Курсовая работа специальности 19.02.09.

СОДЕРЖАНИЕ

      Введение                                                                                   3

1    Технологическая часть                                                             5

1.1   Характеристика сырья и выпускаемой продукции                   5

1.2   Определение ожидаемых выходов продукции и отходов

производства                                                                            8

1.3   Обоснование и выбор технологической схемы                        15

1.4   Технологическая схема производства продукции                    17

2    Подбор и расчет оборудования                                                18

2.1 Расчет основного технологического оборудования                 18

2.2 Расчет транспортного оборудования                                       29

2.3 Подбор оборудования                                                               36

3    Описание технологической схемы                                           38

      Список литературы                                                                  41

ВВЕДЕНИЕ

Масложировая отрасль в России – одна из ведущих в пищевой промышленности, выпускающая широкий спектр необходимых продуктов питания из растительных жиров. Продукция масложировой промышленности широко используется в питании человека. Это высококалорийный продукт, имеющий большое физиологическое значение. Растительные жиры употребляются для приготовления кулинарных блюд, выработки консервов, в пищевой промышленности.

Современная масложировая промышленность - технически развитая отрасль, предприятия которой имеют возможность перерабатывать ежегодно до 3,0 млн. тонн масличных семян [8]. Масложировая промышленность работает по схеме безотходного производства, т.е. такие побочные продукты как шрот, шелуха, соапсток и др. образуемые при производстве основной продукции масложировой промышленности, также используются для тех или иных благородных целей.

Растительные масла - необходимая составная часть сбалансированного рациона питания человека. На их долю приходится значительная часть энергетической ценности пищи. Вместе с ними организм получает ряд физиологически важных веществ: фосфатиды, незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты, витамины, стерины.

Растительные масла по своей способности изменяться на воздухе разделяются на высыхающие, полувысыхающие и невысыхающие.

К группе невысыхающих относится касторовое масло. Эти свойства определяют его использование в промышленности и делают его незаменимым.

В практике производства растительных масел, существуют два принципиально различных способа извлечения масла из растительного маслосодержащего сырья: механический отжим масла - прессование и растворение масла в легколетучих органических растворителях - экстракция. Эти два способа производства растительных масел используются либо самостоятельно, либо в сочетании одного с другим.

В настоящее время для извлечения масла сначала используют способ прессования, при котором получают ¾ всего масла, а затем - экстракционный способ, с помощью которого извлекают остальное масло. Экстракционный способ обеспечивает более глубокое извлечение масла из масличного материала.

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

Целью курсовой работы является разработка экстракционной линииперерабатывающей семена клещевины. Для достижения цели необходимо:

-изучить характеристики продукта, его ассортимент, показатели качества, сырье, применяемое для производства;

-разработать наиболее оптимальную технологическую схему переработки семян клещевины на экстракционной линии;

-подобрать современное высокоэффективное технологическое оборудование;

- рассчитать необходимое количество оборудования и осуществить компоновку выбранного оборудования в технологическую линию (технологическая схема)

1    ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1   Характеристика сырья и выпускаемой продукции

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

В разрабатываемой экстракционной линии сырьем является жмых семян клещевины с содержанием 15-18% невысыхающего жирного масла (касторовое масло), состоящего в основном из глицерида ненасыщенной рициноловой кислоты 80-85%, фермент липазу. Именно наличием большого количества рицинолевой кислоты объясняется то, что касторовое масло имеет высокую вязкость, не высыхает и не образует пленку. В масле имеются кислоты: стеариновая, олеиновая, линолевая, диоксистеариновая и глицерин [4, с. 425].

Касторовое масло, которое имеет широкое распространение и получило ряд важных применений, добывается из семян клещевины - однолетнего растения. Произрастает клещевина в Краснодарском и Ставропольском краях, Ростовской области.

Клещевину нередко сажают на клумбах в качестве декоративного растения.

Масло, содержащееся в составе клещевины, нашло широкое применение в медицине. Оно является слабительным, отлично помогает в процессе родовой деятельности. Его используют в авиационной промышленности, мыловарении, для изготовления лакокрасочных материалов. В фармакологии масло входит в состав мази Вишневского, аэрозолей для лечения горла, в препараты, которые показаны при мочекаменной болезни. Касторовое масло является заживляющим средством при ранах и ссадинах. Также его используют в косметологии для придания волосам блеска и здорового вида.

Касторовое масло широко применяется в химической промышленности, оно служит сырьем для получения алкидных и эпоксидных смол, полиуретанов. В пищевой промышленности касторовое масло имеет ряд вспомогательных применений. В быту касторовое масло используется для ухода за изделиями из кожи.

Органолептические показатели касторового масла из семян клещевины представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1 Органолептические показатели касторового масла

[3]

В качестве растворителя в экстракционном производстве используется бензин марки А, который является продуктом крекинга нефти.

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

Главный недостаток бензина - его лёгкая воспламеняемость и способность образовывать с воздухом взрывчатые смеси. Воспламенение может произойти при температуре 260-270°С от искры или нагретого до такой температуры предмета, например, от соприкосновения с неизолированным паропроводом. При достижении концентрации паров бензина в воздухе от 47,0 до 300 мг/л для марки А такая смесь является взрывоопасной. Пары бензина тяжелее воздуха в 2,7 раза и располагаются внизу, скапливаясь в ямах, каннах для труб, приемках для норий, шнеков и т.д, что требует постоянной вентиляции мест с минусовыми отметками. Бензин оказывает токсическое действие на организм человека, поражая главным образом нервную систему [7,с.229].

По действующим нормам законодательства по охране труда содержание паров бензина в рабочих помещениях не должно превышать 0,3 мг на 1л воздуха [7,с.230]. Характеристика экстракционного бензина марки А представлена в таблице 1.2

Таблица 1.2 Характеристика экстракционного бензина марки А

[9,c.419]

Готовой продукцией является экстракционное касторовое масло.

Жирнокислотный состав касторового масла представлен в таблице 1.3

Таблица 1.3 Жирнокислотный состав касторового масла

[9]

Отходом экстракционного производства является шрот семян клещевины. Шрот - это побочный продукт при производстве растительных масел, получаемый после экстракции масличного материала.Белки шрота семян клещевины, потенциально являясь полноценным кормовым продуктом, содержат ряд антипитательных и токсичных компонентов - рицин, рицинин и аллерген, что не позволяет использовать их в качестве кормовой добавки без предварительной подготовки. Для обезвреженного рицина применяется дополнительная влаго-тепловая обработка шрота. Обезвреженный таким образом шрот используется как белковая добавка к корму сельскохозяйственных животных.

Органолептические показатели шрота семян клещевины представлены в таблице 1.4

Таблица 1.4 Органолептические показатели шрота семян клещевины

[12]

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

1.2   Определение ожидаемых выходов продукции и отходов

производства

Расчет ожидаемых выходов продукции и отходов осуществляется на основе среднемесячных сведений лаборатории о качестве семян, готовой продукции и отходов. Переработка семян клещевины осуществляется способом форпрессованием и экстракции. Основные исходные данные для расчета сведены в таблицу 1.5

Таблица 1.5 Основные исходные данные для расчета

[2, с.536]

Расчеты

1.     Съем минерального и органического сора, процент [2, с. 537]:

где  С₀ - содержание минерального и органического сора в зародышах до

       очистки, процент С₀= 1,60 (таблица 1.5);

где    С₁ - содержание минерального и органического сора в зародышах после

                очистки, процент С₁= 0,40 (таблица 1.5);

2.     Выход лузги без учета потерь влаги в производстве,

  процент [2, с. 537]:

где    С₂ - съем минерального и органического сора, процентС₂=1,20

(формула 1);

 - содержание лузги в семенах при исходной фактической влажности и засоренности, процент = 25,09 (таблица 1.5);

 - содержание лузги в ядре, процент = 7,00 (таблица 1.5);

 - содержание сора в лузге, процент = 0,30 (таблица 1.5);

 – вынос ядра в лузге, процент Я₂= 0,25 (таблица 1.5);

3.     Влажность лузги в семенах, процент [2, с. 537]:

где     - влажность семян при исходной фактической засоренности,

        процентВ₀ =6,50 (таблица 1.5);

 - содержание ядра в чистых семенах, процентЯ₁= 74,50 (таблица 1.5);

 - влажность ядра в семенах, процентВ₃= 4,60 (таблица 1.5);

 - содержание лузги в чистых семенах, процент Л₁= 25,5

                (таблица 1.5);

4.     Выход лузги в семенах, процент [2, с. 537]:

где    - выход лузги без учета потерь влаги в производстве, процент

                = 19,7 (формула 2);

 - влажность лузги в семенах, процент = 12,05 (формула 3);

 - влажность отходящей лузги, процентВ₂= 11,20 (таблица 1.5);

5.     Выход форпрессового жмыха, процент [2, с. 537]:

где     - масличность семян при исходной влажности и засоренности,

         процент М₀= 44,28 (таблица 1.5);

 - влажность семян при исходной фактической засоренности,

        процент В₀ = 6,50 (таблица 1.5);

 - выход лузги в семенах, процент = 19,51 (формула 4);

С₂ - съем минерального и органического сора, процентС₂= 1,20

  (формула 1);

 - масличность отходящей лузги вместе с выносом, процентМ₁= 1,75 (таблица 1.5);

 - влажность сора, равная влажности семян, процент В₁= 6,50 (таблица 1.5);

 - масличность форпрессового жмыха, процент М₂= 14,00

        (таблица 1.5);

 - Влажность форпрессового жмыха, процент В₄= 7,60 (таблица 1.5);

6.     Выход шрота, процент [2, с. 537]:

где     - масличность семян при исходной влажности и засоренности,

         процент М₀= 44,28 (таблица 1.5);

 - влажность семян при исходной фактической засоренности

    процентВ₀ = 6,50 (таблица 1.5);

 - содержание лузги в семенах при исходной фактической влажности и засоренности, процент = 25,09 (таблица 1.5);

С₂ - съем минерального и органического сора, процент С₂= 1,20

                  (формула 1);

 - выход лузги в семенах, процент = 19,51 (формула 4);

 - масличность отходящей лузги вместе с выносом, процент М₁= 1,75 (таблица 1.5);

 - влажность отходящей лузги, процент В₂ = 11,20 (таблица 1.5);

 -влажность сора, равная влажности семян, процент В₁= 6,50 (таблица 1.5);

 - масличность шрота, процент = 1,00 (таблица 1.5);

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

7.     Остаток масла в форпрессовом жмыхе, процент [2, с. 538]:

где     - выход форпрессового жмыха, процент = 39,69 (формула 5);

 - масличность форпрессового жмыха, процент М₂= 14,00

        (таблица 1.5);

8.     Потери масла, процент [2, с. 538]:

а) в шроте:

где    М₃ - масличность шрота, процентМ₃= 1,00 (таблица 1.5);

Ш - выход шрота, процент Ш= 34,38 (формула 6);

б) в лузге:

где     - выход лузги в семенах, процент = 19,51 (формула 4);

 - масличность отходящей лузги вместе с выносом, процент М₁= 1,75 (таблица 1.5);

9.     Суммарный выход масла, процент [2, с. 538]:

Р₁=М₀ – (П₁+П₂),                                                                            (10)

где    М₀ - масличность семян при исходной влажности и засоренности,

        процент М₀=44,28 (таблица 1.5);

П₁ - потери масла в шроте, процентП₁=0,34 (формула 8);

П₂ - потери масла в лузге, процентП₂=0,34 (формула 9);

Р₁= 44,28 – (0,34+0,34) =43,60

10.  Выход форпрессового масла, процент [2, с. 538]:

Р₂= М₀ – (М₆+П₂),                                                                            (11)

где    М₀ - масличность семян при исходной влажности и засоренности, процент М₀=44,28 (таблица 1.5);

М₆ - остаток масла в форпрессовом жмыхе, процент М₆=5,56

(формула 7);

П₂ - потери масла в лузге, процентП₂=0,34 (формула 9);

Р₂=44,28– (5,56+0,34) = 38,38

11. Выход экстракционного масла, процент [2, с. 538]:

Р₃= Р₁– Р₂,                                                                   (12)

где    Р₁ - суммарный выход масла, процент Р₁= 43,60 (формула 10);

Р₂ - выход форпрессового масла, процент Р₂= 38,38 (формула 11);

Р₃= 43,60–38,38 = 5,22

12. Потери влаги, процент [2, с. 538]:

где    В₀ - влажность семян при исходной фактической засоренности,

процент В₀= 6,50 (таблица 1.5);

Ш - выход шрота, процент Ш= 34,38 (формула 6);

В₅ - влажность шрота, процентВ₅= 8,50 (таблица 1.5);

 - выход лузги в семенах, процент = 19,51 (формула 4);

 - влажность отходящей лузги, процент В₂ = 11,20 (таблица 1.5);

С₂ - съем минерального и органического сора, процент С₂= 1,20

(формула 1);

В₁ - влажность сора, равная влажности зародышей,процентВ₁= 6,50

(таблица 1.5);

13. Неучтенные потери масла в производстве, процент [2, с. 538]:

Н=Ф – (Р₂+Р₃),                                                                                     (14)

где    Ф - фактический выход масла (сумма выходов форпрессового и

      экстракционного масла), процент Ф= 43,48 (таблица 1.5);

Р₂ - выход форпрессового масла, процент Р₂= 38,38 (формула 11);

Р₃ - выход экстракционного масла, процент Р₃= 5,22 (формула 12);

Н= 43,48 – (38,38 + 5,22) = –0,12

Баланс сырья представлен в таблице 1.6

Таблица 1.6 Баланс сырья

Баланс масла представлен в таблице 1.7

Таблица 1.7 Баланс масла

1.3 Обоснование и выбор технологической схемы

Для экстракционного способа масла из семян клещевины по схеме прямая экстракция, выбирается модернизированная установка НД-1250, где способ экстракции проводится методом погружения экстрагируемого материла в растворитель, движущийся противоточно. При экстракции способом погружения, извлечения масла измасличных семян в процессе непрерывного прохождения через поток растворителя, протекает в условиях абсолютного противотока. То есть когда растворитель и экстрагируемый материал непрерывного передвигается один относительно другого.

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

Из недостатков этого способа следует отметить:

-                   низкий коэффициент концентрации мисцеллы (10,0-12,0%);

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

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

         Концентрация мисцеллы10,0-12,0 процентов, что значительно выше, чем у экстрактора НД-1000.

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

1.4 Технологическая схема производства экстракционного касторовогомасла

2    ПОДБОР И РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ

2.1 Расчет основного технологического оборудования

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

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

Техническая характеристика экстрактора предоставлена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Техническая характеристика экстрактора НД-1250

[2, с. 449]

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

Производительность экстрактора: G=145 т в сутки ==6042кг/т;

         Концентрация мисцеллы, процент К_м=10[2, с. 449];

         Бензоемкость шрота, процент Б_шр=35 [2, с. 449];

         Масличность семян клещевины М_З=17,05 [2, с. 449];

                  Влажность семян клещевины, процент В_З=4,60[2, с. 536];

Масличность шрота, процент М_шр=1,00 [2, с. 536];

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

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

         t₂ – температура поступающего бензина,⁰C;

         G_св – масса сухого обезжиренного вещества, кг/ч;

         G_в – масса влаги в семенах, кг/ч;

         G_м – масса масла в семенах, кг/ч;

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

         G_б – масса подаваемого бензина, кг/ч;

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

G_мц – масса мисцеллы, кг/ч;

Температура (в ᵒС) шрота [10, c.75]:

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

1.Количество семян клещевины, кг/ч [10, c.75]:

G_з=                                                                     (8)

2. Количество влаги в семенах клещевины, кг/ч [10, c.76]:

G_в=,                                                                                              (9)

где    G_з - количество семян клещевины, кг/ч, G_з = 6041,66 (формула 8);

В_з - влажность семян клещевины, процент, В_лз= 12,00[2, с.539];

G_в=

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

G_м= G_з×М_з ,                                                                                         (10)

где    М_з - масличность семян, процент, М_з=17,05 [2, с.539];

G_м= 6041,66×0,17= 1027,08

4. Количество сухого обезжиренного вещества в семенах, кг/ч

    [10, c.76]:

G_св=G_з–G_в–G_м,                                                                                     (11)

где    G_в - количество влаги в семенах, кг/ч, G_в=725 (формула 9);

G_м - количество масла в семенах, кг/ч, G_м=1027,08 (формула 10).

G_св=6041,66–725–1027,08=4289,58

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

G’_м=,                                                                             (12)

где    G_св - количество сухого обезжиренного вещества в семенах, кг/ч,

        G_св= 4289,58 (формула 11);

М_шр- масличность шрота, процент, М_шр=1,00 [2, с.539];

G’_м==50,65

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

G’_б=,                                                                       (13)

где    G’_м - масса масла в жмыхе, кг/ч, G’_м= 50,65 (формула 12);

Б_шр - бензоемкость шрота, процент, Б_шр= 35 [5, c.237];

G^’_б== 22,85

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

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

G”_м=1027,08–50,65= 976,43

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

G_мц= ,                                                                                        (15)

где    G”_м - количество масла в мисцелле, кг, G”_м = 976,43 (формула 14);

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

G_мц== 4438,32

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

G”_б=G_мц – G_м;                                                                                      (16)

где    G_мц- количество мисцеллы, G_мц= 4438,32 (формула 15).

G”_б= 4438,32–1027,08= 3411,24

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

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

где    G’_б - количество бензина в шроте, кг/ч, G’_б = 22,85 (формула 13);

G”_б- количество бензина в мисцелле, кг/ч, G”_б= 3411,24 (формула 16);

G_б = 22,85+3411,24= 3434,9

t_мц=

53⁰С

t_шр= 0,5×(50+53,0)= 66,2⁰С

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

Таблица 2.2 Техническая характеристика десятичанного тостера

[16, с.320]

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

Выход форпрессового жмыха, процент – 61,17

= 8869,65

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

Выход шрота,процент – 77,26

 = 112,03

3. Количество масла, т в сутки:

 = 11,2

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

= 9,95

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

= 3,87

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

= 9,52

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

112,03+9,95+9,52+3,87= 135,37

Масла = = 82,76

Бензин = = 2,86

Влага = = 7,03

Сухое обезжиренное вещество = = 7,35

Расчетные данные по десятичанному тостеру сведены в таблицу 2.3

Таблица 2.3 Расчетные данные по десятичанному тостеру

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

Предварительный дистиллятор - предназначен для предварительной дистилляции мисцеллы. Техническая характеристика предварительного дистиллятора представленна в таблице 2.4

Таблица 2.4 Техническая характеристика предварительного

дистиллятора с восходящей пленкой

[16, с.289]

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

Таблица 2.5 Техническая характеристика окончательного дистиллятора

линии НД-1250

 [16, с.133]

Расчёт выхода промежуточных продуктов:

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

= 23,71

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

= 107,77

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

107,77–23,71= 84,05

Поступило на предварительную дистилляцию, процент:

Масло        20

Бензин        80

100

Состав мисцеллы после предварительной дистилляции 1 ступени,

процент:

Масло        60

Бензин        40

100

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

= 35,41

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

35,41–23,71=14,16

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

G₂=35,41

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

Q₅=14,16

Состав мисцеллы после 2 ступени, процент:

Масло        95

Бензин        5

100

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

= 22,36

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

Б= 22,36–16,35= 6,01

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

14,16–6,01= 8,15

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

G= 22,36

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

Б= 6,01

Состав мисцеллы после окончательного дистиллятора, процент:

Масло        100

Бензин        0

100

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

G= 21,25

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

Б= 6,01

Баланс бензина:

1-я ступень – 14,16

2-я ступень – 8,15

3-я ступень – 6,01

28,32 т в сутки

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

Таблица 2.6 Техническая характеристика ротационного дискового

фильтра СКЕТ

[2, с.145]

В разрабатываемой экстракционной линии предусматривается установка трех мисцеллофильтров СКЕТ.

1. Количество фильтров в линии, шт:

N_ф=;                                                                                                  (18)

где    G_м – количество мисцеллы, т/ч, G_мц= 4438,32 (формула 15);

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

N_ф== 0,44

Так как производительность ротационного дискового фильтра, СКЕТ 9 м³/ч[5, с.100], а количество мисцеллы по расчетам составляет 3,97918 т/ч (формула 15), следовательно, для установки требуется один фильтр в использовании.

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

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

Таблица 2.7 Техническая характеристика шротоловушки

[5,с.170]

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

Таблица 2.8 Техническая характеристика шламовыпаривателя

[5,с.173]

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

Таблица 2.9 Техническая характеристика конденсатора

[14, с.166]

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

Таблица 2.10 Техническая характеристика водоотделителя

[14, с.174]

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

Таблица 2.11 Техническая характеристика водоосадителя

[5, с.211]

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

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

2.2 Расчет транспортного оборудования

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

Расчет винтового конвейера УШ-2Ч-160

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

Таблица 2.12 Техническая характеристика винтового конвейера

УШ-2Ч-160

[5, с.50]

Расчет винтового конвейера УШ-2Ч-160

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

                                                      (19)

или кг в сек

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

         S-шаг винта, м [10, с.30]:

                                                                                   (20)

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

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

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

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

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

         или

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

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

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

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

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

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

Н – высота подъема груза, м;

П – производительность конвейера, кг/ч;

Р= (0,025…0,031)×10×2×0,72=0,36…0,44

Так как производительность по расчетам составила винтового конвейера УШ-2Ч-160 0,72 кг/с , а производительность цеха 1,5 кг/с

Ценные транспортеры с погруженными скребками предназначены для перемещения семян и других продуктов в горизонтальном направлении.Техническая характеристика цепного транспортера ТСЦ-25/25  (Редлер) представлена в таблице 2.12

Таблица 2.12 Техническая характеристика цепного транспортера ТСЦ-

25/25 (Редлер)

[2, с. 48]

Произведем расчет скребкового конвейера цепного транспортера ТСЦ-25/25 (Редлер):

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

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

где    b – ширина желоба, м;

h – высота желоба, м;

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

ρ – насыпная плотность заполнения желоба;

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

С – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера β;

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

Ширина b_c= 0,25

Высота h_с= 0,125

Угол наклона β=0⁰ [13, с.33], поэтому коэффициент заполнения

равен 1;

3. Мощность электродвигателя для привода скребкового конвейера,

    кВт [13, c.33]:

Р=(0,015…0,02)×П×(КL+H),

где    К – коэффициент, учитывающий размеры частиц груза (для

      мелкопусковых)

К= (2…4);

L – длина конвейера по горизонтали, м;

Н – высота подъема груза, м;

Р= 0,017×2,67(2,5×10+0)=1,2

Принимается к установке электродвигателя мощностью 1,5 кВт.

Подбор насосов:

Марка насоса Ш2-25-I, 4/6  

Подача Q – 1,4  м³/ч

Полный напор Н, 5 м

Число оборотов в минуту 1450 об/мин

Мощность:

- на валу насоса – 1,1 кВт;

- электродвигателя – 1,7 кВт;

Коэффициент полезного действия – 57%;

Допустимая вакуумметрическая высота всасывания – 5 м;

Диаметр рабочего колеса – 118 мин;

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

Насос для перекачивания масла:

Марка – Ш2-25-I; 4/6

Подача – 1,4 м³/ч;

Полный напор – 5 м;

Число оборотов в минуту – 1450 об/мин;

Мощность электродвигателя – 2,2 кВт;

Коэффициент полезного действия – 57%;

диаметр рабочего колеса – 105 мм;

марка центробежный I,5

Насос для перекачивания бензина и мисцеллы:

Марка I,5;

Подача – 8 м³/ч;

Полный напор – 35 м;

Число оборотов в минуту – 3000 об/мин;

Мощность электродвигателя – 2,8 кВт

В соответствии с технологической схемой на линии 9 насос марки I,5 с подачей 8 м³/ч;

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

Характеристика электронасоса центробежного герметичного  представлена в таблице 2.13

Таблица 2.13 Характеристика электронасоса центробежный I,5

[6, с.282]

Насос шестеренный Ш2-25-I предназначен для перекачивания масла, мазута,дизельного топлива. Материал гидравлической части насоса – чугун или бронза. Техническая характеристика шестеренный  насос  Ш2-25-Iпредставлена в таблице 2.14

Таблица 2.14 Техническая характеристика шестеренный  насос Ш2-25-I

[6, с. 347]

                2.3 Подбор оборудования (сводная таблица)

3        ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Из баков оборотного хранилища бензин центробежным насосом (поз.1) подается на водоотделитель (поз. 2), где обезвоживается и поступает на подогреватель бензина (поз. 3), подогревается до температуры 55⁰С и подается в четыре форсунки экстракционной колонны экстрактора (поз. 4).

Из цеха подготовки крупка из семян клещевины масличностью 17%, влажностью 12%, температурой 50⁰С, размером 5 мм скребковым конвейером ТСЦ-25/25 (поз. 5) поступает в загрузочную колонну экстрактора (поз. 4), экстрагируется и с помощью сбрасывателя шрот с масличностью 1% и бензоемкостью 35% выходит из экстракционной колонны и поступает в десятичанные тостеры (поз. 6) для удаления бензина из шрота. Шрот с остаточным содержанием растворителя 0,01% и температурой 100–105⁰С и влажностью 8,5% поступает в винтовой конвейер УШ-2Ч-160 (поз. 7), охлаждается и оттуда выводится в склад готовой продукции.

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

Подогретая мисцелла с начальной концентрацией 22% поступает на предварительный дистиллятор I ступени, представляющий собой трубчатый плёночный аппарат обогреваемый глухим паром температурой 180-200⁰С и давлением 0,3 МПа, затем упаренная мисцелла концентрацией 60% и температурой 60-85⁰С мисцеллонасосом (поз. 1) прокачивается на II ступень дистилляции, упаривается до концентрации 90-95%. Далее упаренная мисцелла насосом (поз. 1) подается в окончательный дистиллятор (поз. 12), работающий под вакуумом, который состоит из четырех камер: распылительной, каплеуловительной, плёночной и дезодорационной. В распылительной камере происходит интенсивная отгонка растворителя. В дезодорационной камере масло обрабатывается острым перегретым паром с t=180-200⁰С, давлением 0,3МПа и дополнительно нагревается глухим паром давлением 0,3 МПа через рубашку камеры до температуры 100-110⁰С. Полученное экстракционное масло откачивается насосом шестеренным

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

Бензиновая смесь из тостера (поз. 6) с увеличенными частицами шрота поступает на циклонные мокрые шротоловушки (поз. 15), где происходит осаждение частиц шрота.

Очищенная паробензиновая смесь поступает в вертикальные конденсаторы (поз. 16), работающие под разряженным, созданным пароэжекторным блоком (поз. 17), а шлам из циклонных мокрых шротоловушек (поз. 15) отводится в шламовыпариватель (поз. 18), где происходит выпаривание растворителя. Пары растворителя и воды из шламовыпаривателя (поз. 18) поступают на кондесатор (поз. 16), в котором конденсируются, а затем поступают на водоотделитель (поз.19). Выпаренный шлам сбрасывается в канализацию, а горячая вода проходит через фильтр (поз. 20) и насос (поз. 13), подается в подогреватель (поз. 21), где нагревается до температуры 95⁰С. Затем подается на орошение паров растворителя в шротоловушку (поз. 15), пары растворителя и воды из предварительного дистиллятора (поз. 11), проходит через теплообменник (поз. 10), подогревает мисцеллу направляют на вертикальный конденсатор (поз. 16). Из второго дистиллятора (поз. 11) паробензиновая смесь через теплообменник (поз. 10) подается на конденсатор (поз. 16). Из окончательного дистиллятора пары воды и растворителя направляются в вертикальный конденсатор (поз. 16).

Сконденсированные пары растворителя из конденсаторов (поз. 16) поступают на охладитель (поз. 22) оттуда осажденный конденсат поступает в водоотделитель (поз. 19).

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

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

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

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

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

3.     Руководство по технологии получения и переработки растительных    масел и жиров. Том I. Кн.1

4.     Щербаков В.Г., Технохимический контроль производства жиров и жирозаменителей. – М.: «Колос»

5.     ГОСТ 6757-96 Масло касторовое техническое. Технические условия

6.     Руководство по технологии получения и переработки растительных    масел и жиров. Том I. Книга вторая, Л.:

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

8.   Копейковский В.М. Технология производства растительных масел. - М.: «Легкая и пищевая промышленность», 1982

9.     http://маслодел.рф/

10. http://www.inflora.ru/directory/

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

12. http://standartgost.ru/

13. http://food-tips.ru/

14. https://www.agroxxi.ru/

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

16. https://www.pereezd.net.ua/

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

18. http://wreferat.baza-referat.ru/Касторовое_масло

19. Экспертиза масел, жиров и продуктов их переработки качество и безопасность, под общей редакцией Позняковского В. М., Новосибирск, Сибирское университетское издательство, 2007

20. http://msd.com.ua/texnologiya-pishhevyx-proizvodstv/

21. О'Брайен Р., Жиры и масла – С-П.: издательство «Профессия», 2007

22. Белобородов В. В. и др. Подготовительные процессы переработки масличных семян. - М.: Пищевая промышленность, 1974

23. Шванская И.А. Современные технологии и оборудование для переработки масличных культур -М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2011

24. Паронян В.Х., Технология жиров и жирозаменителей. -М. ДеЛипринт, 2006

25. Рязанова О.А. Классификация растительных масел// Масложировая промышленность. 2014. №1, С.25-26

Скачано с www.znanio.ru