ВВЕДЕНИЕ

Производство растительных масел одна из ведущих отраслей пищевой промышленности в России. Основным её сырьём являются семена масличных культур, основной продукцией - пищевые и технические масла.

Пищевые растительные масла составляют наряду с другими продуктами основу рационального питания человека. Технические масла служат для приготовления мыла и моющих средств - бытовых и технических. Отдельные виды растительных масел используют для приготовления смазочных средств специального назначения, в качестве растворителей для лекарственных препаратов, в производстве косметических товаров.

Главной задачей масложировой промышленности на предстоящие годы является увеличение выпуска и повышение качества растительных масел и разнообразных продуктов, получаемых путем дальнейшей переработки растительных масел и животных жиров. К ним относятся пищевые салатные масла в жидком виде, маргарин, кондитерские, хлебопекарные и кулинарные жиры, майонез и технический саломас, хозяйственное и туалетное мыло, мыльные и стиральные порошки, олифа, жирные кислоты, глицерин, стеарин, олеин и п. р. [1, с. 3]

Особенно большую роль играет масложировая промышленность в обеспечении потребностей населения в пищевых жирах. Специалисты в области питания в нашей стране и за рубежом придают большое значение увеличению доли растительных масел, используемых в пищу, так как в их составе содержится важные незаменимые или полиненасыщенные жирные кислоты, благоприятно влияющие на организм человека.

В последнее время увеличился ввоз в страну импортных растительных масел, таких как масло какао, кокосовое, пальмовое и пальмоядровое.

Их используют для приготовления различных кулинарных и кондитерских жиров, а также для мыловаренной продукции.

Все растительные масла содержат разнообразные сопутствующие

 

примеси, в том числе и нежелательные. [1, с. 3]

Растительные масла, используемые для промышленной переработки на пищевые продукты и на техническую продукцию, как правило, подвергают предварительной очистке, в результате которой из них удаляются те или иные примеси, мешающие ведению технологического процесса или ухудшающие качество получаемой продукции. Процесс очистки жиров от примесей называется рафинацией. Наиболее полной рафинации (комплексной) подвергают жиры, используемые для производства маргариновой продукции и майонеза, различных консервов, кондитерских изделий и другой пищевой продукции.

Кокосовое масло, выработанное методом холодного прессования содержит большое количество примесей, которые ухудшают качество масла. Масло, используемое для пищевых целей подвергается комплексной переработке.

Техника и технология комплексной рафинации жиров непрерывно совершенствуется. В настоящее время оригинальные технологические схемы обеспечивают высокий эффект очистки масел при значительном сокращении отходов и потерь. [1, с. 3]

 

 

 

 

1    Технологическая часть

1.1 Характеристика сырья и выпускаемой продукции

Комплексная рафинация объединяет ряд важнейших технологических процессов обработки жиров (масел) с целью удаления из них примесей и тех сопутствующих веществ, которые снижают качество и технологические свойства масла. Рафинация позволяет повысить качественные показатели масла, в результате чего становится возможным перевести некоторые из них из разряда технических и даже токсичных в разряд пищевых.[1, с. 10]

В промышленности используют следующие способы технологической обработки масел с целью снижения содержания в них свободных жирных кислот и удаления сопутствующих веществ.

Комплексная рафинация включает в себя следующие операции:

- Нейтрализации свободных жирных кислот щелочью

- Отбеливание – удаление из масла пигментных веществ

- Дезодорация – удаление из масла вкуса и запаха

В проектируемом цехе комплексной рафинации сырьём является нерафинированное кокосовое масло, отходами производства является соапсток кокосового масла.

Кокосовое масло получают из копры, измельченной мякоти кокосовых орехов. При добыче этого ценного продукта применяется как, горячее так и холодное прессование высушенной мякоти кокосового ореха. Химический состав кокосового масла представлен в таблице 1.1

Таблица 1.1 Химический состав натурального кокосового масла

Наименование	Процентное содержание
Лауриновая кислота	55
Олеиновая кислота	11
Каприловая кислота	10
Каприновая кислота	9,7
Миристиновая кислота	8
Пальмитиновая кислота	5
Стеариновая кислота	1,3
[6, с. 12]

По органолептическим показателям кокосовое масло должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.2

Таблица 1.2 Органолептические показатели кокосового масла

Наименование показателя	Характеристика масла
	нерафинированного
1.Цвет:
-при 15 °С	Белый с желтоватым оттенком
-при 40 °С	Допускается слабый соломенно-желтый оттенок
2. Прозрачность при 40 °С	Прозрачное
3. Консистенция при 15-20 °С	Мягкая
4. Вкус и запах	Свойственный данному виду масла

[6, с. 12]

Таблица 1.3 Физико-химические показатели кокосового масла

Наименование показателя	Норма для масла
	нерафинированного
Температура полного расплавления, °С	20-29
Плотность при 40 °С, г/см	0,901-0,905
Показатель преломления при 40 °С	1,448-1,450
Кислотное число, мг KOH/г, не более	15
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более	0,2
Массовая доля нежировых примесей, %, не более	0,1
Йодное число, г J/100 г, не более	12
Число омыления, мг KOH/г	254-267
Содержание мыла	Не определяют
Температура вспышки для экстракционного масла, °С, не менее:
- для масла с кислотным числом менее 8 мг KOH/г	215
- для масла с кислотным числом от 8 мг KOH/г до 15 мг KOH/г	200

[6, с. 12]

В цехе комплексной рафинации используются следующие вспомогательные материалы: гидроксид натрия 40 %, хлористый натрий, лимонная кислота, отбельные глины и вода.

Характеристика воды

Вода используется для приготовления растворов гидроксида натрия, хлористого натрия и лимонной кислоты и для промывки масла.

Чистая вода - жидкость без цвета, вкуса и запаха. Вода используется

для приготовления растворов и для промывки масла после щелочной нейтрализации. Вода активное вещество, в ней хорошо растворяются соли, щелочи, кислоты, спирты и многие другие соединения. Технологическим показателем воды является ее жидкость, которая зависит от качества растворенных в ней солей калия и магния.

Вода жесткостью менее 4 мг - экв/л условно считается мягкой. [7, с. 4]

Соли кальция и магния содержатся в жесткой воде, с жирными кислотами могут образовывать мыла, которые трудно удаляются и затрудняют процесс гидратации. Из-за своей липкости эти соли оседают на греющие поверхности аппаратуры, ухудшают условия их работы и затрудняют отчистку.

Для предупреждения этого необходимо применять мягкую воду, лучше всего конденсат или умягченную с жесткостью не выше 1мг - экв/л.

Умягченную воду получают при специальной химической обработке, в результате которой из нее удаляется большая часть солей жесткости.

Конденсат или умягчённую воду необходимо применять как при готовке растворов щелочи и лимонной кислоты, так и при промывке жиров после щелочной рафинации.

Требования к водяному пару

Водяной пар, его свойства, параметры и качество существенно влияют на условия дезодорации жиров. В технологическом процессе он выполняет несколько функций. Во-первых, пар используют в качестве  теплоносителя для нагревания жиров. Если дезодорация ведется при температуре 210-230 градусов, требуется греющий пар с температурой не ниже 230-250 градусов [15, с.172].

Такую температуру имеет насыщенный водяной пар давлением на входе в аппарат 3-3,5 МПа (30-35 кгс/см²) [4, с.172]. Водяной пар используют в качестве рабочего агента в пароэжекторных вакуум-насосах, обеспечивающих весьма низкое остаточное давление в дезодорационной

 

системе.

Особенно важную функцию выполняет острый водяной пар, впрыскиваемый в массу жира. Во - первых, благодаря высокой упругости, этот пар выполняет основную работу по преодолению давления окружающей среды и благодаря этому облегчает испарение ароматических веществ; во- вторых он интенсивно перемешивается жир; на поверхности пузырьков водяного пара, пронизывающих жир, испаряются ароматические вещества. К острому водяному пару, впрыскиваемому в дезодоратор, предъявляются специфические требования, главные из которых заключаются в том, что этот пар не должен содержать никаких металлов, их солей и воздуха.

Воду, подаваемую в паровые котлы, предварительно подвергают химической очистке, при которой вода достаточно полно освобождается от солей жесткости. [15, с.172].

Затем воду подвергают деаэрации, в результате чего из нее удаляются воздух и другие, растворенные в ней газы.

При движении пара от котельной к производственным цехам может подсосаться воздух в результате неплотностей в соединениях и арматуре. Поэтому необходимо тщательно следить за исправностью паропроводов.

Упругость паров при перегреве повышается. Для дезодорации применяют водяной пар, перегретый до 300-350 градусов [15, с.173]. Перегрев чаще всего осуществляют при помощи локальных пароперегревателей, устанавливаемых непосредственно у дезодорационных аппаратов. [7, с. 3]

Органолептические и физико-химические показатели воды (питьевой) представлены в таблице 1.4

Таблица 1.4 Органолептические и физико-химические показатели воды

Наименование показателей	Величина
Запах при 20 градусах, при нагревании до 60 градусов, баллы не более	2
Вкус и привкус при 20 градусах баллы не более	2
Продолжение таблицы 1.4
1	2
Цветность, градусы не более	20
Мутность по стандартной шкале, мг/дм3, не более	1,5
Число микроорганизмов 1 см3 воды, не более	100
Водородный показатель, рН	6,0-9,0
Жесткость, мг - экв/л, не более	7,0
Содержание окислов железа, мг/кг	100
Мышьяк, мг/дм3, не более	0,05
Сухой остаток, мг/дм3, не более	1000
Хлориды, мг/дм3, не более	350
Содержание и нефтепродуктов мг/л не более	0,3
[7, с. 4]

Характеристика лимонной кислоты

Лимонная кислота используется для повышения устойчивости дезодорированного жира при хранении.

Лимонная кислота должна вырабатываться в соответствии с требованиями настоящего стандарта ГОСТ 908-2004. Органолептические показатели лимонной кислоты представлены в таблице 1.5

Таблица 1.5 Органолептические показатели лимонной кислоты

Наименование	Характеристика
Внешний вид и цвет	Бесцветные кристаллы или белый порошок
Вкус	Кислый, без постороннего привкуса
Запах	Отсутствие запаха
Структура	Сыпучая и сухая, на ощупь не липкая
Механические примеси	Не допускаются

[10, с. 4]

Физико-химические показатели лимонной кислоты представлены в таблице 1.6

 

 

 

Таблица 1.6 Физико-химические показатели лимонной кислоты

Наименование показателей	Норма
Идентификация лимонной кислоты	Выдерживает испытания
Массовая доля лимонной кислоты моногидрата,  процентов не более	100,5
не менее	99,5
Массовая доля сульфатной золы, не более	0,05
Массовая доля воды, процентов не менее                                                         не более	7,5 8,8
Массовая доля сульфатов, не более	0,015
Массовая доля оксалатов, процентов не более	0,01
Испытание на фосфор цианиды	Выдерживает испытание
Испытание на легко-улавливаемые вещества	Выдерживает испытание
Испытание на железо	Выдерживает испытание

[10, с. 4]

Гидроксид натрия технический очищенный ГОСТ 2263-79

Гидроксид натрия используется для нейтрализации свободных жирных кислот.

Очищенный гидроксид натрия, получаемый электролизом раствора хлористого натрия с применением ртутного катода, применяют в производстве химических нитей и волокон, чистых металлов, в целлюлозно-бумажной и в других отраслях промышленности.

В зависимости от области применения очищенный едкий натр выпускают двух марок:

- марки А - для производства химических волокон, ионообменных смол, реактивов, медицинской промышленности;

- марки Б - для производства непищевой целлюлозной пленки, чистых металлов, в целлюлозно-бумажной промышленности, для производства минеральных удобрений.

По физико-химическим показателям очищенный едкий натр должен соответствовать нормам, указанным в таблице 1.7

 

 

Таблица 1.7 Физико-химические показатели очищенного едкого натра

Наименование показателя	Норма для марки
	А	Б
1. Внешний вид	Бесцветная прозрачная жидкость
2. Массовая доля едкого натра (NaOH), %, не менее	46	45
3. Массовая доля углекислого натрия (Na2CO3), %, не более	0,15	0,20
4. Массовая доля хлористого натрия (NaCl), %, не более	0,007	0,01
5. Массовая доля сульфатов (SO4), %, не более	0,002	0,005
6. Массовая доля кремниевой кислоты (SiO2), %, не более	0,002	0,008
6. Массовая доля кремниевой кислоты (SiO2), %, не более	0,0007	0,001
7. Массовая доля железа (Fe2O3), %, не более	0,00007	0,00009
8. Массовая доля ртути (Hg), %, не более	0,002	0,003
9. Массовая доля алюминия (Al2O3), %, не более	0,0014	0,0014
10. Массовая доля кальция (Ca), %, не более	0,0001	0,0001
11. Массовая доля бария (Ba), %, не более	0,0001	0,0001
12. Массовая доля магния (Mg), %, не болзе	0,00001	0,00001
13. Массовая доля марганца (Mn), %, не более	0,00001	0,00001
14. Массовая доля меди (Cu), %, не более	0,00001	0,00004
15. Массовая доля никеля (Ni), %, не более	0,00002	0,00002
16. Массовая доля свинца (Pb), %, не более	0,0001	0,005
17. Массовая доля хлорноватокислого натрия (NaClO3), %, не более	93	90
18. Коэффициент светопропускания, %, не менее	46	45

[8, с. 4]

Хлористый натрий используется для ускорения отделения соапстока из нейтрализованного масла. Хлористый натрий должен быть изготовлен в соответствии с требованиями настоящего стандарта ГОСТ 4233-77. По химическим показателям хлористый натрий должен соответствовать нормам, указанным в таблице 1.8

 

Таблица 1.8 Физико-химические показатели хлористого натрия

Наименование показателя	Норма для марки
	Химически чистый (х.ч.) ОКП 26 2112 1223 02	Чистый для анализа (ч.д.а.) ОКП 26 2112 1222 03	Чистый (ч.) ОКП 26 2112 1221 04
1. Массовая доля хлористого натрия (NaCl) в прокаленном препарате, %, не менее	99,9	99,9	99,8
2. Массовая доля нерастворимых в воде веществ, %, не более	0,003	0,005	0,010
3. Массовая доля потерь при прокаливании, %, не более	0,5	0,5	1,0
4. Массовая доля общего азота, %, не более	0,0005	0,0010	0,0010
5. Массовая доля йодидов (I), %, не более	0,001	0,001	Не нормируется
6. Массовая доля бромидов (Br), %, не более	0,005	Не нормируется	Не нормируется
7. Массовая доля сульфатов (SO4), %, не более	0,001	0,002	0,010
8. Массовая доля фосфатов (PO4), %, не более	0,0005	Не нормируется	Не нормируется
9. Массовая доля бария (Ba), %, не более	0,001	0,003	0,010
10. Массовая доля железа (Fe), %, не более	0,0001	0,0002	0,0010
11. Массовая доля магния (Mg), %, не более	0,0005	0,0010	0,0050
12. Массовая доля мышьяка (As), %, не более	0,00002	0,00005	0,00010
13. Массовая доля тяжелых металлов (Pb), %, не более	0,0002	0,0005	0,0010
14. Массовая доля калия (K), %, не более	0,005	0,010	0,020
15. Массовая доля кальция (Ca), %, не более	0,002	0,002	0,010
16. рН раствора препарата с массовой долей 5 %	5-8	5-8	Не нормируется

[8, с. 4]

Характеристика готовой продукции

Кокосовое масло используется при производстве маргарина, кулинарных, кондитерских, хлебопекарных жиров.

Рафинированное кокосовое масло обладает широким спектром полезных свойств. Оно легко усваивается, не содержит холестерина, доставляет организму множество питательных веществ. В его составе

присутствует огромное количество ценных полиненасыщенных жирных кислот, среди которых можно выделить олеиновую, лауриновую, пальмитиновую, каприновую, каприловую, арахидоновую и другие. Кроме того, оно богато витаминами (С, А, Е), природными антиоксидантами, а также включает в свой состав естественный увлажнитель – гиалуроновую кислоту. Благодаря его составу и нежному приятному аромату его активно применяют в косметологии в качестве добавок в косметические средства (губная помада, шампуни и другие средства для ухода за волосами, натуральные кремы, средства для снятия макияжа с глаз и т.д.) и в виде самостоятельного средства. [1, с. 12]

Кокосовое масло принимают в качестве профилактического или лечебного средства при некоторых недугах и заболеваниях. Также кокосовое масло служит производителям продуктов питания в качестве пищевой добавки.

Характеристика соапстока кокосового масла

Полученные при щелочной нейтрализации соапстоки имеют сложный и непостоянный состав. Они содержат влагу, мыло, образовавшееся в результате омыления свободных жирных кислот и нейтрального жира, увлеченный нейтральный жир (масло), избыточную щелочь. Кокосовый соапсток широко используется в мыловарении.

В соответствии с действующей нормативной документацией, соапсток по физико-химическим показателям подразделяется на соапсток из светлых масел и соапсток из саломаса и животных жиров. Массовая доля общего жира в соапстоке по норме составляет не менее 25 процентов, жирных кислот не менее 15 процентов. [12, с. 11]

Жирные кислоты соапстока используются в мыловаренном производстве. А также в производстве олеиновой и стеариновой кислот, олиф и др.

Органолептические показатели соапстока представлены в таблице 1.9

 

Таблица 1.9 Органолептические показатели соапстока

Наименования показателей	Характеристика
	Соапсток из светлых масел	Соапсток из хлопкового масла	Соапсток из саломаса и животных жиров
Цвет	От желтого до светло-коричневого	От коричневого до темно-коричневого	От желтого до темно-желтого
Консистенция	Жидкая или мазеобразная
Запах	Специфический, свойственный соапстоку, полученному из различных масел и жиров; допускается слабый запах продуктов разложения органических веществ; не допускается запах нефтепродуктов
Посторонние твердые примеси	Отсутствие

[12, с. 11]

1.2  Определение ожидаемых выходов продукции и отходов 

производства

Проектируемый цех комплексной рафинации производит 25 тонн в сутки рафинированного кокосового масла. Материальные расчеты цеха комплексной рафинации сводятся к определению величины отходов и потерь, расхода сырого и выхода рафинированного масла и расхода применяемых реактивов (гидроксида натрия, хлорида натрия и лимонной кислоты).

Расчеты ведутся на 1 тонну сырого масла с последующим пересчетом на 1 тонну рафинированного. [15, с. 121]

На рафинацию будет поступать нерафинированное кокосовое масло со следующими качественными показателями: кислотное число масла составляет, 4 мг КОН.

Отходы и потери жиров при щелочной нейтрализации

Отходы жира в соапсток. Расход гидроксида натрия на щелочную рафинацию кокосового масла с начальным кислотным числом К.Ч_н =4 мг КОН при коэффициенте избытка  = 1,1 - составляет, кг/т: [15, с. 121]

Щ_н = К.Ч_н  0,713                                                                      (1)

где    К.Ч – начальное кислотное число, мг КОН, К.Ч= 4; [15, с. 121]

0,713 – отношение мольных масс натрия и калия; [15, с. 121]

– коэффициент избытка,  = 1,1; [15, с. 121]

Щ_н = 4 0,713  1,1 = 3,14

Масса жирных кислот, связываемых гидроксидом натрия, кг/т:

G_ж.с = ,                                                                                   (2)

где    М_ж.к – средняя молекулярная масса жирных кислот кокосового

           масла, кг, М_ж.к = 200; [15, с. 121]

М_щ – молекулярная масса гидроксида натрия, М_щ = 40

          [15, с. 121]

Щ_н - расход гидроксида натрия на щелочную рафинацию, кг, Щ_н = 3,14

        (см. расчет формулы 1)

G_ж.с  = 15,7

При периодическом методе рафинации содержание нейтрального жира в соапстоке составляет в среднем 40 %. [15, с. 121]

Масса жиров переходящих в соапсток, кг/т:

G’_ж.с = ,                                                                             (3)

где    G_ж.с – масса жирных кислот, связываемых гидроксидом натрия, кг,

          G_ж.с = 15,7 (см. расчет формулы 2)

G’_ж.с =  = 26,2

В том числе содержание нейтрального жира, кг/т: [15, с. 121]

Ж’_н = G’_ж.с  G_ж.с                                                                                     (4)

где    G’_ж.с – масса жиров переходящих в соапсток, кг, G’_ж.с = 26,2

            (см. расчет формулы 3)

Ж’_н = 26,2 – 15,7 = 10,5

После отстаивания в рафинированном щелочью масле остается в среднем g_м = 0,15 % = 1,5 кг/т жирных кислот (в виде натриевой соли).

 

Следовательно, отходы жира в соапсток составляют, кг/т: [15, с. 121]

G”_ж.с = G’_ж.с  g_м,                                                                                     (5)

где    g_м – содержание жирных кислот (в виде натриевой соли), кг, g_м = 1,5

        [15, с. 121]

G”_ж.с = 26,2 – 1,5 = 24,7

Масса соапстока, отводимого из нейтрализатора, при содержании в нем жиров ( в виде мыла и нейтрального жира) Ж_об = 30 % [15, с. 121], кг/т:

G_о = ,                                                                               (6)

где    G”_ж.с – отходы жира в соапсток, кг, G”_ж.с = 24,7 (см. расчет формулы 5)

Ж_об – содержание жиров в соапстоке в виде мыла и нейтрального жира,

          %, Ж_об = 30 [15, с. 121]

G_о =  = 82,3

Отходы жиров при промывке. При промывке из масла выводится примерно 95 % оставшегося в нем мыла; соответственно в промывную воду переходит мыла, кг/т: [15, с. 121]

G’_м = ,                                                                                    (7)

G’_м =  = 1,43

Вместе с мылом в промывную воду при нормальном режиме переходит в среднем двойное количество нейтрального жира.

Масса жира в промывной воде, кг/т: [15, с. 121]

U = G’_м 3                                                                                             (8)

где    G’_м - отходы жиров при промывке, кг, G’_м = 1,43

         (см. расчет формулы 7)

U = 1,43  3 = 4,3

в том числе масса нейтрального жира

Ж_н = G’_м  2                                                                                   (9)

Ж_н = 1,43  2 = 2,86

Примерно 50 % нейтрального жира, уносимого промывными водами, улавливаются в цеховой жироловушке и возвращается в процесс. В дворовую жироловушку сбрасываются промывные воды, содержащие жиры массой, кг/т: [15, с. 122]

U’ = U - Ж_н  0,5                                                                           (10)

где    Ж_н - масса нейтрального жира в промывной воде, кг, Ж_н = 2,86

       (см. расчет формулы 9)

U’ = 4,3 – 2,86  0,5 = 2,87

В дворовой жироловушке улавливается до 60 % от общего содержания жиров в промывной воде. Всего в ловушке выделяется, кг/т:

U” = U’  0,6                                                                                 (11)

где    U’ – промывные воды в сбрасываемые в жироловушке, кг, U’ = 2,87

        (см. расчет формулы 10)

U” = 2,87  0,6 = 1,72

Этот жир представляет собой отходы производства, используемые на технические цели. [15, с. 122]

Прочие отходы при щелочной нейтрализации периодическим методом принимаются  = 0,2 кг/т.

Сумма отходов при щелочной нейтрализации, кг/т:

 = G_ж + U” +                                                                           (12)

где     – отходы при щелочной нейтрализации, кг,  = 0,2, [15, с. 122]

U” - содержания жиров в промывной воде, кг, U” = 1,72

        (см. расчет формулы 11)

 = 24,7+1,72+0,2 = 26,62

Потери жиров на стадии щелочной нейтрализации складывают из потерь с отходящими промывными водами при высушивании и прочих потерь. [15, с. 122]

Потери с промывными водами представляют собой разность между массой жиров, уносимых водой из цеховой жироловушки U’ = 2,87 кг/т

[15, с. 122] и массой жиров, улавливаемых в дворовой жироловушке, U”=1,27, кг/т: [15, с. 122]

₁ = U’ - U”                                                                                    (13)

₁ = 2,87 – 1,72 = 1,15

Потери при высушивании определяют как разность между содержанием влаги летучих веществ в масле, поступающем на рафинацию, ₁= 0,15 % = 1,5 кг/т и в масле, выходящем из вакуум - сушильного аппарата, ₂ 0,2 % = 0,2 кг/т: [15, с. 122]

₂ = ₁ – ₂                                                                                             (14)

₂ = 1,5 – 0,2 = 1,3

Прочие неучтенные потери на стадии щелочной рафинации, по практическим данным, ₃ = 0,02 %, ₃ = 0,2 кг/т, [15, с. 122]

Сумма потерь на участке щелочной нейтрализации составляет, кг/т:

[15, с. 122]

 = ₁+₂+₃                                                                                     (15)

где    ₁ - потери жиров с промывными водами, кг/т, ₁ = 1,15

       (см. расчет формулы 13)

₂ - потери жиров при высушивании, кг/т, ₂ = 1,3

       (см. расчет формулы 14)

₃ - прочие неучтенные потери на стадии щелочной рафинации, кг/т,

        ₃ = 0,2 [15, с. 122]

 1,15+1,3+0,2 = 2,65

Всего отходов и потерь на стадии щелочной нейтрализации, включая промывку и высушивание, кг/т: [15, с. 122]

 + = 26,62+2,65 = 29,27                                                      (16)

где     - сумма отходов при щелочной нейтрализации, кг/т,

          = 26,62 (см. расчет формулы 12)

 - сумма потерь на участке щелочной нейтрализации, кг/т,

         = 2,65 (см. расчет формулы 15)

 

Выход рафинированного масла, кг/т

А_р = 1000 – ( +)                                                                   (17)

А_р = 1000 – 29,27 = 970,73

Расход кокосового масла с начальным кислотным числом К.Ч._н = 4 мг КОН на 1 т рафинированного масла при периодической схеме рафинации, кг:

В = ,                                                                                   (18)

где    А_р - расход кокосового масла, кг/т, А_р = 970,73 (см. расчет формулы 17)

В =  = 1030,15

Отходы и потери жиров при отбеливании.

Отходы на этой стадии рафинации образуются за счет поглощения жира отработанной отбеливающей глиной. Потери в основном образуются в процессе фильтрования жира, в том числе за счет поглощения фильтровальными салфетками.

Для расчетов принимается: расход отбеливающей глины при рафинации кокосового масла Г = 0,5 % = 5 кг/т; маслоемкость отработанной отбеливающей глины, снимаемой с фильтр – пресса, в среднем g₁ = 30 %; удельный расход фильтровальной ткани по действующим нормам Ф = 0,2 кг/т, содержание жира в снимаемых салфетках g = 45 %. [15, с. 123]

Отходы жира в отработанной отбеливающей глине. Масса отработанной отбеливающей глины, снимаемой с фильтр – пресса, кг/т:

Г_от =                                                                              (19)

где    Г - расход отбеливающей глины при рафинации кокосового масла, кг/т

     Г = 5 [15, с. 123]

g₁ - маслоемкость отработанной отбеливающей глины, снимаемой с

      фильтр – пресса, %, g₁ = 30 [15, с. 123]

Г_от =  = 7,14

 

 

Масса жира в отработанной отбеливающей глине, кг/т:

G = Г_от – Г                                                                                       (20)

где    Г_от - масса отработанной отбеливающей глины, снимаемой с фильтр –

       пресса, кг/т, Г_от = 7,14 (см. расчет формулы 19)

G = 7,14 – 5 = 2,14

Потери жира в салфетках. Снимаемые с фильтр – пресса салфетки содержат жир в количестве, кг/т: [15, с. 123]

G” = [] – Ф                                                                  (21)

где    Ф - удельный расход фильтровальной ткани, кг/т, Ф = 0,2 [15, с. 123]

g - содержание жира в снимаемых салфетках, %, g = 45 [15, с. 123]

G” = [] – 0,2 = 0,16

Принимается, что фильтровальная ткань до полного износа используется трижды, в том числе дважды подвергается стирки, потери жира с фильтровальной тканью составляют, кг/т: [15, с. 123]

G”’ = G” 3                                                                                    (22)

G”’ = 0,16  3 = 0,48

Прочие неучтенные потери при отбеливании и фильтровании принимаются 0,02 кг/т. [15, с. 123] Суммарные потери на стадии отбеливания ₄ = 0,5 кг/т. [15, с. 123]

Всего отходов и потерь на стадии отбеливания и фильтрования кокосового масла, кг/т: [15, с. 123]

_п = G + ₄                                                                                 (23)

где    G - масса жира в отработанной отбеливающей глине, кг/т, G = 2,14

      (см. расчет формулы 20)

₄ - суммарные потери на стадии отбеливания, кг/т, ₄ = 0,5

        [15, с. 123]

_п = 2,14 +0,5 = 2,64

Выход отбеленного фильтровального масла из предварительно

 

нейтрализованного щелочью масла, кг/т: [15, с. 123]

А_р = 1000 - _п                                                                              (24)

где    _п - всего отходов и потерь на стадии отбеливания и фильтрования,

          кг/т, _п = 2,64 (см. расчет формулы 23)

А_р = 1000 – 2,64 = 997,36

Расход нейтрализованного щелочью кокосового масла на 1 т отбеленного и фильтрованного масла, кг/т: [15, с. 123]

В =                                                                               (25)

где    А_р - выход отбеленного фильтровального масла, кг/т, А_р = 997,36

       (см. расчет формулы 24)

В =  = 1002,65

Отходы и потери при дезодорации жиров.

Отходы на данной стадии образуются за счет компонентов, улавливаемых в поверхностных конденсаторах пароэжекторного вакуум –  насоса. В процессе дезодорации кокосового масла с большим содержанием триацилглициридов низкомолекулярных жирных кислот масса этих компонентов сравнительно выше, чем при дезодорации других видов жиров. Принимается для расчетов О₁ = 5 кг/т. Из них улавливается в виде технического жира в среднем 80 %, или, кг/т: [15, с. 124]

О₂ = О₁  0,8                                                                                  (26)

где    О₁ – масса улавливаемых компонентов при дезодорации, кг/т, О₁ = 5

        [15, с. 124]

О₂ = 5 0,8 = 4

Безвозвратные потери, сбрасываемые в очистную систему сточных вод, после отделения жира в комбинированной с барометрической коробкой жироловушке, кг/т: [15, с. 124]

 = О₁  0,2                                                                                  (27)

 = 5  0,2 = 1

 

Выход дезодорированного кокосового масла от массы масла,

направляемого на дезодорацию, кг/т: [15, с. 124]

А_р = 1000 – О₁                                                                                 (28)

А_р = 1000 – 5 = 955

Расход отбеленного масла на 1 т дезодорированного, кг/т:

В =                                                                                    (29)

где    А_р – выход дезодорированного кокосового масла, кг/т, А_р 955

        (см. расчет формулы 28)

В =  = 1005,0

В таблице 1.10 приведен продуктовый баланс рафинации 25 т кокосового масла для пищевых целей в аппаратуре периодического действия и суточный грузооборот.

Таблица 1.10 Продуктовый баланс комплексной рафинации кокосового масла и суточный оборот

Статья расхода	Выход из одной тонны рафинируемого масла, кг	Расход на 1 т рафинированного и дезодорированного масла, кг	Суточный грузооборот, т
Масло кокосовое с начальным кислотным числом 4 мг КОН	1000,0	1038,1	25,953
Масло нейтрализованное щелочью, промытое и высушенное	970,73	1030,15	25,754
Масло отбеленное	968,09	1032,9	25,823
Масло дезодорированное	963,09	1038,1	25,953
Отходы
Всего	32,76	33,85	0,846
Из них на стадии щелочной нейтрализации	26,62	27,64	0,691
на стадии отбеливания	2,14	2,21	0,055
на стадии дезодорации	4,0	4,0	0,100
Безвозвратные потери	4,15	4,25	0,106

[15, с. 124]

 

 

 

Расход вспомогательных материалов.

Расход гидроксида натрия. Удельный расход товарного гидроксида натрия с содержанием 96 % NaOH при рафинации кокосового масла с начальным кислотным числом 4 мг КОН составит, кг/т: [15, с. 124]

Щ_т =                                                                             (30)

где    Щ_н – расход гидроксида натрия на щелочную рафинацию, кг/т,

         Щ_н = 3,14 (см. расчет формулы 1)

Щ_т =  = 3,27

Расход раствора гидроксида натрия концентрацией по массе  = 0,609 кг/л (42 %), плотностью  = 1,449 кг/л будет, кг/т: [15, с. 125]

g =                                                                                          (31)

где     – плотность гидроксида натрия, кг/л,  = 1,449, [15, с. 125]

 – масса гидроксида натрия, кг/л,  = 0,609 [15, с. 125]

g =  = 7,47

Расход рабочего раствора гидроксида натрия концентрацией ₁= 0,065 кг/л, плотностью при 20  ₁= 1,07 кг/л будет, кг/т: ₁= 0,065

g₁ =                                                                              (32)

где    ₁ – концентрация рабочего раствора гидроксида натрия, кг/л, ₁= 0,065

       [15, с. 125]

₁ – плотность рабочего раствора гидроксида натрия при 20 , кг/л,

        ₁= 1,07 [15, с. 125]

g₁ =  = 51,7

Расход хлорида натрия

Принимается, что проводится одна промывка рафинированного щелочью масла раствором хлорида натрия концентрацией 10 %, массой

W = 100 кг. [15, с. 125]

 

Расход хлорида натрия, кг/т:

g_NaCl = W  0,1                                                                               (33)

где    W – масса хлорида натрия, кг, W = 100 [15, с. 125]

g_NaCl = 100  0,1 = 10

Расход лимонной кислоты.

Расход кристаллической лимонной кислоты принимается, как в схеме непрерывной рафинации, 0,021 кг/т. [15, с. 125]

Удельные нормы расхода материальных ресурсов на производство 1 единицы готовой продукции представлены в таблице 1.11

Таблица 1.11 Удельные нормы расхода материальных ресурсов на производство 1 единицы готовой продукции

Наименование материальных ресурсов	Единица измерения	Удельная норма
1 Сырьё и основные материалы: 1.1 Масло кокосовое нерафинированное 1.2 Отходы жировые 1.3 Соапсток	кг кг кг	1038 33,85 82,3
2 Вспомогательные материалы 2.1 Каустическая сода 2.2 Хлорид натрия 2.3 Лимонная кислота 2.4 Отбельная глина	кг кг кг кг	3,27 10 0,021 5
3 Энергоносители: 3.1 Электроэнергия 3.2 Вода 3.3 Пар	кВт м3 кг	1,6 0,37 1082

 

1.3   Обоснование и выбор технологической схемы

В практике работы предприятий масло – жировой промышленности часто приходится подвергать рафинации сравнительно небольшие партии жиров, переработка которых на линиях непрерывного действия является неэффективной в связи с затратой большого времени на зачистку аппаратуры и перезаправку линии при переходе с одного вида сырья на другой. В этих случаях даже на крупных предприятиях предусматривается на ряду с линиями непрерывного действия локальные установки с аппаратурой

 

периодического действия.

В проектируемом цехе устанавливается линия комплексной рафинации производительностью 25 т в сутки.

В комплект линии входит следующее оборудование:

- Нейтрализатор - предназначен для проведения всех операций щелочной нейтрализации жиров, производительностью 30 т в сутки.

[15, с. 125]

- Промывной вакуум – сушильный аппарат предназначен для промывания жиров, смешивания их с водой, отделения промывной воды последующего высушивания промытого жира под вакуумом, производительность аппарата составляет 30 т в сутки. [15, с. 126]

- Агрегат конденсатор- вакуум – насос для создания в сушильном аппарате необходимого разряжения состоящий из поверхностного конденсатора и сухого поршневого вакуум – насоса, производительность аппарата составляет 95 кг в час. [15, с. 127]

- Аппарат для отбеливания – предназначен для нагревания и деаэрации  высушиваемого жира, смешивания его с отбеливающими глинами и выдержки в период фильтрования, производительность аппарата составляет 30 т в сутки. [15, с. 131]

- Фильтр – пресс – предназначен для отделения отработанной отбеливающей глины от масла, производительность фильтр – пресса составляет 180 кг в сутки. [15, с. 131 ]

- Дезодоратор – предназначен для отгонки из рафинируемого жира ароматических веществ, придающих жиру специфические вкус и запах, суточная производительность дезодоратора составляет 26,7 т. [15, с. 133]

- Приемник – холодильник предназначен для приема и окончательного охлаждения дезодорированного жира, производительность аппарата составляет 30 т в сутки. [15, с. 135]

- Пароэжекторный вакуум – насос с поверхностными конденсаторами – предназначен для откачки из дезодоратора парогазовой смеси и создания в аппарате остаточного давления (0,5 – 0,8 кПа). [15, с. 137]

Расход воды в линии комплексной рафинации в четыре раза меньше, чем в других непрерывных линиях рафинации масел и жиров.

Аппаратурная схема комплексной рафинации является наиболее оптимальной, она универсальна и не требует больших затрат времени и дополнительных материальных ресурсов.

 

 

 

1.4   Технологическая схема производства рафинированного

         кокосового масла

Стадия нейтрализации

                        кокосовое масло

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стадия отбеливания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение технологической схемы1.4 производство рафинированного кокосового масла

Стадия дезодорации

                                       отбеленное кокосовое масло

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[14, с. 107]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2     ПОДБОР И РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ

2.1  Расчет основного технологического оборудования

В проектируемом цехе комплексной рафинации производительностью 25 т в сутки основным технологическим оборудованием является:

для щелочной нейтрализации - нейтрализатор – производительностью 30 т в сутки; промывной вакуум – сушильный аппарат – производительностью 30 т в сутки; агрегат конденсатор –вакуум – насос – производительность 95 кг в час.

для отбеливания и фильтрования - аппарат для отбеливания – производительностью 25 т в сутки, фильтр – пресс марки ФIIМ–40–820/45у, производительностью 180 кг в сутки.

для дезодорации - дезодоратор – производительностью 26,7 т в сутки, приемник холодильник производительностью 25 т в сутки, пароэжекторный вакуум – насос с поверхностными конденсаторами.

Нейтрализатор предназначен для проведения всех операций щелочной нейтрализации жиров (нагревания, смешивания, со щелочью и отделения соапстока). Техническая характеристика нейтрализатора представлена в

таблице 2.1

Таблица 2.1 Техническая характеристика нейтрализатора

Наименование	Показатели
Полная вместимость, м3	15,7
Поверхность нагрева рубашки, м2	11,8
Мощность электродвигателя, кВт	2,8
Размеры, м
диаметр	2,3
высота:
корпуса полная	4,64
цилиндра	3,34
конуса	1,30
Масса аппарата, т	4,5

[15, с. 127]

Номинальная загрузка аппарата составляет – G = 10 т масла, продолжительность полного цикла работы нейтрализатора  = 8 часов, суточная производительность одного аппарата составляет, т [15, с. 125]

М =                                                                                              (34)

где    G – номинальная загрузка аппарата, т, G = 10, [15, с. 125]

 - продолжительность полного цикла работы нейтрализатора, ч.,

     =8, [15, с. 125]

М =  = 30 т.

Промывной вакуум – сушильный аппарат – предназначен для нагревания жиров, смешивания их с водой, отделения промывной воды и последующего высушивания промывного жира под вакуумом.

Цикл работы промывного вакуум – сушильного аппарата вместимостью 10 т, составляет 8 часов. [15, с. 126]

Суточная производительность аппарата составит, т в сутки: [15, с. 126]

М₁ =                                                                                             (35)

где    G – вместимость аппарата, т, G = 10, [15, с. 126]

 - продолжительность полного цикла работы вакуум – сушильного

     аппарата, час., =8, [15, с. 126]

М₁ =  = 30

Агрегат конденсатор – вакуум – насос – предназначен для создания в сушильном аппарате необходимого разряжения, состоит из поверхностного конденсатора и сухого поршневого вакуум – насоса.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.2

Таблица 2.2 Данные для расчета Агрегата конденсатора – вакуум –

                     насоса

Наименование	Обозначение	Показатели
Остаточное давление в аппарате, кПа	а	8
Температура масла в процессе сушки,	tм	95
Продолжение таблицы 2.2
1	2	3
Температура вторичного пара на входе в конденсатор,	tв.п	80
Температура насыщенного водяного пара при остаточном давлении 8 кПа,	tнас	41,5
Начальная температура охлаждающей воды,	tв.н	27
Температура отсасываемой паровоздушной смеси; для поверхностных конденсаторов принимается равной начальной температуре охлаждающей воды,	tвоз = tв.н	27
Температура охлажденного конденсата при противоточном движении теплоносителей вдоль поверхности теплообмена (принимается на 5  ниже температуры насыщения пара),	tкон	36,5
Конечная температура охлажденной воды (принимается 2  ниже температуры конденсата),	tв.к	34,5
Содержание влаги в масле, %
начальное	а2	10
конечное	а3	0,05

[15, с. 127]

Масса водяных паров, поступающих в конденсатор, составляет, кг/ч:

[15, с. 128]

Д_н =                                                                                    (36)

где    а₂ – содержание влаги в масле, начальное, %, а₂ = 10 (таблица 2.2)

а₃ – содержание влаги в масле, конечное, %, а₃ 0,05 (таблица 2.2)

Д_н =  = 95

Конденсатор предназначен для улавливания капель жидкости. Удаляемый из конденсатора воздух насыщен водяным паром. Масса пара в паровоздушной смеси находится из уравнения, кг/кг: [15, с. 128]

П =                                                                                  (37)

где    _а - остаточное давление в аппарате, кПа, _а = 8 (таблица 2.2)

_н – парциальное давление паров воды при температуре 27 , Па,

        _н = 2560 [15, с. 128]

П =  = 0,22

Вторичным паром вносится в конденсатор и далее в вакуум – насос

10 % воздуха, что составляет, кг/ч: [15, с. 128]

G_воз = 0,1  D_и                                                                                (38)

где    D_и – масса перегретого пара, кг/ч, D_и = 95 [15, с. 128]

G_воз = 0,1  95 = 9,5

Масса парогазовой смеси, отсасываемой вакуум – насосом из конденсатора, кг/ч: [15, с. 128]

G_см =                                                                                           (39)

где    G_воз – масса воздуха вносимого в конденсатор и в вакуум – насос,

          кг в час, G_воз = 9,5 (см. расчет формулы 38)

П – масса паровоздушной смеси, кг/кг, П = 0,22

       (см. расчет формулы 36)

G_см =  = 12,2

в том числе водяной пар, кг/ч: [15, с. 128]

g_п = G_см - G_воз                                                                                  (40)

где    G_см - масса парогазовой смеси, отсасываемой вакуум – насосом из

         конденсатора, кг/ч, G_см = 12,2 (см. расчет формулы 39)

g_п = 12,2 – 9,5 = 2,7

В конденсаторе конденсируется пар массой, кг в час: [15, с. 128]

D_к = D_и - g_п                                                                                      (41)

где    g_п - водяной пар, кг/час, g_п = 2,7 (см. расчет формулы 40)

D_к = 95 – 2,7 = 92,3

По условиям теплообмена поверхность конденсатора условно делится на три зоны: зону охлаждения перегретого пара, зону конденсации пара и зону охлаждения конденсата. Поверхность охлаждения в каждой зоне находим из следующих равенств: [15, с. 128]

1. В зоне охлаждения D_и = 95 кг в час перегретого пара

Q₁ = D_и ( – ₀)                                                                                    (42)

 

где     – удельная энтальпия перегретого водяного пара давлением 8 кПа и

    температурой 80 , кДж/кг,  = 2648 [15, с. 129]

₀ – удельная энтальпия перегретого водяного пара давлением 8 кПа,

      при температуре насыщения водяного пара 41,5 , кДж/кг,

      ₀ = 2570 [15, с. 129]

Q₁ = 95 (2648 – 2570) = 7410 кДж/ч = 2058 Вт

2. В зоне конденсации D_к = 92,3 кг/ч водяного пара [15, с. 128]

Q₂ = D_к  r                                                                                     (43)

где    r – удельная теплота парообразования при температуре 41,5 , кДж/кг,

     r = 2406 [15, с. 129]

Q₂ = 92,3  2406 = 222074 кДж/ч = 61687 Вт

3. В зоне охлаждения D_и = 92,3 кг в час конденсата [15, с. 128]

Q₃ = D_к  4,19  (t_нас – t_кон)                                                            (44)

где    t_нас - температура насыщенного водяного пара при остаточном давлении

        8 кПа, , t_нас = 41,5 (таблица 2.2)

t_кон - температура охлажденного конденсата, , t_кон – 36,5 (таблица 2.2)

Q₃ = 92,3  4,19  (41,5 – 36,5) = 1935 кДж/ч = 537 Вт

4. Охлаждение 2,7 кг в час несконденсировавшегося пара и 9,5 кг в час воздуха: [15, с. 128]

Q₄ = (2,7  1,97 +9,5  1)  (41,5 – 27) = 215 кДж/ч = 60 Вт                 (45)

Суммарный расход теплоты в конденсаторе

 = 7410 + 222074 +1935 +215 = 231634  232000 кДж/ч                  (46)

Расход охлаждающей воды

W =  4,19                                                                  (47)

где     - суммарный расход теплоты в конденсаторе, кДж/ч,  = 232000

         (см. расчет формулы 46)

t_в.к - конечная температура охлажденной воды, , t_в.к = 34,5

       (таблица 2.2)

t_в.н - начальная температура охлаждающей воды, , t_в.н = 27

       (таблица 2.2)

W =  4,19 = 7380 кг/ч = 7,4 м³/ч

Расчет поверхности теплообмена.

Исходя из расчетов [15, с. 130] суммарная поверхность теплообмена составляет 12,2 м².

 = F₁ + F₂+ F₃                                                                            (48)

где    F₁ - охлаждения перегретого пара, м³, F₁ = 0,6, [15, с. 130]

F₂ – конденсации водяного пара, м², F₂ = 11,4, [15, с. 130]

F₃ – охлаждение конденсата и несконденсировавшегося газа, м³,

        F₃ = 0,2, [15, с. 130]

 = 0,6+11,4+0,2 = 12,2

К установке принимается кожухотрубный конденсатор поверхностью теплообмена F = 13 м². [15, с. 130]

Аппарат вертикальной конструкции с диаметром кожуха - 600 мм, высотой трубчатки – 1300 мм. [15, с. 130]

Вакуум – насос – предназначен для создания остаточного давления

 = 8,0 кПа в вакуум – сушильном аппарате и кожухотрубном конденсаторе.

Согласно вышеприведенным расчетам из конденсатора при температуре - 27  вакуум – насосом откачивается паровоздушная смесь в количестве G_см = 12,2 кг в час, в том числе воздуха G_воз = 9,5 кг в час и водяного пара g_п = 2,7 кг в час.

Масса воздуха, натекающего извне через неплотности, G_нат = 1,5 кг в час. [15, с. 130]

Объемная производительность вакуум – насоса составит, м³/мин:

[15, с. 130]

V_воз =                                                                (49)

где    R_вл.в – газовая постоянная для 1 кг воздуха, кг/кг, R_вл.в = 321. [15, с. 130]

 

G_воз – воздух откачиваемый и з конденсатора, кг/ч, G_воз = 9,5.

          [15, с. 130]

G_см - паровоздушная смесь откачиваемая из конденсатора, кг/ч,

         G_см = 12,2. [15, с. 130]

₀ – остаточное давление в вакуум – сушильном аппарате, ₀ = 8,0 кПа,

       [15, с. 130]

V_воз =  = 132 м³/ч = 2,2 м³/мин.

Оборудование для отбеливания и фильтрования жиров

Аппарат для отбеливания – предназначен для нагревания и деаэрации отбеливаемого жира, смешивания его с отбеливающими глинами и выдержки в период фильтрования.

Техническая характеристика аппарата для отбеливания представлена в таблице 2.3

Таблица 2.3 Техническая характеристика типового аппарата для отбеливания

Наименование	Показатели
Вместимость
полная, м3	8,4
Рабочая, т	5,0
Поверхность нагрева рубашки, м2	8,0
Мощность электродвигателя, кВт	2,8
Размеры, м
диаметр	2
высота
Цилиндрического корпуса	2,35
конуса	0,95
полная без привода	3,3
Масса, кг	3300

[15, с. 131]

При производительности участка М = 25 т в сутки необходимое число

аппаратов составит: [15, с. 131]

 

n =                                                                                              (50)

где    М – производительность участка, т в сутки, М = 25 [15, с. 131]

n =  = 0,73 1 аппарат. [15, с. 131]

Фильтр – пресс – предназначен для отделения отработанной отбеливающей глины от масла.

Техническая характеристика фильтр – пресса марки ФIIМ-40-820/45y представлена в таблице 2.4 [15, с. 132]

Таблица 2.4 Техническая характеристика фильтр – пресса

                     ФIIМ 40-820/45y

Наименование	Показатели
Поверхность фильтрования, м2	40
Число рам, шт	30
Размеры рам в свету, мм	820820
Толщина рам, мм	45
Давление при фильтровании, МПа	До 0,6
Количество электродвигателей, шт	2
Суммарная мощность, кВт	4,1
Габаритные размеры, мм	477516752075
Масса, т	9,6

[15, с. 132]

Требуемая поверхность фильтрования будет, м²: [15, с. 132]

F_ф =                                                                                           (51)

где    _ф – продолжительность цикла фильтрования, ч, _ф = 2, [15, с. 132]

F_ф =  = 38,5

Принимается к установке серийный рамный фильтр – пресс марки ФIIМ 40-820/45y поверхностью фильтрования F_ф = 40 м². Объем рамного пространства V = 0,905 м³. [15, с. 132]

Фильтр – пресс совершит в течение суток, оборотов: [15, с. 132]

n =                                                                                                         (52)

 

n =  = 5

Масса отделяемого осадка отработанной глины, кг в сутки:

Г’_от = Г_от  М                                                                                 (53)

где    Г_от – масса отработанной отбеливающей глины, кг/т, Г_от = 7,14

        [15, с. 132]

Г’_от = 7,14 25 = 178180

Оборудование для дезодорации жиров

Дезодоратор предназначен для отгонки из рафинируемого жира ароматических веществ, придающих жиру специфический вкус и запах. Техническая характеристика дезодоратора представлена в таблице 2.5.

Таблица 2.5 Техническая характеристика дезодоратора

Наименование	Показатели
Вместимость полная, м3	12,5
Вместимость рабочая, т	5
Расход острого пара, кг/ч	120
Число греющих змеевиков, шт	6
Поверхность теплообмена, м2
одного змеевика	5,3
общая	31,8
Размеры, м
диаметр	2
высота
полная	5,85
цилиндрического корпуса	3,5
эллиптических днищ и крышек	0,57

[15, с. 135]

Данные для расчета оборудования для дезодорации приведены в таблице 2.6

Таблица 2.6 Данные для расчета оборудования для дезодорации

Наименование	Обозначение	Показатели
Единовременная загрузка дозируемого жира, кг	g	5000
Температура жира, поступающего в дезодоратор после генеративного теплообменника,	tж.н	130
Конечная температура жира в процессе дезодорации,	tж.к	200
Продолжение таблицы 2.6
1	2	3
Температура греющего пара, подаваемого в змеевик дезодоратора (под давлением 2,2 Мпа),	tп	216
Время нагрева жира до 200 , мин		40
Удельная теплоемкость жира в интервале температур 130 -200 , кДж/(кг  К)	с	2,37
Остаточное давление в дезодораторе, кПа	р	0,67
Температура острого перегретого пара, подаваемого на дезодорацию,	tп.п	300

[15, с. 133]

Полезная вместимость дезодоратора при плотности жира  = 800 кг в

час, будет, м³: [15, с. 133]

V =                                                                                               (54)

где    g - единовременная загрузка дозируемого жира, кг, g = 5000

     (таблица 2.6)

V =  = 6,25

Полная вместимость дезодоратора при степени заполнения  = 0,5, составит, м³: [15, с. 133]

V_п =                                                                                              (55)

где    V - полезная вместимость дезодоратора, м³, V = 6,25,

      (см. расчет формулы 54)

V_п =  = 12,5

Производительности дезодоратора определяется продолжительностью цикла. Продолжительность цикла дезодорации, ч, приведена в таблице 2.7

Таблица 2.7 продолжительность цикла дезодорации

Наименование	Показатели
Заполнение аппарата	0,35
Нагрев до 200  и деаэрация	0,65
Дезодорация	2,5
Охлаждение (передача в приемник холодильник)	1
Продолжительность цикла	4,5

[15, с. 133]

Суточная производительность дезодоратора, составит, т в сутки:

М =                                                                                          (56)

где    4,5 – продолжительность цикла дезодорации, (.таблица 2.5)

М =  = 26,7

Расчет поверхности теплообмена греющих змеевиков.

Расход теплоты на нагревание дезодорируемого жира, будет, кДж:

Q = g с (t_ж.к – t_ж.н) 1,05                                                             (57)

где    t_ж.к - конечная температура жира в процессе дезодорации, , t_ж.к = 200

       (таблица 2.4)

t_ж.н - температура жира, поступающего в дезодоратор после

         генеративного теплообменника, , t_ж.н = 130 (таблица 2.4)

Q = 5000 2,37 (200 – 130) 1,05 = 871000

Часовой расход теплоты при нагревании жира в течение 40 мин, составит, Вт: [15, с. 133]

Q_ч =                                                                                            (58)

где    Q - расход теплоты на нагревание дезодорируемого жира, кДж,

      Q = 871000 (см. расчет формулы 57)

Q_ч =  = 362917

Расход водяного пара давлением 2,2 Мпа при его полезной энтальпии

 = 1691 кДж, будет, кг: [15, с. 134]

D’ =                                                                                             (59)

D’ =  = 515

Расход водяного пара, составит, кг в час: [15, с. 134]

D =                                                                                             (60)

где     D’ - расход водяного пара давлением 2,2 Мпа при его полезной

 

         энтальпии  = 1691 кДж, D’ = 515, (см. расчет формулы 59)

D =  = 773

Требуемая поверхность теплообмена греющих змеевиков, м²:

F =                                                                                         (61)

где    Q_ч – часовой расход теплоты, Вт, Q_ч = 362917 (см. расчет формулы 58)

t_ср – средняя логарифмическая разность температур, , t_ср = 42,2

         [15, с. 135]

К – коэффициент теплопередачи от конденсирующего пара к жиру,

       Вт/(м²  К), К = 300, [15, с. 135]

F =  = 28,7

При начальной разности температур, : [15, с. 135]

t_б = 216 – 130 = 86

и конечной разности, : [15, с. 135]

t_м = 216 – 200 = 16

средняя логарифмическая разность температур,

t_ср =  = 42.2

С небольшим запасом с учетом образования отложений на стенках змеевиков, м²: [15, с. 135]

F’ = F 1,1                                                                                              (62)

где    F - требуемая поверхность теплообмена греющих змеевиков, м²,

      F = 28,7, (см. расчет формулы 61)

F’ = 28,7 1,1 = 31,6

Поверхность теплопередачи в дезодораторе образуется змеевиками, изготовленными из кислотостойких стальных труб диаметром 38/3 мм. Поверхность теплообмена таких труб (при среднем диаметре 35 мм)

f = 0,11 м²/м.

 

Общая длина труб змеевика составит, м: [15, с. 135]

l =                                                                                                    (63)

где    F’ - требуемая поверхность теплообмена греющих змеевиков с

       небольшим запасом с учетом образования отложений на стенках

       змеевиков, м², F’ = 31,6

l =  = 287

Длина труб в каждом змеевике не должна быть чрезмерно большой, так как скопление конденсата, особенно в нижней части змеевика, снижает коэффициент теплопередачи и увеличивает сопротивление.

С учетом этого рассчитанная длина труб змеевика делится на 6 параллельно - работающих секций. В этом случае длина труб каждой секции составит, м: [15, с. 135]

L = l  6                                                                                         (64)

где    l - общая длина труб змеевика, м², l = 287 (см. расчет формулы 63)

L = 287  6 = 48

Отношение L:d = 48:0,038 = 1263, что находится в пределах допустимого. [15, с. 135]

Приемник – холодильник предназначен для приема и окончательного охлаждения дезодорированного жира. Техническая характеристика приемника – холодильника представлена в таблице 2.8

Таблица 2.8 Техническая характеристика приемника – холодильника

Наименование	Показатели
Вместимость
полная, м3	8
рабочая, т	5
Поверхность теплообмена охлаждающих змеевиков, м2	25
Мощность электродвигателя, кВт	1,7
Размеры, м
диаметр	2,4
Продолжение таблицы 2.8
1	2
высота
цилиндрического корпуса	1,7
полная	3,6
Масса, т	4,4

[15, с. 137]

Цикл работы приемника – холодильника, ч, представлен в таблице 2.9

Таблица 2.9 Цикл работы приемника – холодильника, ч

Наименование	Показатели
Прием жиров из дезодоратора	1
Охлаждение	1
Прием раствора лимонной кислоты и перемешивание его с жиром	0,3
Передача на полировочное фильтрование	1,5
Продолжительность полного цикла	3,8

[15, с. 137]

Количество теплоты, снимаемой в приемнике холодильнике, кДж:

[15, с. 136]

Q = gc (t₂ – t₁)                                                                            (65)

где    g – масса охлаждаемого жира, кг, g = 5000, [15, с. 136]

t₁ – начальная температура жира на входе в приемник – охладитель, ,

       t₁ = 135, [15, с. 136]

t₂ – температура жира в конце охлаждения, , t₂ = 40, [15, с. 136]

с – теплоемкость жира в данном интервале 135 – 40 , кДж/(кгК),

      с = 2,07, [15, с. 136]

Q = 50002,07 (135 – 40) = 983250

Средняя разность температур в данном случае определяется по формуле: [15, с. 136]

t_ср =                                          (66)

где    А - постоянная величина для всего процесса охлаждения, А = 1,44,

      [15, с. 136]

 

t’_в.к - конечная температура охлаждающей воды, , t’_в.к = 31,

        [15, с. 136]

t_ср =  = 37,75

Средняя конечная температура воды рассчитывается по формуле, :

t_2ср = t_в.н + t_ср  2,3lg А                                                             (67)

где    t_ср - средняя разность температур, , t_ср = 37,75

        (см. расчет формулы 66)

t_2ср = 27 + 37,75  2,3lg 1,44 = 40,6 = 41

Расход охлаждающей воды, м³ в час: [15, с. 137]

W =                                                                           (68)

где    t_2ср - средняя конечная температура воды, , t_2ср = 41

       (см. расчет формулы 67)

Поверхность теплообмена охлаждающих змеевиков, м²:

F =                                                                                      (69)

где    F – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²К), К = 300

F =  = 24,1

Поверхность теплообмена образуется двухрядным спиральным змеевиком из кислотостойких стальных труб диаметром, d = 57/3,5 мм.

[15, с. 137]

Длина труб змеевика, м: [15, с. 137]

l =                                                                                           (71)

l =  = 142

В аппарате устанавливается двухрядный спиральный змеевик со среднем диаметром спирали 1,9 м с числом витков: [15, с. 137]

n =                                                                                   (72)

n =  = 11,9 12

2.2    Расчет вакуумного оборудования

В проектируемом цехе комплексной рафинации оборудованием для создания вакуума является: пароэжекторный вакуум – насос с поверхностными конденсаторами.

Предназначен для откачки из дезодоратора парогазовой смеси и создания в аппарате остаточного давления (0,5 – 0,8 кПа). [15, с. 137]

Результаты расчетов трехступенчатого пароэжекторного вакуум – насоса обслуживающего оборудование для дезодорации сведены в таблицу 2.10. [15, с. 32]

Таблица 2.2 Результаты расчетов трехступенчатого пароэжекторного

вакуум – насоса обслуживающего оборудование для дезодорации

Показатели	Эжектор			Конденсатор
	первый	второй	третий	первый	второй
Начальная температура отсасываемой парогазовой смеси,	110	33,75	53	-	-
Давление смеси, кПа
начальное	0,67	6,0	25,33	-	-
конечное	6,0	255	106	-	-
Степень расширения рабочего пара, Е	1463	163	38,7	-	-
Удельный расход рабочего пара, b1	3,92	2,62	4,42	-	-
Количество поступающей парогазовой смеси, кг/ч	689	173,9	100		-
Расход рабочего пара, Д, м/ч	549	123	81	-	-
Тепловая нагрузка конденсатора, кДж,/ч	-	-	-	1632018	369725
Температура охлаждающей воды,
начальная	-	-	-	27	65,4
конечная	-	-	-	32	33,1
Продолжение таблицы 2.2
1	2	3	4	5	6
Расход охлаждающей воды, W, м3	-	-	-	78
Масса воздуха после конденсатора, м3/ч	-	-	-	9	10,1
Масса парогазовой смеси после конденсатора	-	-	-	47,4	18,3
Суммарный расход
рабочего пара	756	-	-	-	-
охлаждающей воды	78	-	-	-	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.3      Подбор оборудования (сводная таблица)

 

Оборудование	Назначение		Производительность	Установленная мощность, кВт	Габариты, мм			Масса машины,  кг	Число единиц оборудования	Примечание
					длина	ширина	высота
1	2		3	4	5	6	7	8	9	10
Нейтрализатор, кг/ч	Проведение всех операций щелочной нейтрализации жиров		1250	2,8	-	2300	4640	4500	1	-
Промывной вакуум – сушильный аппарат, кг/ч	Нагревание жиров, смешивание с водой, отделение промывной воды		1250	2,8	-	2300	4640	4800	1	-
Агрегат конденсатор вакуум – насос, м3/ч	Создание в сушильном аппарате необходимого разряжения, и создания остаточного давления в вакуум – сушильном аппарате		132	-	-	-	-	-	1	-
Аппарат для отбеливания, кг/ч	Нагревание и деаэрация, смешивание с отбеливающими глинами, и выдержка		1427	2,8	-	2000	3300	3300	1	-
Фильтр – пресс ФII-40-820/45у, кг/ч	Отделение отработанной отбеливающей глины		7,5	4,1	4775	1675	2075	9600	1	Марка ФII-40-820/45у
Продолжение таблицы 2.3
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10
Дезодоратор, кг/ч		Отгонка ароматических веществ	1112,5	-	-	2000	5850	-	1	-
Приемник холодильник		Прием, и окончательное охлаждение дезодорированного жира	1250	1,7	-	2400	3600	4400	1	-
Пароэжекторный вакуум – насос с поверхностными конденсаторами, кг/ч		Откачивание из дезодоратора парогазовой смеси и создания в аппарате остаточного давления	78						1

 

3 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Направляемый на рафинацию жир (кокосовое масло) принимается в коробку на весах (поз. 1), из которой поступает в нейтрализатор периодического действия (поз. 4). Здесь жир нагревается до 80-90, после чего при перемешивании вводится из мерника (поз. 2) рассчитанное количество раствора гидроксида натрия концентрацией 40%. Жир перемешивают со щелочью для завершения реакции, после чего мешалку выключают, оставляя реакционную массу в нейтрализаторе для отстаивания.

Образовавшийся при отстаивании соапсток оседает в конусе нейтрализатора. Для ускорения отстаивания соапстока в нейтрализатор иногда добавляют из мерника (поз. 3) горячий раствор хлорида натрия концентрацией 10 .

Жир, освобожденный в результате отстаивания от соапстока, передается в промывной и вакуум-сушильный аппарат (поз. 5).

Отделившийся в нейтрализаторе соапсток сливают в приемник (поз.6). Здесь от соапстока отделяется часть увлеченного нейтрального жира, который всплывает в верхнюю часть приемника. Отсюда всплывший жир отсасывается в вакуум-сборник (поз. 7) и насосом (поз. 8) возвращается в процесс, а соапсток насосом (поз. 9) перекачивается на дальнейшую обработку.

Раствор хлорида натрия при отстаивании скапливается в нижней части конуса нейтрализатора. Отсюда он сливается через цеховую жироловушку (поз. 10) и направляется в систему очистки промстоков.

В целях ускорения промывки и обеспечения полноты удаления мыла, оставшегося в рафинируемом жире, первую промывку обычно проводят водным раствором хлорида натрия, поступающим из мерника (поз. 3).

Последующие промывки ведут горячей умягченной водой или конденсатом, подаваемым из мерников (поз. 3).

Для отделения промывной воды жир отстаивается в промывном

 

вакуум-сушильном аппарате (поз. 5). Скапливающаяся в конусе аппарата вода сливается через цеховую жироловушку (поз. 10) в общезаводскую систему промстоков для очистки. Всплывающий в цеховой жироловушке жир отсасывается в вакуум-сборник (поз. 7) и возвращается в процесс.

Промытое масло в этом же аппарате высушивается при остаточном давлении 80 кПа при температуре около 100°С. Вакуум создается сухим вакуум-насосом (поз. 11), а предварительная конденсация паров осуществляется в кожухотрубном конденсаторе (поз. 12). Высушенный жир сливается в резервуар (поз. 13).

На этом операция щелочной нейтрализации заканчивается, и жир передается на отбеливание.

Отбеливание жиров в схеме периодического действия проводится в вертикальном аппарате (поз. 14), в который жир пересасывается за счет вакуума из резервуара (поз. 13). Здесь жир подогревают глухим паром до 90 - 95 и при хорошем перемешивании деаэрируют. Затем в жир из бункера (поз. 15) подают отбеливающие порошки.

Для предотвращения контакта жира с кислородом воздуха в присутствии отбеливающих глин Бент - актигель ВНИИЖем рекомендовано сравнительно простое загрузочное устройство, с помощью которого подача порошков осуществляется инертным газом через питатель (поз. 16).

Из аппарата (поз. 14) отбеленный жир насосом (поз. 8) подается для фильтрования на рамочный фильтр-пресс ФII-40-820/45у (поз. 17). Профильтрованный жир поступает в сборный резервуар (поз. 18). Первые мутные порции фильтрата, вытекающие из фильтр-пресса, направляют в промежуточный бачок (поз. 19), из которого насосом (поз. 8) возвращают на фильтр - пресс.

Отработанные отбеливающие порошки, снимаемые с фильтр - пресса, направляют на обработку для извлечения увлеченного ими жира или затаривают и передают на комбикормовые заводы, где они комплексно используются в некоторых видах комбикормов.

Отбеленный жир направляется на дезодорацию, которая проводится в аппарате периодического действия (поз. 20). Здесь жир нагревается глухим паром до 180—200 °С при непрерывной подаче острого перегретого пара.

Остаточное давление в дезодораторе (0,67 кПа) создается паро­эжекторным вакуум-насосом (поз. 21) с конденсаторами (поз. 22). Отходящий из дезодоратора водяной пар уносит с собой значительное количество жировых компонентов, которые в случае применения конденсаторов смешения попадают в сточные воды и затрудняют очистку последних.

Гипропищепромом-3 рекомендовано заменить конденсаторы смешения трубчатыми конденсаторами, при которых охлаждающая вода не имеет непосредственного контакта с парогазовой смесью и может без очистки многократно циркулировать в системе. Выхлоп несконденсировавшихся газов в атмосферу осуществляется через водоотделитель (поз. 23). Скапливающаяся в конденсаторах (поз. 22) смесь из водяного конденсата и жировых компонентов отводится через секционную барометрическую коробку (поз. 24), которая одновременно выполняет функции жироловушки.

Всплывающие здесь жировые вещества отсасываются в вакуум – сборник (поз. 25) и насосом (поз. 8) направляются на утилизацию, а конденсат переходит в очистную систему сточных вод.

По окончании процесса дезодорации жир пропускают, через ре­генеративный теплообменник (поз. 26), в котором за счет теплоты горячего жира подогревают очередную партию отбеленного жира, направляемого на дезодорацию. Благодаря этому сокращается расход пара на нагревание жира. Подача масла в теплообменник производится насосом (поз. 8). Нагретый в теплообменнике жир поступает в промежуточный сборник (поз. 27), в котором для предупреждения контакта с воздухом хранится под разрежением. Частично охладившийся дезодорированный жир направляется в приемник-холодильник (поз. 28), в котором при перемешивании

охлаждается проточной циркуляционной водой до 35 — 40 °С. В приемник-холодильник из мерника (поз. 29) дозирующим насосом (поз. 8) подается рассчитанная порция раствора лимонной кислоты, что обеспечивает повышение устойчивости дезодорированного жира при хранении.

Охлажденный жир из приемника (поз. 28) насосом (поз. 8) подается на полировочный фильтр (поз. 30). Готовый дезодорированный жир стекает из фильтра в коробку на весах (поз. 1), а из нее в приемный резервуар (поз. 31). Отсюда насосом (поз. 8) дезодорированный жир перекачивается в жирохранилище для готовых пищевых жиров.

Описываемая схема является  универсальной. Она может применяться для рафинации различных видов жиров и масел по разным технологическим режимам. [15, с. 117]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА

В маслах и жирах в зависимости от их природы, способа извлечения из исходного сырья, условий хранения кроме основной группы – запасных липидов (триацилглициринов) содержатся также другие группы липидов (структурные липиды), определяющие цвет, вкус, запах, свойственные данному виду масла. В зависимости от назначения масла или жира некоторые из этих групп липидов могут стать нежелательными.

Процесс освобождения масла от нежелательных примесей называется рафинацией, конечной целью которой является получение из природных масел и жиров триацилглицеринов, свободных от других групп липидов, хотя не во всех случаях рафинацию проводят до полного удаления всех структурных липидов. [14, с. 106]

Современная технология полной рафинации предусматривает удаление из масел свободных жирных кислот (операция щелочной нейтрализации), красящих веществ (операция отбеливания масла), веществ, ответственных за вкус и запах масел и жиров (операция дезодорации).

Эффективность рафинации определяется полнотой отделения от масла или жира нежелательных групп липидов и примесей, максимальным сохранением в нем в неизменном виде глицеридной части при минимальных потерях нейтрального жира. [14, с. 107]

Основной задачей технохимического контроля рафинации масел и жиров является оценка качественного состава жирового сырья, степени чистоты и активности вспомогательных материалов, применяемых при рафинации, определение оптимальных режимов процессов путем щелочной нейтрализации, отбелки рафинируемых масел и жиров и гидрирования в лабораторных условиях, контроль за соблюдением технологических параметров в условиях производства, определение соответствия готовой продукции – рафинированного масла действующим стандартам, анализ отходов производства. [14, с. 107]

Образующиеся при рафинации жиросодержащие отходы (соапстоки, промывные воды), отработанный сорбент, а также летучие вещества удаляемые из масла при дезодорации, должны подвергаться анализам на содержание общего жира и жирных кислот. Это определение необходимо для составления материального баланса – расчёта выхода рафинированного масла и величины потерь при рафинации. [14, с. 108]

При отгрузке готового масла лаборатория повторно проверяет соответствие его требованиям стандартов на рафинированные (дезодорированные) масла и жиры. Процесс рафинации масла и переработки отходов приведен на схеме 4.1

Схема 4.1 Рафинация масла и переработка отходов

(     - точки контроля)

    Щелочь

Масло                                                             Соапсток

 

нерафинированное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                      Масло нейтрализованное

Отбеливание

                   Сорбент                                       Отработанный сорбент

 

 

Дезодорация

                                                            Масло отбеленное

                                                                        Летучие вещества

 

 

                                 Масло дезодорированное

 

[14, с. 109]

Контроль процесса рафинации масла и переработки отходов приведён в таблице 4.1

Таблица 4.1.Контроль процесса комплексной рафинации масла

Объект контроля	Метод отбора проб или способ контроля	Периодичность контроля	Определяемый показатель
Щелочная нейтрализация
1. Жиры и масла перед нейтрализацией	-	По мере необходимости и в среднесуточной норме	Кислотное число, влажность, содержание отстоя пробная нейтрализация
2. Жиры и масла после нейтрализации	Штуцерный пробоотборник	По мере необходимости	Кислотное число, содержание мыла
3. Нейтрализованные и высушенные жиры после нейтрализации	Штуцерный пробоотборник	В среднесуточной норме	Влажность, содержание мыла, кислотное число, цветное число, прозрачность
4. Соапсток	-	По мере необходимости	Общее содержание жира, содержание жирных кислот, нейтрального жира
Отбеливание
1. Масло до отбеливания	Штуцерный пробоотборник	Систематически	Цветное число
2. Отбеленное масло	Штуцерный пробоотборник	Систематически	Цветное число
3. Отработанный сорбент	Ручной пробоотборник	По мере необходимости	Общее содержание жира
Дезодорация
1. Масло до дезодорации	Штуцерный пробоотборник	Систематически	Влажность, цветное число, прозрачность
2. Масло после дезодорации	Штуцерный пробоотборник	Для каждой партии	Цветное число, вкус, запах, прозрачность

[14, с. 110]

По физико-химическим показателям кокосовое масло должно соответствовать требованиям и нормам, изложенным в таблице 4.2

Таблица 4.2 Физико-химические показатели кокосового масла

Наименование показателя	Норма для масла
	рафинированного дезодорированного
Температура полного расплавления, °С	22-29
Плотность при 40 °С, г/см	0,901-0,905
Продолжение таблицы 4.2
1	2
Показатель преломления при 40 °С	1,448-1,450
Кислотное число, мг KOH/г, не более	0,50
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более	0,15
Массовая доля нежировых примесей, %, не более	Отсутствие
Йодное число, г J/100 г, не более	12
Число омыления, мг KOH/г	254-267
Содержание мыла	Отсутствие по качественной пробе
Температура вспышки для экстракционного масла, °С, не менее:
- для масла с кислотным числом менее 8 мг KOH/г	215
- для масла с кислотным числом от 8 мг KOH/г до 15 мг KOH/г	-

[6, с. 3]

Таблица 4.3 Органолептические показатели кокосового масла

Наименование показателя	Характеристика масла
	Рафинированного дезодорированного
1.Цвет:
при 15 °С	Белый с желтоватым оттенком
при 40 °С	Допускается слабый соломенно-желтый оттенок
2. Прозрачность при 40 °С	Прозрачное
3. Консистенция при 15-20 °С	Мягкая
4. Вкус и запах	Свойственный данному виду масла, без горечи и постороннего запаха и привкуса

[6, с. 3]

По физико-химическим показателям соапсток должен соответствовать требованиям и нормам, изложенным в таблице 4.3

Таблица 4.4 Физико-химические показатели соапстока

Наименование показателя	Нормы
	Соапсток из светлых масел	Соапсток из хлопкового масла	Соапсток из саломаса и животных жиров
Массовая доля общего жира, % не более	25,0	35,0	25,0
Массовая доля жирных кислот, % не менее	15,0	не определяется	15,0
Массовая доля жирных кислот и нежировых веществ, % не менее	не определяется	30,0	не определяется

[12, с. 4]

 

Маркировка

На каждую единицу потребительской тары с кокосовым 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;

- срок годности;

 

5 Охрана труда. Экологическая характеристика

   производства

В проектируемом цехе комплексной рафинации предусмотрен ряд мероприятий по предупреждению травматизма, профессиональных заболеваний, общему улучшению условий труда в цехе, а также по пожарной профилактике и охране окружающей среды.

Организационные мероприятия

В цехе своевременно и качественно проводятся все виды инструктажей по технике безопасности и производственной санитарии. На рабочих местах имеются инструкции и памятки по ТБ. Организуется и проводится трёхступенчатый контроль над состоянием охраны труда в цехе. Соблюдается производственная дисциплина, правильная организация труда, производственная эстетика и высокая культура производства.

Технические мероприятия

В линии используется наиболее новое совершенное оборудование (нейтрализатор, промывной вакуум – сушильный аппарат, агрегат конденсатор вакуум – насос, аппарат для отбеливания, фильтр – пресс, дезодоратор, приемник холодильник, пароэжекторный вакуум – насос с поверхностными конденсаторами) и эксплуатируется только в исправном состоянии. Организованы механизированные погрузо-разгрузочные работы в цехе: доставка и подача сырья, транспортировка готовой продукции и т.д. Разрывы между машинами соответствуют требованиям норм. Имеются надёжные ограждения приводов, горячего оборудования изолируется стекловатой. Имеется полный комплект КИП и приборов безопасности (манометры, термометры) на аппаратах, арматура (вентили, клапаны и пр.), и исправность находятся в исправном состоянии. Оборудования с электроприводом надежно заземлены.

Рабочие обеспечены полным комплектом спецодежды (комбинезоны из хлопчатобумажной ткани, резиновая обувь, перчатки, респираторы, прорезиненные фартуки).

В термическом отделении установлена приточно-вытяжная вентиляция.

В цехе комплексной рафинации достаточное естественное и искусственное освещение.

Работа с кислотами и щелочами

Работа по сливу, разгрузке и внутризаводском транспортировании кислот и щелочей полностью механизирована.

Кислоты и щелочи храниться отдельно. На контейнерах имеется надпись с наименованием вещества. Запрещено наливать кислоту в емкости, содержащие щелочь.

Места применения кислоты и щелочи обеспечены запасом нейтрализующих средств и чистой воды.

Переливать агрессивные жидкости из бутылей в другую тару разрешено только с помощью сифонов или ручного насоса закрытой струей.

Пожарная профилактика

Запрещено на территории цеха и вблизи его нагромождать тару и отходы.

Предусмотрено устройство пожарных щитов и кранов в соответствии с требованиями противопожарных правил.

Курение допускается только в специально отведенных местах, согласованных с пожарной охраной, оборудованных урнами с водой.

Охрана окружающей среды

Используется оборотное и повторное водоснабжения, полная и раздельная канализационная система, которая предусматривает отвод хозяйственно-фекальных и загрязнённых производственных вод на очистные сооружения, а отвод чистых производственных и атмосферных вод – в водоёмы.

Своевременно удаляются с территории цеха отходы, мусор, с последующим их обеззараживанием.

6       ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОГРАММА ПРЕДПРИЯТИЯ

6.1    Расчет объема производства в натуральном выражении

6.1.1 Расчет объема производства в натуральном выражении

Объем производства в натуральном выражении определяется по каждому виду продукции отдельно на основе максимального и эффективного использования производственных мощностей предприятия, а так же исходя из имеющихся ресурсов сырья и материалов. План по выработке продукции должен быть увязан с заказами покупателей. [19, С. 170]

Определение объема производства рафинированного кокосового масла в натуральных физических единицах (в тоннах):

Так как среднесуточная производительная мощность задана объемом перерабатываемого сырья, то расчет объема производства в натуральном выражении выполняется в следующей последовательности:

Вначале определяется количество перерабатываемого сырья умножением планируемой производственной среднесуточной мощности на годовой фонд рабочего времени. Затем рассчитывается выход готовой продукции и отходов производства по данным материального баланса раздела 1 (по процентному выходу).

Расчет объема производства представлен в таблице 6.1

Таблица 6.1 Расчет объема производства в натуральном выражении

Показатели	Ед. изм.	Величина
		показателя
1 Среднесуточная производственная мощность	т	25
2 Число суток работы	дни	318
3 Переработка сырья (12)	т	7950
4 Выработка (рафинированного подсолнечного масла) (99,5 % выход)	т	7910
5 Выработка (отходы) (3,2 %)	т	254,4

 

6.1.2 Расчет товарной продукции и объема продаж

Производство и реализация продукции в стоимостном выражении планируется в показателях товарной и реализуемой продукции.

Товарная продукция – это стоимость готовой продукции, предназначенной для реализации. Она рассчитывается в оптовых ценах предприятия, действующих на данный момент времени. [19, С. 170]

Товарная продукция, тыс. руб:

ТП= ЦоQ ,                                                                                   (73)

где    Цо – оптовая цена предприятия за единицу продукции, руб., 268913,8

Q – объем производства продукции за год, т., 7910

       (таблица 6.1);

ТП=268913,87910 = 2127108,15

Объем продаж характеризуется показателем реализованной продукции.

Реализованная продукция – это стоимость отгруженной и оплаченной покупателем продукции. Объем реализованной продукции определяется с учетом остатков товарной продукции на начало и конец года и произведенной товарной продукции за год. В дипломном проекте предполагается, что остатки товарной продукции на начало и конец года равны, тогда объем реализованной продукции будет равен товарной продукции. [22, с. 153]

6.2 Расчет материального обеспечения производства

Бесперебойная, ритмичная работа предприятия во многом зависит от рациональной организации материального обеспечения производства.

В условиях рыночной экономики при обеспечении предприятия сырьем и материалами надо исходить, прежде всего, из того, чтобы оно было достаточным, т.е. не вело к сбоям производства, с одной стороны, и образованию сверхнормативных запасов – с другой. [22, с. 153]

Оптимальное соотношение между заданным объемом продукции и необходимым количеством приобретаемого сырья для ее производства, а также экономию ресурсов, должно обеспечить научно обоснованное нормирование. Поэтому важнейшими исходными данными для расчета необходимого количества сырья и материальных ресурсов являются нормы их расхода на единицу продукции. Удельные нормы расхода материальных ресурсов выбираются из таблицы 1.11.

Для определения потребности в материальных ресурсах удельная норма их расхода умножается на количество продукции. Для определения стоимости этих материальных ресурсов – цена за единицу каждого вида сырья и материалов умножается на их количество. [22, с. 153]

Расчет материального обеспечения производства отбеленного кукурузного масла представлен в таблице 6.2

Таблица 6.2 Расчет материального обеспечения производства 7910 т

                                Рафинированного кокосового масла

Наименование материальных	Ед.	Норма	Цена за	Потребность
ресурсов	изм.	расхода	единицу,	Количество	Сумма,
		на 1 т	руб.		тыс. руб.
1 Сырье и основные материалы
1.1 Масло кокосовое нерафинированное	кг	1038,1	178	8211371	1461624,03
1.2 Соапсток	кг	82,3	47	650993	30596,67
1.3 Отходы жировые	кг	33,85	18	267753,5	4819,56
Итого:					1497040,26
2 Вспомогательные материалы
2.1 Каустическая сода	кг	3,37	30	25865,7	775,97
2.2 Хлорид натрия	кг	10	11,6	79100	917,56
2.3 Лимонная кислота	кг	0,021	127	106,1	21,09
2.4 Отбельная глина	кг	5	19	39550	751,45
Итого:					2466,07
Топливо и электроэнергия
4.1 Электроэнергия	кВт	1,6	7	12656	88,59
4.2 Вода	м3	0,37	44	2926,7	128,7
4.2 Пар	кг	1082	15	8558620	128379,3
Итого:					128596,59
Всего материальные затраты:					1628102,92

 

 

6.3     Расчет по труду и заработной плате

6.3.1 Расчет численности и фонда оплаты труда производственных

         рабочих

В масложировой промышленности нормативы численности работающих устанавливаются ВНИИЖем с указанием профессионального и квалифицированного состава, а также количества рабочих.

Фонд заработной платы по тарифу определяется умножением дневной тарифной ставки на баланс рабочего времени одного рабочего и на количество рабочих данной профессии.

Баланс рабочего времени одного рабочего, дни:

Б =Т ,                                                                                (74)

где    Т - годовой фонд рабочего времени, дни 318;

3 - количество смен в сутки; 3

4 - количество бригад рабочих; 4

Б = 318   239

Доплата за работу в вечернее время составит 7 % (1/3 от 20 %) от фонда заработной платы по тарифу; в ночное время - 13 % (1/3 от 40 %); в праздничные дни - 2,5 %. Премия рассчитывается по среднему проценту премии согласно положению о премиальной оплате (40%). [22, с. 155]

Годовой фонд оплаты труда включает заработную плату основную и дополнительную. В состав основной заработной платы входит заработная плата за выполненную работу по сдельным расценкам или тарифным ставкам, премиальные доплаты, доплаты за вредные условия труда и т.д. Дополнительная заработная плата - это оплата очередных трудовых отпусков, плата за выполнение государственных обязанностей и дополнительных отпусков, перерывов в работе кормящих матерей, льготных часов подростков. Дополнительная заработная плата рассчитывается по среднему проценту от основного фонда заработной платы. Величина процента, устанавливается с учетом условий труда: для нормальных условий - 7 %, для вредных - 12 %. [22, с. 153]

В проектируемом цехе комплексной рафинации кокосового масла вредные условия труда, поэтому дополнительный фонд заработной платы составит 12 процентов от основного.

Расчет производится в таблице 6.3

Таблица 6.3 Расчет численности и фонда заработной платы основных производственных рабочих
Профессии рабочих	Разряд	Численность, человек	Условия труда, система оплаты	Дневная тарифная ставка	Фонд з/п по тарифу, руб	Доплата за работу в вечернее время, руб	Доплата за работу в ночное время	Доплата за работу в праздничные дни, руб	Сумма премии	Основной фонд заработной платы, руб	Дополнительный фонд з/п, руб	Годовой фонд заработной платы, руб
					6=53Б(239)	7% от 6	13% от 6	2,5% от 6	40% от 6	11=6+7+8+9+10	12 % от 11	11+12
1. Аппаратчик рафинации	5	4	ВП-П	839	802084	56145,88	104270,92	20052,1	320833,6	1303386,5	260677,3	1564063,8
2. Обработчик соапстока	3	4	ВП-П	565	540140	37809,8	70218,2	13503,5	216056	877727,5	175545,5	1053273
3. Сливщик - наливщик	2	4	ВП-П	652	623312	43631,84	81030,56	15582,8	249324,8	1012882	202576,4	1215458,4
4. Аппаратчик отбелки	5	4	ВП-П	818	782008	54740,56	101661,04	19550,2	312803,2	1270763	254152,6	1524915,6
5. Обработчик	3	4	ВП-П	565	540140	37809,8	70218,2	13503,5	216056	877727,5	175545,5	1053273
6. Аппаратчик дезодорации	5	4	ВП-П	739	706484	49453,88	91842,92	17662,1	282593,6	1448036,5	229607,3	1677643,8
Итого		24			3994168	279591,76	519241,84	99854,2	1597667,2	6790523	1298104,6	8088627,6

 

 

 

6.3.2 Расчет заработной платы производственных рабочих на единицу

         продукции

Заработная плата производственных рабочих на единицу продукции определяется для того, чтобы включить ее в калькуляцию себестоимости продукции.

Заработная плата производственных рабочих на 1т продукции, руб, вычисляется по формуле:

Зт =,                                                                                      (75)

где    Фз – годовой фонд оплаты труда, руб.,8088627,6 (табл. 6.3);

Q – количество вырабатываемой продукции, т,7910  (таблица 6.1);

Зт =  = 1022,5

6.3.3 Расчет производительности труда

Производительность труда – это результативность труда, плодотворность деятельности человека в сфере материального производства.

Производительность труда – это выпуск продукции в единицу времени одним работником. В зависимости от способа выражения объема продукции различают три метода расчета производительности труда: натуральный, стоимостной и трудовой. [20, с. 217]

Производительность труда рабочих в натуральном выражении, т,

вычисляется по формуле:

ПТ = ,                                                                                              (76)

где    Q – количество вырабатываемой продукции Q = 7910 (таблица 6.1);

Чраб – численность рабочих, чел., Чраб = 24 (таблица 6.3);

ПТ =   329,58

Производительность труда в стоимостном выражении, тыс. руб.,:

ПТ =                                                                                      (77)

 

где    ТП – товарная продукция, тыс. руб., ТП = 2127108,15

         (см. расчет формулы 73);

ПТ =   88,62

6.4    Себестоимость, прибыль и рентабельность

6.4.1 Калькуляция себестоимости продукции

Себестоимость продукции – это все затраты предприятия (выраженные в денежной форме), связанные с производством и реализацией продукции.

Расчет себестоимости конкретной продукции называется калькуляцией. Калькуляции бывают плановые и отчетные. Плановые калькуляции составляют на основе прогрессивных норм расхода сырья и материалов и плановых цен на них и т.п. [21, с. 156]

Плановая калькуляция рассчитывается на основе предшествующих расчетов, данных дипломного проекта и фактических данных с предприятий представленных в таблице 6.4

Таблица 6.4 Калькуляция себестоимости 1 т рафинированного

                     кокосового масла

Статьи затрат	Ед. изм.	Норма расхода на единицу	Цена за ед., руб.	Сумма затрат, руб.
1.   Сырье и основные материалы
1.1 Масло кокосовое нерафинированное	кг	1038,1	178	184781,8
1.2 Отходы жировые	кг	33,85	18	609,3
1.3 Соапсток	кг	82,3	47	3868
Итого:				188649,8
Используемые отходы				609,3
Итого с учетом используемых отходов:				189259,1
2.   Вспомогательные материалы
2.1 Каустическая сода	кг	3,27	30	98,1
2.2 Хлорид натрия	кг	10	11,6	116
2.3 Лимонная кислота	кг	0,021	127	2,6
2.4 Отбельная глина	кг	5	19	95
Итого:				152,1
3.   Топливо и энергия
3.1 Электроэнергия	кВт	1,6	7	11,2
3.2 Вода	м3	0,37	44	16,28
3.3 Пар	кг	1082	15	16230
Итого:				16257,48
Продолжение таблицы 6.4
1	2	3	4	5
4. Заработная плата основная и дополнительная производственных рабочих	руб.			1022,5
5. Отчисления на социальные нужды, 30%	руб.			306,7
6. Расходы на подготовку и освоение производства, 12%	руб.			122,7
7. Общепроизводственные расходы, 280%	руб.			2863
Цеховая себестоимость	руб.			210143,18
8. Общехозяйственные расходы, 180%	руб.			1840,5
Производственная себестоимость	руб.			211983,68
9. Коммерческие расходы 1,6 %	руб.			3391,73
Полная себестоимость	руб.			215375,41

 

Косвенные расходы в калькуляции распределяются пропорционально зарплате производственных рабочих. Цеховая себестоимость рассчитывается только тогда, когда существует цеховая структура предприятия. Для продукции, расфасованной в стеклянную тару, в калькуляцию себестоимости включается только стоимость боя стеклотары, так как сама тара имеет залоговую стоимость, которая в себестоимость продукции не включается.

Для расчета прибыли и других показателей необходимо установить оптовую цену 1 т продукции.

Оптовая цена, руб.:

Цо = СедКнак,                                                                                     (78)

где    Сед - себестоимость единицы продукции, руб., Сед = 215375,41

         (таблица 6.4);

Кнак- коэффициент, учитывающий плановые накопления, Кнак = 1,06;

Цо = 215375,41  1,06 = 228297,93

6.4.2 Расчет затрат на 1 рубль товарной продукции

Затраты на 1 рубль товарной продукции являются важнейшим показателем эффективности производства. Они показывают, сколько копеек тратит предприятие в расчете на 1 рубль товарной продукции.

 

Затраты на 1 рубль товарной продукции, коп. :

З =   100                                                                                (79)

где    Стп – себестоимость товарной продукции, тыс. руб.:

Стп = СедQ;                                                                                 (80)

Стп = 215375,41  7910 = 1703619,49

ТП – товарная продукция, тыс. руб., ТП = 2127108,15

        (см. расчет формулы 73);

З =   100 = 80,09

В том числе рассчитываются прямые материальные затраты на 1 рубль товарной продукции, коп.:

Зм =  100,                                                                                (81)

где   М – прямые материальные затраты на единицу продукции, тыс. руб.

               М =205,82 (таблица 6.4);

Зм =  100 = 76,53

6.4.3 Расчет прибыли от реализации продукции

Финансовым результатом производственно-хозяйственной деятельности предприятия является прибыль (убыток).

Основную часть балансовой прибыли предприятия составляет прибыль от реализации продукции. Прибыль от реализации продукции определяется как разница между выручкой от реализации продукции и затратами на ее производство и реализацию. [24, с. 197]

Прибыль от реализации продукции за год, тыс. руб. вычисляется по формуле:

Пг =(Цо-Сед)Q ,                                                                          (82)

где    Цо – оптовая цена единицы продукции, руб., Цо = 228297

        (см. расчет формулы 78);

Сед – себестоимость единицы продукции, руб., Сед = 215375,41

          (таблица 6.4);

Пг = (228297 – 215375,41) 7910 = 102209,7

6.4.4 Расчет рентабельности продукции

Показателем, характеризующим доходность производства продукции, является рентабельность продукции.

Рентабельность продукции, в процентах, вычисляется по формуле:

Р =   100

где    Пед – прибыль от реализации единицы продукции, руб., вычисляется по

          формуле:

Пед = Цо-Сед;                                                                                 (83)

Пед = 228297 – 215375,41 = 12921,59

Р =  100 = 6

6.5    Расчет капитальных затрат

6.5.1 Расчет стоимости здания цеха

Стоимость здания определяется в зависимости от объема здания и стоимости одного кубического метра здания.

Объем здания, м куб. вычисляется по формуле:

V = Lbh,                                                                               (84)

где    L- длина здания, м, 30 (по данным дипломного проекта);

b-ширина здания, м, 12 (по данным дипломного проекта);

h-высота здания, м, 15,6 (по данным дипломного проекта);

V = 3012 15,6 = 5616

Стоимость здания, тыс. руб. вычисляется по формуле:

Кзд = Цкуб. м V,                                                                          (85)

где    Цкуб. м – цена одного кубического метра здания в действующих ценах,

               тыс. руб., Цкуб = 15 (по данным предприятия);

Кзд = 561615 = 84240

6.5.2 Расчет стоимости технологического оборудования

Основное технологическое оборудование для производства

 

рафинированного кокосового масла выбирается из таблицы 2.3.

Используя действующие цены на оборудование, определяем стоимость этого оборудования. Расчет стоимости технологического оборудования представлен в таблице 6.5.

Таблица 6.5 Расчет стоимости технологического оборудования

	Количество единиц	Цена за единицу тыс. руб,	Сумма затрат, тыс. руб.
Линия комплексной рафинации	1	22000	22000
Итого:			22000

 

6.5.3 Смета капитальных затрат

В состав капитальных затрат включают затраты на строительство здания цеха, на приобретение оборудования, его доставку, монтаж, запасные части и т.д. Если в цехе в качестве технологического оборудования используется автоматизированная линия в сборе, то таблица 6.6 имеет следующий вид:

Таблица 6.6 Смета капитальных затрат

Статьи затрат	Сумма, тыс. руб.
1 Стоимость здания цеха (расчет 7.2)	84240
2 Стоимость технологического оборудования (табл.6)	22000
3 Стоимость монтажа (20% от стр.  2)	4400
4 Запасные части (3% от стр.  2)	660
5 Транспортные расходы (10% от стр. 2+4)	2266
6 Прочие затраты (1% от стр. 2)	220
Итого: капитальные затраты	113786

 

6.5.4 Расчет срока окупаемости капитальных затрат

Срок окупаемости капитальных затрат при новом строительстве, мес., вычисляется по формуле:

То = ,                                                                                          (86

где    Кз –капитальные затраты, тыс. руб., Кз =113786 (таблица 6.6);

Пг – прибыль годовая от реализации продукции, тыс. руб.,

         Пг – 102209,7 (см. расчет формулы 81);

То =  = 1,1

Заключение

В дипломном проекте разработана схема комплексной рафинации масла по производству рафинированного кокосового масла производительностью 25 т в сутки, приведен план цеха и необходимый разрез, выполнена компоновка технологического оборудования в соответствии с требованиями техники безопасности на производстве.

В дипломном проекте 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 проектируемого цеха по производству рафинированного кокосового масла с точки зрения техники безопасности и охраны труда, а также возможного негативного воздействия на окружающую среду.

Проведен анализ спроса и предложения на получаемую продукцию, рассчитан экономический эффект производства рафинированного кокосового масла.

Годовой объем производства – 7910 т. Объем товарной продукции –2127108,15 тыс. руб.

Для материального обеспечения производства потребуется 205828,28 тыс. руб. В проектируемом цехе комплексной рафинации задействовано 24 производственных рабочих. Условия труда – вредные. Фонд оплат труда составляет 8088,6 тыс. руб. Себестоимость 1 т масла – 215375,41 руб.; оптовая цена 1 т. – 228297,93 руб.

На 1 рубль товарной продукции затрачивается 80,9 коп.

За год планируется получить 102209,7 тыс. руб. прибыли.

Полученные в результате расчета данные позволяют говорить о рентабельности производства рафинированного кокосового масла.

Рентабельность продукции 6 %. Для производства кокосового масла рафинированного потребуются капитальные затраты в размере 113млн786 тыс. руб. Они окупаются за 1год и 1 месяц.

Полученные данные свидетельствуют о том, что проектируемый цех является безопасным с точки зрения воздействия на окружающую среду, производство данной продукции является рентабельным, что свидетельствует о целесообразности реализации данного проекта.

Скачано с www.znanio.ru