат.

12. Кичигин В. Н. «Технология переработки жиров и жирозаменителей» М.:

13. Копейковский В.М. Технология производства растительных масел. - М.: Агропромиздат, 1985 г.

14. http://www.znaytovar.ru/s/processy-protekayushhie-v-maslich.html

15. http://www.booksite.ru/fulltext/flax/lno/vod/stv/o2/35.htm

16. http://www.znaytovar.ru/s/Promyshlennoe-maslichnoe-syre.html

17. http://www.agropages.ru/page/7106.shtml

18. http://moskovskaya-medicina.ru/etot-volshebnyy-lyon.html (чем полезно льняное семя и льняное масло)

19. http://maski-lico.ru/lnyanoe-semya-lnyanoe-maslo-len-polza-i-vred/ (лекарственные растения)

СОДЕРЖАНИЕ

      Введение                                                                                            3

1    Технологическая часть                                                                       5

1.1 Характеристика сырья и выпускаемой продукции                            5

1.2 Определение ожидаемых выходов продукции и

      отходов производства                                                                         9

1.3 Обоснование и выбор технологической схемы                                 14

1.4 Технологическая схема производства продукции                            16

2    Подбор и расчет оборудования                                                         17

2.1 Расчет основного технологического оборудования                         17

2.2 Расчет транспортного оборудования                                               23

2.3 Подбор оборудования (сводная таблица)                                          28

3    Описание технологической схемы                                                   29

4    Контроль производства                                                                     30

5    Охрана труда. Экологическая характеристика производства           33

      Заключение                                                                                       35

         Список литературы                                                                            36

        Таблица 2.3   Подбор оборудования (сводная таблица)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ  И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  КРАСНОДАРСКОГО  КРАЯ

«АРМАВИРСКИЙ МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

К защите допущен                                              Дата защиты «__»_____ 2018г.

Приказ №____от «__»________20___г.             Протокол ГЭК №_____

Зам. директора  УР________________               Оценка ГЭК        ___________

Секретарь ГЭК_____________

                                                                                                                (подпись)

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

на тему: Разработка очистительно-сушильного участка, перерабатывающего         150 т в сутки семян льна                                                                        

по образовательной программе среднего профессионального образования

19.02.09 Технология жиров и жирозаменителей

__________________________________________________________________

Пояснительная записка

ДР.19.02.09.4А-07.ОФ.ПЗ

Дипломная работа  состоит из пояснительной записки на 37 страницах, графической части на 1 листе

и приложений на_____листах

Дипломник                     Дранова П.Н.                               

                          фамилия, инициалы, подпись, дата

Руководитель работы                                           

                            фамилия, инициалы, подпись, дата  

Нормоконтролер                                     

                                                                                            фамилия, инициалы, подпись, дата

2018

Скачано с www.znanio.ru