Дипломная работа специальности 19.02.09.

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                                         12

1.4 Технологическая схема производства экстракционного

       масла зародышей пшеницы                                                                       14

2    Подбор и расчет оборудования                                                                   15

2.1 Расчет основного технологического оборудования                                   15

2.2 Расчет вакуумного оборудования                                                              26

2.3 Подбор оборудования (сводная таблица)                                                    33

3   Описание технологической схемы                                                              35

4    Контроль производства                                                                              38

5   Охрана труда. Экологическая характеристика производства                     43

      Заключение                                                                                                46

      Список литературы                                                                                    47

ВВЕДЕНИЕ

Масложировая отрасль в России – одна из ведущих в пищевой промышленности, выпускающая широкий спектр необходимых продуктов питания из растительных жиров. Основной подотраслью масложировой промышленности является маслодобывающая, осуществляющая производство растительных масел. В организационном, техническом и экономических отношениях уровень производства, сбыта и переработки продукции масложирового подкомплекса должен соответствовать уровню, достигнутому в передовых странах. В питании населения большее значение принадлежит жирам растительного происхождения.

Современная масложировая промышленность — технически развитая отрасль, предприятия которой имеют возможность перерабатывать ежегодно до 3,0 млн. тонн [8] масличных семян. Масложировая промышленность работает по схеме безотходного производства, т.е. такие побочные продукты как шрот, шелуха, соапсток и др. образуемые при производстве основной продукции масложировой промышленности, также используются для тех или иных благородных целей. Растительные масла - необходимая составная часть сбалансированного рациона питания человека. На их долю приходится значительная часть энергетической ценности пищи. Вместе с ними организм получает ряд физиологически важных веществ: фосфатиды, незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты, витамины, стерины.

Кроме масличных семян и плодов источниками получения растительных масел пищевого и технического назначения служат разнообразные вторичные маслосодержащие продукты, получаемые при переработке растительного сельскохозяйственного сырья. Наибольшее значение по объему представляют зародыш и отруби зерна злаковых культур (зародыши кукурузы, пшеницы, отруби риса).  Состав масел из отходов зерноперерабатывающих производств уникален и содержит ценные масла, используемые в производстве лекарственных препаратов.

Вследствие невысокой масличности злаковых отходов, а также из-за наличия в них большого количества крахмалистых веществ и гидрофильных белков, затрудняющих технологию жарения мятки и прессования мезги применяется экстракционный способ.

Экстракционный способ обеспечивает более глубокое извлечение масла из масличного материала. Содержание масла в экстрагируемом материале (зародышах пшеницы) колеблется в пределах 7 %[2, с.540].

Аппаратурное оформление процесса извлечение растительного масла в значительной степени зависит от методов и способов экстракции. В настоящее время в промышленных условиях наибольшее распространение получил метод экстракции погружения экстрагируемого материла в растворитель, движущийся противоточно.

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1   Характеристика сырья и выпускаемой продукции

Экстракция – это процесс извлечения масла из масличного материала с помощью органических растворителей. Получение масел способом экстракции применяется для низкомасличного материала.

В проектируемом экстракционном цехе сырьем является зародыши пшеницы содержанием жира  9-17%  [4, с. 406].

Зародыши пшеницы очень богаты полезными веществами. В них обнаружены почти все аминокислоты, причем масса белковых компонентов составляет до 50% от массы самого зародыша, более 25% питательных веществ представлено сахарами (в основном сахарозой). Кроме того, в проростках пшеницы содержится до 15% жиров, предоставленных в основном полиненасыщенными жирными кислотами, клетчатка, витамины и минералы [13]. Состав отходов зародышей пшеницы представлен в таблице 1.1

Таблица 1.1  Состав отходов зародышей пшеницы

[5, с.506]

Цвет и запах зародышей пшеницы свойственный маслу из зародышей пшеницы, без постороннего запаха и горечи.

В качестве растворителя в разрабатываемой экстракционной линии используется бензин марки А. Применяемый в маслоэкстракционном производстве бензин марки А, является продуктом крекинга нефти.

Экстракционный бензин марки А характеризуется сравнительной дешевизной, нейтральностью по отношению к материалам аппаратуры и хорошее растворяющей способностью по отношению к маслу.

Экстракционный бензин марки А, выкипающий в пределах 63-75°С [8,с.227], имеет следующий углеводородный состав (в процентах): н-гексан 54,39, н-пентан 0,23, бутан 0,13, изопентан 0,19, 3-метилпентан 20,02, 2,3-метилбутан и 2-метилпентан 11,59, метилциклопентан 9,00, бензол 0,50 [8,с.227].

Характерной особенностью этого бензина является преимущественное содержание низкокипящих предельных углеводородов и значительно сниженное содержание ароматических углеводородов (не более 0,5%) [8,с.228] по сравнению с другими экстракционными бензинами.

Главный недостаток бензина – его лёгкая воспламеняемость и способность образовывать с воздухом взрывчатые смеси. Воспламенение может произойти при температуре 260-270°С [8, с.229] от искры или нагретого до такой температуры предмета. Это обстоятельство ограничивает температуру перегрева технологического пара, используемого при экстракции, которая должна быть не выше 220°С. При достижении концентрации паров бензина в воздухе от 47,0 до 300 мг/л [8, с.229] для марки А такая смесь является взрывоопасной. Пары бензина тяжелее воздуха в 2,7 раза и располагаются внизу, скапливаясь в ямах, каннах для труб, приямках для норий, шнеков и т.д, что требует постоянной вентиляции мест с минусовыми отметками. Бензин оказывает токсическое действие на организм человека, поражая главным образом нервную систему.

По действующим нормам законодательства по охране труда содержание паров бензина в рабочих помещениях не должно превышать 0,3 мг на 1 л воздуха [8,с.230]. Характеристика экстракционного бензина марки А представлена в таблице 1.2

Таблица 1.2 Характеристика экстракционного бензина марки А

[8, c.231]

Готовой продукцией в экстракционной линии является экстракционное масло зародышей пшеницы и шрот зародышей пшеницы.

Масло зародышей пшеницы имеет насыщенный цвет (от желтого до светло – коричневого ), в нем содержится большое количество токоферолов и каратиноидов. Масло имеет приятный запах хлеба.

Жирнокислотный состав масла зародышей пшеницы представлен в таблице 1.3

Таблица 1.3 Жирнокислотный состав масла зародышей пшеницы

[9]

В масле зародышей пшеницы содержатся витамины A, E, F и B, триглицериды, октаконазол, фосфолипиды, гликолипиды полиненасыщенные жирные кислоты, селен, железо, цинк, который является натуральным актиоксидантом, замедляющим процесс старения клеток и устраняющим процессы воспаления кожных покровов.

Применение масла зародышей пшеницы очень эффективно стимулирует процессы обновления и омоложения клеток, помогает значительно улучшить здоровье кожи и ее внешний вид. Также продукт не имеет никаких противопоказаний и может применяться для всех типов кожи – и сухой, и более жирной.

Масла из зародышей пшеницы эффективно при применении в уходе за старой и увядшей кожей, которая уже начинает утрачивать свои естественные природные свойства – свежесть, упругость, эластичность. Масло помогает омолодить кожу, увеличивает и укрепляет тонус кожных покровов.

Масло зародышей пшеницы содержит полезные вещества:

-       Аминокислоты (лейцин, валин, метонин, триптофан);

-       Полиненасыщенные жирные кислоты (омега-3, омега-6, омега-9);

-       Витамины (B1, B2, B3, B6, B9, E, A, D);

-       Антиоксиданты (аллантоин, сквален, октакозанол);

-       Микроэлементы (цинк, селен, фосфор, марганец, железо, медь, сера, кальций, йод) [13]

Отходом экстракционного производства является шрот зародышей пшеницы

Шрот – это побочный продукт при производстве растительных масел, получаемый после экстракции масличных материала. Шрот зародышей пшеницы применяется в кормовых целях животных. Используется в чистом виде, а также в качестве добавки в комбикорме. Содержит до 43% [12] легкоусвояемого протеина.

Органолептические показатели шрота зародышей пшеницы представлены в таблице 1.4

Таблица 1.4 Органолептические показатели шрота зародышей

                     пшеницы

[12]

Шрот зародышей пшеницы повышает продуктивность животных, улучшает качество животноводческой продукции. Повышает содержание жира в молоке и суточный удой коров.

1.2            Определение ожидаемых выходов продукции и отходов

          производства

Расчет ожидаемых выходов продукции и отходов осуществляется на основе среднемесячных сведений лаборатории о качестве семян, готовой продукции и отходов. Переработка зародышей пшеницы осуществляется по схеме прямая экстракция. Основные данные для расчета сведены в таблицу 1.5

Таблица 1.5 Основные  исходные данные для расчета

[2, с.539]

Расчеты

1.     Съем минерального и органического сора, процент [2, с. 539]:

где    С₀ – содержание минерального и органического сора в зародышах до очистки, процент С₀=2,50 (таблица 1.5);

         С₁ – содержание минерального и органического сора в зародышах после очистки, процент С₁=0,10 (таблица 1.5);

2.     Выход шрота, процент [2, с. 539]

где    В₁ – влажность сора, равная влажности зародышей, процент В₁=12,00

                (таблица 1.5);

         М₀ – масличность зародышей при исходной влажности и засоренности,  

                процент М₀=17 (таблица 1.5);

         В₀ – влажность зародышей при исходной фактической засоренности, 

                 процент В₀=12,00 (таблица 1.5);

         С₂ – съем минерального и органического сора, процент С₂=2,40      

                 (формула 1);

         В₅ – влажность шрота, процент В₅=8,50 (таблица 1.5);

         М₃ – масличность шрота, процент М₃=10,00 (таблица 1.5);

3.     Потери масла в шроте, процент [2, с. 540]:

где    М₃ – масличность шрота, процент М₃=10,00 (таблица 1.5);

         Ш – выход шрота, процент Ш=77,26 (формула 2);

4.     Выход экстракционного масла, процент [2, с. 540]:

Р₃=М₀ – П₁ ,                                                                                           (4)

где    М₀ – масличность зародышей при исходной влажности и засоренности,

                 процент М₀=17 (таблица 1.5);

         П₁ – потери масла в шроте, процент П₁=0,70 (формула 3);

         Р₃= 17,05 – 0,70=16,35

5.     Потери влаги, процент [2, с. 540]

где    В₀ – влажность зародышей при исходной фактической засоренности,

                 процент В₀=12,00 (таблица 1.5);

         Ш – выход шрота, процент Ш=77,26 (формула 2);

         В₅ – влажность шрота, процент В₅=8,50 (таблица 1.5);

         С₂ – съем минерального и органического сора, процент С₂=2,40

                 (формула 1);

         В₁ – влажность сора, равная влажности зародышей, процент В₁=12,00

                 (таблица 1.5);

Баланс сырья представлен в таблице 1.6

Таблица 1.6 Баланс сырья

Баланс масла представлен в таблице 1.7

Таблица 1.7 Баланс масла

      [2, с. 540]

         1.3 Обоснование и выбор технологической схемы

Для экстракционного способа масла из зародышей пшеницы по схеме прямая экстракция, выбирается экстракционная линия, где способ экстракции проводится методом погружения экстрагируемого материла в растворитель, движущийся противоточно. При экстракции способом погружения, извлечения масла из масличных семян в процессе непрерывного прохождения через поток растворителя, протекает в условиях абсолютного противотока. То есть когда растворитель и экстрагируемый материал непрерывного передвигается один относительно другого.

Экстракционный метод погружения имеет следующие преимущества по сравнению со смешанным способом погружения многократного орошения растворителем:  простота конструктивного оформления экстракционных сепараторов и малые площади; высокий коэффициент использования геометрического объема до 95,5 процентов аппарата предотвращающий возможность образования смесей воздуха и растворителей.

Недостатки этого способа:

-       низкая концентрация мисцеллы (16-20%);

-       значительное нарушение структуры экстрагируемого материала, помутнение мисцеллы, и связанные с этим условия фильтрации мисцеллы.

         ВНИИЖем разработана новая установка НД-1250, увеличен диаметр колоны αк = 1250 мм; во второй экстракционной колонне установлен цедильник, он служит для предотвращения переброса бензина вместе со шротом в тостер. В случае повышенного уровня растворителя выше его ввода, он автоматически сбрасывается линией, по которой бензин экстракционной колонны отводится в загрузочную колонну. В случае засорения контрольного цедильника сбрасывается линия, соединяющая внутренние пространство цедильника. В экстракторе предусмотрена система гидравлического разлива запрессованного материма. Она выдержана отдельным насосом, системой трубопроводов и девятью форсунками, расположенными по 3 штуки и в каждой из трех пар загрузочной колонны предусмотрена циркуляция мисцеллы.

         Концентрация мисцеллы 16-20 %, что значительно выше, чем у экстрактора НД-1000.

          Экстракционная линия имеет следующие преимущества: предусмотрена мокрая очистка газовоздушной смеси; выход из сухих шротоловушек; мокрые шротоловушки устанавливаются на линии отвода паробензиновой смеси на конденсаторы; в этой линии улучшается процесс дистилляции мисцеллы; линия имеет вертикальный конденсатор, мисцеллосборник, у которых большая поверхность охлаждения; лучше улавливаются пары растворителя из газовоздушной смеси в вертикальных конденсаторах; вместо фильтрпрессов в линии установлены ротационно-дисковые фильтры, они безопасны в работе.

1.4 Технологическая схема производства экстракционного

       масла зародышей пшеницы

2    ПОДБОР И РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ

2.1 Расчет основного технологического оборудования

         В разрабатываемой экстракционной линии основным технологическим оборудованием является экстрактор НД-1250, предварительный дистиллятор с восходящей пленкой, окончательный дистиллятор линии НД – 1250, ротационный дисковой фильтр СКЕТ, десятичный тостер.

         Экстрактор НД–1250 - аппарат предназначен для экстракции материала, принадлежит к группе экстракторов, работающих по способу погружения экстрагируемого материала в растворитель.

Техническая характеристика экстрактора предоставлена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Техническая характеристика экстрактора НД-1250

[8, с. 485]

         Тепловой расчет экстрактора сводится к определению температур выходящей мисцеллы и шрота.

Производительность экстрактора: G=45 т в сутки ==1875кг/т;

         Концентрация мисцеллы, процент К_м=22 [8, с. 237];

         Бензоемкость шрота, процент Б_шр=35 [8, с. 237];

         Масличность зародышей, процент М_З=17,05 [2, с. 539];

         Влажность зародышей, процент В_З=12,00 [2, с. 539];

         Масличность шрота, процент М_шр=10,00 [2, с. 539];

         Температура выходящей мисцеллы (в ⁰С) [10, с. 75];

где    t₁ – температура поступающего лепестка или крупки, ⁰C;

         t₂ – температура поступающего бензина, ⁰C;

         G_св – масса сухого обезжиренного вещества, кг/ч;

         G_в – масса влаги в зародышах, кг/ч;

         G_м – масса масла в зародышах, кг/ч;

         G^’_м  – масса масла в шроте, кг/ч;

         G_б – масса подаваемого бензина, кг/ч;

         G^’_б – масса бензина в шроте, кг/ч;

G_мц – масса мисцеллы, кг/ч;

Температура (в ᵒС) шрота [10, c.75]:

tᵒ_шр = 0,5× (t₂+t_мц),                                                                                  (7)

1.Количество зародышей пшеницы, кг/ч [10, c.75]:

G_з=                                                                                       (8)

2. Количество влаги в зародышах пшеницы, кг/ч [10, c.76]:

G_в=,                                                                                                    (9)

где    G_з – количество зародышей пшеницы, кг/ч, G_з =1875 (формула 8);

В_з – влажность зародышей пшеницы, процент, В_лз=12,00[2, с.539];

G_з=

3. Количество масла в зародышах, кг/ч [10, c.76]:

G_м=G_з×М_з ,                                                                                           (10)

где   М_з – масличность зародышей, процент, М_з=17,05 [2, с.539];

G_м=1875×0,17=218,75

4. Количество сухого обезжиренного вещества в зародышах, кг/ч [10, c.76]:

G_св=G_з–G_в–G_м,                                                                                     (11)

где    G_в – количество влаги в зародышах, кг/ч, G_в=225 (формула 9);

G_м – количество масла в зародышах, кг/ч, G_м=218,75 (формула 10).

G_св=1875–218,75 –225=1431,25

5. Количество масла в шроте, кг/ч [13, c.76]:

G’_м=,                                                                (12)

где    G_св – количество сухого обезжиренного вещества в зародышах, кг/ч,

G_св=1431,25 (формула 11);

М_шр – масличность шрота, процент, М_шр=10,00 [2, с.539];

G’_м= = =1,66

6. Количество бензина в шроте, кг/ч [10, c.77]:

G’_б=,                                                                                (13)

где    G’_м – масса масла в зародышах, кг/ч, G’_м=1,66 (формула 12);

Б_шр – бензоемкость шрота, процент, Б_шр=35 [8, c.237];

G^’_б===5,8

7. Количество масла в мисцелле, кг/ч [10, c.77]:

G”_м=G_м – G’_м,                                                                                      (14)

G”_м=218,75–1,66=217,09

8. Количество мисцеллы, кг/ч [10, c.77]:

G_мц= ,                                                                                     (15)

где    G”_м – количество масла в мисцелле, кг, G”_м =217,09 (формула 14);

М_мц – концентрация мисцеллы, процент, К_м=22 [5, c.237].

G_мц== 986,77

9. Количество бензина в мисцелле, кг/ч [10, c.77]:

G”_б=G_мц – G_м;                                                                                      (16)

где    G_мц– количество мисцеллы, G_мц=986,77 (формула 15).

G”_б=986,77–218,75=768,02

10. Количество бензина, подаваемого в экстрактор, кг/ч [13, c.77]:

G_б = G’_б+G”_б ,                                                                                     (17)

где    G’_б – количество бензина в шроте, кг/ч, G’_б =5,8 (формула 13);

G”_б – количество бензина в мисцелле, кг/ч, G”_б=768,02 (формула 16);

G_б = 5,8+768,02=773,82

t_мц=

82,4

t_шр= 0,5×(50+82,4)=66,2ᵒС

Десятичанный тостер – предназначен для отгонки растворителя из шрота. Техническая характеристика десятичанного тостера представлена в таблице 2.2

Таблица 2.2 Техническая характеристика десятичанного тостера

 [9, с.320]

1. Количество форпрессового жмыха, поступающего на экстракцию на основе материального баланса, т в сутки:

Выход форпрессового жмыха, процент – 61,17

 =27,52

2. Количество шрота, выходящего из тостера, т в сутки:

Выход шрота, процент – 77,26

 = 34,76

3. Количество масла, т в сутки:

 = 3,47

4. Количество сухого вещества в шроте, т в сутки:

= 30,88

5. Количество бензина в шроте на абсолютно сухое вещество, 28%, т в сутки:

= 12

6.Количество влаги, поступающей в испаритель, т в сутки:

= 2,95

7. Количество бензина, сухого обезжиренного вещества масла и влаги, поступивших в испаритель, т в сутки:

3,47+30,88+2,95+12=49,3

Масла = =7,04

Бензин = =24,35

Влага = = 5,98

Сухое обезжиренное вещество = = 62,61

Расчетные данные  по десятичанному тостеру сведены в таблицу 2.3

Таблица 2.3 Расчетные данные по десятичанному тостеру

Дистилляция мисцеллы осуществляется в трехступенчатой десятиционной установки линии НД -1250. Она состоит из двух предварительных и окончательных дистилляторов.

Предварительный дистиллятор – предназначен для предварительной дистилляции мисцеллы. Техническая характеристика предварительного дистиллятора предусмотрена в таблице 2.4

Таблица 2.4 Техническая характеристика предварительного

                      дистиллятора с восходящей пленкой

[16, с.289]

Окончательный дистиллятор – предназначен для окончательной дистилляции мисцеллы. Техническая характеристика окончательного дистиллятора предусмотрена в таблице 2.5

Таблица 2.5 Техническая характеристика окончательного дистиллятора

                             линии НД-1250

 [9, с.133]

Расчёт выхода промежуточных продуктов:

8. Концентрация мисцеллы – 22%, количество выработанного масла (тонн в сутки) на основе материального баланса, выход экстракционного масла 16,35% или

= 7,35

9. Количество мисцеллы, поступающей в дистиллятор, т в сутки:

=33,4

10. Количество мисцеллы в бензине, поступающего на дистилляцию, т в сутки:

33,4–7,35=26,05

Поступило на предварительную дистилляцию, процент:

Масло   20

Бензин  80

             100

Состав мисцеллы после предварительной дистилляции 1 ступени,

процент:

Масло        60

Бензин       40

                  100

11. Количество мисцеллы после предварительной дистилляции, поступающей на 2 ступень дистилляции, т в сутки:

= 12,25

12. Количество бензина в мисцелле поступающей на 2 ступень дистилляции, т в сутки:

12,25–7,35=4,9

13. Количество мисцеллы, поступающей на 2 ступень, т в сутки:

G₂=35,41

14. Количество бензина в мисцелле, поступающей на 2 ступень, т в  сутки:

Q₅=12,25

Состав мисцеллы после 2 ступени, процент:

Масло       95

Бензин        5

                100

15. Количество мисцеллы после 2 ступени, поступающей на 3 ступень, т в сутки:

= 7,73

16. Количество бензина в мисцелле, поступающей на 3 ступень, т в сутки:

Б=7,73–4,9=2,83

17. Количество бензина, отогнанного на 2 ступень, т в сутки:

4,9–2,83=2,07

18. Количество мисцеллы, поступающей на 3 ступень, т в сутки:

G=7,73

19. Количество бензина, поступающего с мисцеллой на 3 ступень, т в сутки:

Б=2,07

Состав мисцеллы после окончательного дистиллятора, процент:

Масло      100

Бензин         0

                 100

20. Количество экстракционного масла после окончательного дистиллятора, т в сутки:

G=7,35

21. Количество бензина, отогнанного на 3 ступень, т в сутки:

Б=2,07

Баланс бензина:

1-я ступень – 12,25

2-я ступень – 4,9

3-я ступень – 2,07

19,22 т в сутки

Для фильтрации мисцеллы в экстракционной линии устанавливаются ротационные дисковые фильтры СКЕТ.

Ротационный дисковый фильтр СКЕТ – предназначен для фильтрации мисцеллы от механических примесей. В технологической установке по переработке мисцеллы размещается несколько дисковых фильтров, при этом среди них предусматривается резервный фильтр, который включается в работу в случае регенерации фильтр-ткани основных фильтров. Техническая характеристика ротационного дискового фильтра СКЕТ предусмотрена в таблице 2.6

Таблица 2.6 Техническая характеристика ротационного дискового

                     фильтра СКЕТ

[2, с.145]

В экстракционной линии предусматривается установка двух мисцеллофильтров СКЕТ.

1. Количество фильтров в линии, шт:

N_ф=;                                                                                                        (18)

где    G_м – количество мисцеллы, т/ч, G_мц=0,986 (формула 15);

П_ф – производительность фильтра, м³/ч, П_ф=9.

N_ф==0,11

Так как производительность ротационного дискового фильтра, СКЕТ 9 м³/ч [5, с.100], а количество мисцеллы по расчетам составляет 0,986 т/ч (формула 15), следовательно, для установки требуется один фильтр в использовании.

Но для цикличной работы линии устанавливается 2 ротационных дисковых фильтра СКЕТ.

Циклонная мокрая шротоловушка предназначена для очистки паров бензина и воды от увлеченных частиц шрота при выходе из чанного испарителя. Техническая характеристика циклонной шротоловушки представлена в таблице 2.7

Таблица 2.7 Техническая характеристика шротоловушки

[5,с.170]

Шламовыпариватель устанавливается с таким расчетом, чтобы высота сливной линии мокрой шротоловушки обеспечивала сохранение в ней разрежения 10 – 15 мм вод. ст., соответствующего разрежению, при котором работает чанный испаритель. Техническая характеристика шламовыпаривателя представлена в таблице 2.8

Таблица 2.8 Техническая характеристика шламовыпаривателя

[5, с.173]

В современных экстракционных установках применяются горизонтальный и вертикальный конденсаторы. Они предназначены для конденсации паров бензина. Техническая характеристика конденсатора представлена в таблице 2.9

Таблица 2.9 Техническая характеристика конденсатора

[14, с.166]

Водные и эмульсионные смеси растворителя разделяются в водоотделителях и водоосадителях. Предварительный и контрольный водоотделители предназначены для разделения поступающих из конденсаторов промышленных стоков, состоящих из смеси воды, бензина, твердых частиц шрота и эмульсий. Техническая характеристика водоотделителя представлена в таблице 2.10

Таблица 2.10 Техническая характеристика водоотделителя

[14, с.174]

Водоосадитель предназначен для сепарации воды от бензина перед поступлением его в экстрактор. Техническая характеристика водоосадителя представлена в таблице 2.11

Таблица 2.11 Техническая характеристика водоосадителя

[5, с.211]

Подогреватель бензина предназначен для подогрева растворителя перед поступлением его в экстрактор.

Также в линии устанавливаются бензиноловушки. Они предназначены для улавливания и отстаивания бензина из сточных вод и для сбора шлама.

2.2 Расчет транспортного оборудования

В экстракционной линии в качестве транспортного оборудования используют винтовой конвейер УШ-2Ч-160 для перемещения шрота, скребковые конвейер ТСЦ-25/25  (редлер) для транспортировки крупки и насос центробежный и насос шестеренный для перекачивания бензина, мисцеллы и экстракционного масла.

Расчет винтового конвейера УШ-2Ч-160 

Для перемещения семян в лини устанавливают винтовой конвейер УШ-2Ч-160.Он состоит из желоба, внутри которого установлен вал с винтом, подвешенным на концевых и подвесных подшипниках. Техническая характеристика винтового конвейера УШ-2Ч-160 представлена в таблице 2.12

Таблица 2.12 Техническая характеристика винтового конвейера

                       УШ-2Ч-160

[5, с.50]

          Расчет винтового конвейера УШ-2Ч-160

         1 Производительность винтового конвейера, кг в час [10, с.30]:

                                                                         (19)

или кг в сек

где    D-диаметр винта, 0,16, м[10, с.30];

         S-шаг винта, м [10, с.30]:

                                                                                                        (20)

         n-частота вращения винта, 70, мин^-1[10, с.30];

         ρ- насыпная плотность перемещаемого материала, кг/м³, ρ =800 [15];

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

          Диаметр винта принимается 0,16 м, шаг винта 0,128 м; Частота вращения винта 70 мин^-1; [10, с.30]

         G=47,1×0,16²×0,128×70×800×0,3=2592,86

         или

           Так как рассчитанная производительность винтового конвейера УШ-2Ч-160 составила 0,7 кг в сек или 2,52 т в час, следовательно, конвейерУШ-2Ч-160  удовлетворит часовой производительности экстракционной линии 1,87 т в час.

Для работы линии следует установить один винтовой конвейер УШ-2Ч-160.

Расчетная мощность электродвигателя для привода винтового конвейера, кВт [13, c.30]:

P=(0,25…0,031)×(Lw+Н)×П,                                                               (21)

где    L – длина конвейера (не более 40 м);

w – коэффициент сопротивления движению, равный 1,2…2;

Н – высота подъема груза, м;

П – производительность конвейера, кг/ч;

Р=(0,025…0,031) ×10×2×0,72=0,36…0,44

Так как производительность по расчетам составила винтового конвейера УШ-2Ч-160 0,72 кг/с , а производительность линии 0,52 кг/с

Цепные транспортеры с погруженными скребками предназначены для перемещения семян и других продуктов в горизонтальном направлении.

Техническая характеристика цепного транспортера ТСЦ-25/25  представлена в таблице 2.12

Таблица 2.12 Техническая характеристика цепного транспортера ТСЦ-

                    25/25

[2, с. 48]

Производится расчет скребкового конвейера цепного транспортера ТСЦ-25/25 :

2. Производительность конвейера, кг/с [13, c.32]:

П=b×h×u×ρ×φ×C,                                                                                (22)

где    b – ширина желоба, м;

h – высота желоба, м;

u – скорость движения скребков, м/с, u=0,1…0,63[13, с.32];

ρ – насыпная плотность заполнения желоба;

φ – коэффициент заполнения желоба, φ=0,5…0,6 [13, с.32];

С – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера β;

Примем следующие размеры скребка, м [13, c.32]:

Ширина b_c=0,25

Высота h_с=0,125

Угол наклона β=0º [13, с.33], поэтому коэффициент заполнения равен 1;

3. Мощность электродвигателя для привода скребкового конвейера, кВт [13, c.33]:

Р=(0,015…0,02)×П×(КL+H),

где К – коэффициент, учитывающий размеры частиц груза (для

             мелкопусковых К=2…4);

L – длина конвейера по горизонтали, м;

Н – высота подъема груза, м;

Р=0,017×2,67×(2,5×10+0)=1,2

Принимается к установке электродвигателя мощностью 1,5 кВт.

Подбор насосов:

Марка насоса Ш2-25-I, 4/6  

Подача Q – 1,4  м³/ч

Полный напор Н - 5  м

Число оборотов в минуту 1450 об/мин

Мощность:

- на валу насоса – 1,1 кВт;

- электродвигателя – 1,7 кВт;

Коэффициент полезного действия – 57%;

Допустимая вакуумметрическая высота всасывания – 5 м;

Диаметр рабочего колеса – 118 мин;

В соответствии с технологической схемой в экстракционной линии устанавливается один насос марки Ш2-25-I, 4/6   с подачей 1,4 м³/ч;

Насос для перекачивания масла:

Марка – Ш2-25-I; 4/6

Подача – 1,4 м³/ч;

Полный напор – 5 м;

Число оборотов в минуту – 1450 об/мин;

Мощность электродвигателя – 2,2 кВт;

Коэффициент полезного действия – 57%;

диаметр рабочего колеса – 105 мм;

марка центробежный I,5

Насос для перекачивания бензина и мисцеллы:

Марка I,5;

Подача – 8 м³/ч;

Полный напор – 35 м;

Число оборотов в минуту – 3000 об/мин;

Мощность электродвигателя – 2,8 кВт

В соответствии с технологической схемой в экстракционной линии устанавливается 9 насосов марки I,5 с подачей 8 м³/ч;

Электронасос центробежный I,5 – предназначен для перекачивания в стационарных условиях агрессивных, нейтральных, токсичных и взрывоопасных жидкостей и снижение газов.

Характеристика электронасоса центробежного герметичного  представлена в таблице 2.13

Таблица 2.13 Характеристика электронасоса центробежный I,5

[6, с.282]

Насос шестеренный Ш2-25-I предназначен для перекачивания масла. Материал гидравлической части насоса –чугун или бронза.

Техническая характеристика шестеренный  насос  Ш2-25-I представлена в таблице 2.14

Таблица 2.14 Техническая характеристика шестеренный  насос Ш2-25-I

[6, с. 347]

                        2.3 Подбор оборудования (сводная таблица)

3        ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Из баков оборотного хранилища бензин центробежным насосом (поз.1) подается на водоотделитель (поз. 2), где обезвоживается и поступает на подогреватель бензина (поз. 3), где подогревается до температуры 55ᵒС и подается в четыре форсунки экстракционной колонны экстрактора (поз. 4).

Из отделения подготовки крупка из зародышей пшеницы масличностью 17%, влажностью 12%, температурой 50ᵒС, размером 5 мм скребковым конвейером ТСЦ-25/25 (поз. 5) поступает в загрузочную колонну экстрактора (поз. 4), экстрагируется и с помощью сбрасывателя шрот с масличностью 1% и бензоемкостью 35% выходит из экстракционной колонны и поступает в десятичанные тостеры (поз. 6) для удаления бензина из шрота. Шрот с остаточным содержанием растворителя 0,01% и температурой 100 - 105ᵒС и влажностью 8,5% поступает в винтовой конвейер УШ-2Ч-160 (поз. 7), охлаждается и оттуда выводится в склад готовой продукции.

Мисцелла из декантатора загрузочной колонны экстрактора самотеком поступает в грязный мисцеллосборник (поз. 8). Из него подается центробежным насосом (поз. 1) на дисковые мисцеллофильтры СКЕТ (поз.9), где происходит очистка мисцеллы от увеличенных частиц шрота. Очищенная мисцелла с содержанием примесей не более 0,02% поступает в сборник чистой мисцеллы (поз. 8), а шлам из мисцеллофильтров (поз. 9) выводится в нижнюю часть загрузочной колонны экстрактора (поз. 4). Из чистого мисцеллосборника (поз. 8) чистая мисцелла подается центробежным насосом (поз. 1), затем прокачивается через теплообменник (поз. 10), где происходит нагрев до температуры кипения паров, отходящих из предварительного дистиллятора I ступени (поз. 11).

Подогретая мисцелла с начальной концентрацией 22% поступает на предварительный дистиллятор I ступени, представляющий собой трубчатый плёночный аппарат обогреваемый глухим паром температурой 180-200ᵒС и давлением 0,3 МПа, затем упаренная мисцелла концентрацией 60% и температурой 60 - 85ᵒС мисцеллонасосом (поз. 1) прокачивается на II ступень дистилляции, упаривается до концентрации 90-95%. Далее упаренная мисцелла насосом (поз. 1) подается в окончательный дистиллятор (поз. 12), работающий под вакуумом, который состоит из четырех камер: распылительной, каплеуловительной, плёночной и дезодорационной. В распылительной камере происходит интенсивная отгонка растворителя. В дезодорационной камере масло обрабатывается острым перегретым паром с t=180 - 200ᵒС, давлением 0,3МПа и дополнительно нагревается глухим паром давлением 0,3 МПа через рубашку камеры до температуры 100 - 110ᵒС. Полученное экстракционное масло откачивается насосом шестеренным

Ш2-25-I (поз. 13) в приёмники (поз. 14) и далее на склад готовой продукции.

Бензиновая смесь из тостера (поз. 6) с увеличенными частицами шрота поступает на циклонную мокрую шротоловушку (поз. 15), где происходит осаждение частиц шрота.

Очищенная паробензиновая смесь поступает в вертикальные конденсаторы (поз. 16), работающие под разряженным, созданным пароэжекторным блоком (поз. 17), а шлам из циклонных мокрых шротоловушек (поз. 15) отводится в шламовыпариватель (поз. 18), где происходит выпаривание растворителя. Пары растворителя и воды из шламовыпаривателя (поз. 18) поступают на кондесатор (поз. 16), в котором конденсируются, а затем поступают на водоотделитель (поз.19). Выпаренный шлам сбрасывается в канализацию, а горячая вода проходит через фильтр (поз. 20) и насос (поз. 13), подается в подогреватель (поз. 21), где нагревается до температуры 95ᵒС. Затем горячая вода подается на орошение паров растворителя в шротоловушку (поз. 15). Пары растворителя и воды из предварительного дистиллятора (поз. 11), проходят через теплообменник (поз. 10), подогревают мисцеллу направляются на вертикальный конденсатор (поз. 16). Из второго дистиллятора (поз. 11) паробензиновая смесь через теплообменник (поз. 10) подается в конденсатор (поз. 16). Из окончательного дистиллятора пары воды и растворителя направляются в вертикальный конденсатор (поз. 16). Сконденсированные пары растворителя из конденсаторов (поз. 16) поступают на охладитель (поз. 22) оттуда осажденный конденсат поступает в водоотделитель (поз. 19).

Несконденсированная газо-воздушная смесь поступает в конденсаторы (поз. 16) и через пароэжекторный блок (поз. 17) и выводится в атмосферу. Конденсат из пароэжекторных блоков поступает в сборник для воды. Система работает под вакуумом, который создается пароэжекторными блоками (поз. 17).

При остановке на капитальный ремонт, предварительные дистилляторы промываются каустической содой, которая поступает из бака (поз 24) с помощью насоса (поз 1)

4 КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА

В настоящее время одна из главных задач технохимического контроля– предотвращение выпуска некачественной продукции, представляющей опасность для жизни и здоровья людей, а также окружающей среды.

Технологический процесс извлечения масла экстракцией из крупки включает операции подготовки крупки к обезжириванию (измельчения крупки, ее увлажнение и влаготепловая обработка, получение лепестковой структуры, собственно экстракция - извлечение масла органическим растворителем); переработки мисцеллы (фильтрация, рафинация, отгонка растворителя из мисцеллы); обработки шрота - обезжиренного остатка.

Технохимический контроль извлечения масла из зародышей пшеницы экстракцией приведен в схеме 4.1.

Схема 4.1 Технохимический контроль извлечения масла из зародышей пшеницы экстракцией ( ♀- точки контроля)

         Шрот   

                                                                                 Масло экстракционное

[4, с.70]

Объем и содержание анализов, выполняемых при технохимическом контроле процесса экстракции приведен в таблице 4.1

Таблица 4.1 Извлечение масла экстракцией

                                                                                                         [4, с.71]

Масло из зародышей пшеницы характеризуется:

а) вязкостью, что объясняется большим содержанием в нем сопутствующих нежировых веществ: восков, стеаринов и других неомыляемых;

б) высокой температурой застывания (в пределах от +10 до +20 ⁰С).

В сыром виде масло зародышей пшеницы может быть использовано для получения концентратов токоферола – витамина Е.

Органолептические и физико-химические показатели пшеничного масла приведены в таблице 4.2

Таблица 4.2 Органолептические и физико-химические показатели

                     пшеничного  масла

[13]

Маркировка

На каждую единицу потребительской тары с пшеничным маслом должна быть наклеена красочно оформленная этикетка, на которую наносят маркировку, содержащую:

- наименование продукта;

- вид, марку, назначение масла, а также сорт (при наличии сортовых розничных цен);

- наименование, местонахождение (адрес) изготовителя, упаковщика, экспортера, импортера, наименование страны и места происхождения;

- массу нетто или объем продукта;

- дату розлива (для продукта в потребительской таре);

- дату налива (для продукта в бочках, флягах, цистернах, баках, контейнерах);

- товарный знак изготовителя (при наличии);

- пищевую ценность: содержание жира в 100 г масла, энергетическая ценность в 100 г продукта - 899 ккал;

- срок годности;

Масло зародышей пшеницы в бутылках хранят в закрытых затемненных помещениях, во флягах и бочках - в закрытых помещениях.

Хранение масла зародышей в промышленных условиях осуществляют в соответствии с инструкциями по хранению.

Отходом экстракционного производства является шрот зародышей пшеницы. По физико-химическим показателям шрот зародышей пшеницы должен соответствовать требованиям,  представленным в таблице 4.3

Таблица 4.3 Физико-химические показатели шрота зародышей

                     пшеницы

[12]

5 ОХРАНА ТРУДА. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

   ПРОИЗВОДСТВА

В отделении, где установлена экстракционная линия, перерабатывающая 45 тонн в сутки зародышей пшеницы предусмотрен ряд мероприятий по предупреждению травматизма профессиональных заболеваний, общему улучшению условий труда, а также по пожарной профилактике и охране окружающей среды.

Применяемый в процессе производства растворитель (бензин)- представляет собой легколетучее вещество, пары которого с воздухом образуют взрывоопасную смесь. Кроме того, вдыхание паров бензина вредно действует на центральную нервную систему человека и вызывает отравления.

Основным мероприятием, обеспечивающим безопасную работу в экстракционном цехе, является максимальная герметизация оборудования коммуникационных линий и запорных приспособлений. Это мероприятие должно предотвратить проникновение паров в помещение.

         Бензиновые пары должны непрерывно удаляются из помещения; для этого экстракционный цех должен иметь приточно-вытяжную вентиляцию с местными отсосами.

         Тщательно нужно вентилировать хранилище растворителя. Согласно противопожарным правилам оно должно находится на определенном расстоянии от производственного корпуса и иметь несгораемые строительные конструкции.

         Согласно противопожарным правилам в помещении электродвигатели и пускатели к ним должны быть только взрывобезопасного типа. С той же целью запрещается применение в цехе газо- и электросварки. Слесарный инструмент, применяемый при ремонте, должен быть покрыт медью.

         Персонал, обслуживающий линию, должен иметь обувь, не подбитую железными набойками.

         Электроосвещение помещений наружное, но разрешается и внутреннее в герметической арматуре.

          Трубопроводы для бензина и мисцеллы следует укладывать с уклоном в сторону к емкостям с тем, чтобы по окончании перекачки жидкости полностью освобождался трубопровод. Кроме того, трубопроводы необходимо заземлять во избежание возникновения разрядов статического электричества.

         Если рабочему необходимо проникнуть в емкость, в которой находится бензин или мисцелла, то данную емкость нужно тщательно пропарить паром. Затем ее промывают водой и, только после этого можно открывать люки и крышки. Рабочий, который опускается в полую емкость, должен быть снабжен противогазом и спасательным поясом с веревкой, другой конец которой держит рабочий, находящийся вне емкости и наблюдающий за работающим в емкости.

         Применение переносных низковольтных ламп запрещено, могут быть использованы только аккумуляторные лампы и освещение шахматного типа.

         Экстракционная линия должна находиться в отдельном помещении, в помещении категорически запрещено курить.

         Пожарная профилактика

         Технологический процесс производства должен осуществляться согласно требованиям технологического регламента на исправном оборудовании.

         В цехе должна быть выведена технологическая схема производства с указанием аппаратов, трубопроводов и т.д.

Вход в цех должен осуществляться по пропускам.

         Средства пожаротушения и паротушения должны быть исправны и постоянно готовы к действию.

Технические мероприятия

         Рабочие и инженерно – технические работники, принимаемые на работу во взрывоопасные цеха, должны проходить медицинское освидетельствование для установления возможности их работы в цехах.

          Обслуживание установок и оборудования требует соблюдения правил по технике безопасности.

         Аппараты должны испытываться на герметичность в соответствии с технологическими требованиями.

         Люки в аппаратах должны быть установлены в местах, открытых для наблюдения.

Охрана окружающей среды

         Используется оборотное и повторное водоснабжение, 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.

         Своевременно удаляются с территории цеха отходы, мусор и проводится их обеззараживание.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломной работе разработана экстракционная линия, перерабатывающая 45 т в сутки зародышей пшеницы, выполнена технологическая схема.

В дипломной работе приведена характеристика основных и вспомогательных материалов, определены ожидаемые выходы продукции и отходы производства, составлена технологическая схема производства  масла из зародышей пшеницы, произведен расчет и подбор необходимого технологического оборудования. Составлена схема технохимического контроля производства с указанием необходимых зон контроля для повышения качества готовой продукции. Проведен анализ экстракционной линии по переработке зародышей пшеницы с точки зрения техники безопасности и охраны труда.

Полученные данные свидетельствуют о том, что разработанная экстракционная линия является безопасной с точки зрения воздействия на окружающую среду, технически целесообразна и рекомендуется к внедрению на производстве

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.     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.

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

3.     Александровский С.А. Материально-сырьевые расчеты пищевых производств, Учебное пособие. – Казань, издательство КНИТУ, 2012

4.     ГОСТ 11049-64 Шрот кукурузный. Технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3, 4) М.: ИПК Издательство стандартов, 2002

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

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

7.     Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров, [ред.кол.: В.В. Сергеев и др.]–Л.: ВНИИЖ, т.1., кн. 2

8.     Копейковский В.М. Технология производства растительных масел. - М.: «Легкая и пищевая промышленность»

9.     Позняковский В. М., Экспертиза масел, жиров и продуктов их переработки. Качество и безопасность,- Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2007

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

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

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

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

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

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

16. http://xn--80aidwcbqw.xn--p1ai/.html

17. http://www.inflora.ru/directory/essential-oils/wheat-germ-oil.html

18. http://standartgost.ru

19.  http://tekhnosfera.com/razrabotka-tehnologii-kompleksnoy-pererabotki-zarodyshey-pshenitsy#ixzz5GLlCdwKi

20. http://food-tips.ru/00010773-zarodyshi-pshenicy-polza-i-vred-sovety-po-primeneniyu/

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 экстракционной линии, перерабатывающей 45 т в сутки

                 зародышей пшеницы                                                                        

по образовательной программе среднего профессионального образования

19.02.09 Технология жиров и жирозаменителей

__________________________________________________________________

Пояснительная записка

ДР.19.02.09.4А-09.ОФ.ПЗ

Дипломная работа  состоит из пояснительной записки на   48   страницах, графической части на 1 листе

и приложений на_____листах

Дипломник                     Игнатьева Е.В.                             

                          фамилия, инициалы, подпись, дата

Руководитель проекта                                 

                            фамилия, инициалы, подпись, дата  

Нормоконтролер                                              

                                                                                            фамилия, инициалы, подпись, дата

2018

Скачано с www.znanio.ru