Положение об образовательной деятельности ТЭК АТУ-ТЭК-ППД-7.5.1-2017-04
Ф.ТЭК-7.5.1-2017-04-20
УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА АЛМАТЫ
ТЕХНОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
АЛМАТИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ
Зам. директора по УР
________ Орманов С.Е.
/подпись/ /Ф.И.О./
«___»_________20___ г.
КУРСОВАЯ РАБОТА
Тема:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Специальность: _____________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Группа: ______________________________________________________________________
Обучающийся: _______________________________________________________________
_________ «___ »_____________________20___г.
Руководитель: ________________________________________________________________
Тема №__________________________________
Количество страниц_______________________
Курсовая работа защищена следующей оценкой: _______
«___» ______________ 201_ г.
Зав. отделением: ______________________________ _______________________
/ФИО/ /подпись
Положение об образовательной деятельности ТЭК АТУ-ТЭК-ППД-7.5.1-2017-04
Ф.ТЭК-7.5.1-2017-04-20
УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА АЛМАТЫ
ТЕХНОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
АЛМАТИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ
Зам. директора по УР
________ Орманов С.Е.
/подпись/ /Ф.И.О./
«___»_________20___ г.
ЗАДАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Обучающийся: _______________________________________________________________
Тема:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Сроки выполнения: «___»_______201_г. «____»_______201__г.
|
|
Необходимые показтели для выполнения курсовой работы_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Содержание курсовой работы:
Руководитель: ________________________________________________________________
Тема №__________________________________
Дата выдачи задания «___» ______________ 20__ ж.
Председатель ЦМК ________________ ______________ «___» __________ 20__ г.
/ФИО/ /подпись/
Руководитель проекта ________________ ______________ «___» __________ 20__ г.
/ФИО/ /подпись/
Обучающийся ________________ ______________ «___» __________ 20__ г.
/ФИО/ /подпись/
Содержание:
Введение
1.Технологическая часть..........................................................................
1.1.Описание аппаратурно-технологической схемы.............................
1.2.Продуктовый расчет...........................................................................
2.Охрана труда и техника безопасности................................................
2.1.Охрана окружающий среды..............................................................
2.2.Технологический контроль................................................................................
Список использованной литературы..................................................
Введение
В стратегии развития «Казахстан-2050» президентом Республики Казахстан Н.А. Назарбаевым сказано,что «нам вполне по силам совершить качественный рынок в сеьскохозяйственным производстве. Мы обладаем огромными экологически чистыми территориями и можем производить экологически чистые продукты питания».В связи с этим развитие агропромышленного комплекса является важным стратегическим направлением для реализации поставленной задачи.
Первые сведения о получения этилового спирта как спиртного напитка в Древней Руси приводятся в Вятской летописи (XII в.). В XIV в. Производство винного спирта получило значительное развитие в Западной Европе и на Руси. Этиловый спирт получали сначала путём перегонки на простых кубах с огневым нагревом в виде разбавленных водных растворов и предназначался он главным образом для приготовления водки, называемой хлебным вином. Перегонка с применением огневого нагрева послужила причиной возникновения терминов «выкуривать вино», «винокурение», «винокур». Эта терминология, существовавшая несколько веков, изменилось лишь в годы. Советской власти, когда винокуренная промышленность стала называться спиртовой в соответствии с поучаемым продуктом производства.
|
|
Этиловый спирт находит очень широкое применение. В химической промышленности его применяют для получения синтетического каучука, диэтилового эфира, уксусноэтилового эфира, этиллактата, ацетальдегида, хлористого этила, этилена и многих других химических веществ.
Этиловый спирт используют как антифриз, т. е. как вещество, способное понижать температуру замерзания других жидкостей, обладающих сравнительно высокой температурой замерзания. Спирт как растворитель нитроклетчатки применяют в производстве коллодия, бездымного пороха, искусственного волокна, небьющегося стекла, фотографических плёнок и бумаги. Спирт как растворитель смол используют в больших количествах в производствах спиртовых лаков и спиртовых политур. Большое количество высококачественного этилового спирта расходуется в производстве парфюмерных изделий на приготовление концентрированных растворов душистых веществ. Он входит в состав одеколонов, духов и туалетных вод в количестве 98% от массы продукции.
|
|
В виноделии этиловый спирт применяют для прекращения брожения вина на определённой стадии, чтобы сохранить в вине то или иное количество сахара, а также для повышения его крепости и стойкости. Он необходим для приготовления спиртованных соков, морсов и синтетических эссенций, являющихся полуфабрикатами в производстве ликероводочных напитков и фруктовых вод, а также при приготовлении столового уксуса.
Этиловый спирт, вырабатываемый из зерна, картофеля и мелассы, применяют главным образом в производстве ликёров, водок, вин и в медицине.
Основные потребители этого спирта – ликёроводочная (60-62% от общей его выработки) и винодельческая (30-35%) промышленность. В значительных количествах спирт используют для приготовления медицинских препаратов, лекарств, как дезинфицирующее средство, в меньших количествах – в консервной и витаминной промышленности.
Отходы, получаемые при производстве спирта, используются для выращивания дрожжей, на корм скоту и пр. так на мелассно-спиртовых заводах из зрелой бражки получают хлебопекарные дрожжи, а на барде, отделённой от дрожжей выращивают кормовые дрожжи. Таким образом, на каждый декалитр выработанного из мелассы спирта получают до 3 кг хлебопекарных и до 2,5-3 кг кормовых дрожжей. Барду зерно-картофельных спиртовых заводов также используют для выращивания кормовых дрожжей или непосредственно на корм скоту. Кроме того, барду таких спиртовых заводов применяют в качестве питательной среды в производствах кормовых белковых концентратов, антибиотиков (биомицина) и витаминов, имеющих важное значение для развития животноводства.
Спиртовая и отрасль пищевой промышленности Казахстана до перехода на рыночную экономику работала в условиях жесткой государственной монополии строго в соответствии с утвержденными планами. Перед отраслью стояли задачи выполнения объемов производства, соответствующих финансовым планам. При этом государством были определены источники сырья, вспомогательные материалы, фиксированные цены на сырье и готовую продукцию, а также рынки сбыта.
В настоящий период обращается внимание руководителей и специалистов отрасли на необходимость тесного сотрудничества с отечественной и зарубежной наукой, ускорение внедрения прогрессивных технологий, технического перевооружения за счет привлечения любых источников финансовых ресурсов.
Технологическая часть
Спирт этиловый (этанол, винный спирт), выработанный из пищевых видов сырья (зерно, картофель, сахар, свеклосахарная и тростниковая меласса, сахарная свекла), — прозрачная бесцветная жидкость без привкуса и запаха посторонних веществ. Температура кипения безводного спирта этилового 78,35 °С при давлении 0,1 МПа, температура вспышки 13 °С. Спирт гигроскопичен, летуч, смешивается с водой в любых соотношениях и является хорошим растворителем.
В зависимости от степени очистки различают спирт ректификационный четырех сортов: 1 сорта (96,0 об. %), высшей очистки (96,2 об. %), «Экстра» (96,5 об. %) и «Люкс» (96,3 об. %).
Этиловом ректификационном кроме воды содержатся в макроколичествах различные примеси (альдегиды, эфиры, высшие спирты и другие химические соединения), которые формируют у спирта свойственные ему вкус и аромат в зависимости от вида перерабатываемого сырья.
Зерно и картофель относят к крахмалосодержащему сырью, мелассу и свеклу — к сахаросодержащему. Зерно поступает на заводы с содержанием влаги 12... 15 % и более. В зависимости от культуры оно содержит 45...55 % крахмала и 9...16 % белка. Картофель — сочное сырье, которое содержит 9... 18 % крахмала и до 2 % белка.
Меласса — густая сиропообразная непрозрачная жидкость коричневого и темно-бурого цвета, сладкая на вкус с горьким привкусом. В ней содержится не менее 75 масс. % сухих веществ и не менее 43 % сахарозы. Сумма сбраживаемых веществ составляет не менее 44 масс. %.
Особенности производства и потребления готовой продукции. Спирт этиловый пищевой получают микробиологическим способом, в основе которого лежит сбраживание сахара в спирт дрожжами семейства сахаромицетов. Спирт из пищевого сырья получают непрерывным и периодическим способами. При этом 45...55 % вырабатывают из зерна, 10... 15 % — из картофеля, 2...3 % — из свеклы и 38...45 % — из мелассы.
Спирт этиловый ректификационный получают на брагоректификационных и ректификационных установках из бражек крахмалосодержащего и сахаросодержащего сырья и из спирта-сырца, полученного из тех же видов сырья.
Брагоректификационные установки бывают косвенного действия (включают бражную, эпюрационную и ректификационную колонны), косвенно-прямоточного действия (включают брагоэпюрационную, эпюрационную и ректификационную колонны) и работающие под вакуумом.
При выработке спирта ректификационного из спирта-сырца применяют ректификационные установки, состоящие из эпюрационной и ректификационной колонн.
Для повышения выхода и качества ректификационного спирта, улучшения выделения сивушного масла брагоректификационные и ректификационные установки дооснащают дополнительными колоннами: окончательной очистки спирта, сивушной или экстрактивно - ректификационной, для выделения этилового спирта из головной фракции.
Пищевая промышленность — главный потребитель этилового спирта, который используется для изготовления ликероводочных изделий, виноградных и плодово-ягодных вин, уксусов и пищевых ароматизаторов. Спирт этиловый также используется в медицинской, фармацевтической, парфюмерной и других отраслях промышленности.
Описание аппаратурно-технологической схемы.
Зерно норией 1 подаётся в зерноочистительный сепаратор 2, а затем через бункер 3 и автовесы 4 на дробилку 6. Измельчённое зерно через шлюзовой затвор 8 поступает в чан-смеситель 9, где при перемешивании смешивается с водой. Соотношение зерно: вода 1:2,5 -3,5 температура замеса 20-25 0С, время пребывания в смесителе 15 минут. Замес насосом 16 подаётся на экстропаровую контактную головку 17, где мгновенно нагревается до температуры 90-95 0С. Далее самотёком поступает в расширитель 18 ёмкостью 0,8-1,3 м3 и затем насосом 19 подаётся в контактную головку 20, где острым паром нагревается ло 165-170 0С, после чего подвергается тепловой обработке в диафрагмированном трубчатом разварнике 21. Продолжительность разваривания крахмалистом массы в нём 2-3 минуты. Разваренная масса непрерывно выдувается в выдерживатель-паросепаратор 22.
В паросепараторе масса находится 20-25 минут, после чего пропускается через мембранный клапан 25 в исправитель 23, где её температура мгновенно снижается до 62-63 0С.
При этом пар поступает в конденсатор 24, где охлаждается водой, сконденсированный пар паступает в барометрический сборник 31, неконденсирующиеся газы и частично пар отсасываются вакуум-насосом, а охлаждённая масса из испарителя по спускной трубе отводится в осахариватель 28.
Для осахаривания крахмала применяются ферментные препараты, солодовое молоко, водная суспензия поверхностных культур плесневых грибов, глубинная культура плесневых грибов.
Осахаривающий материал поступает в осахариватель из расходного чана 26 через дозатор 27. Дозировка производится по нормам, предусмотренным в разделе 7 настоящего регламента.
Температура в осахаривателе 57-58 0С, средняя продолжительность пребывания массы в нём 20-25 минут. Уровень массы в осахаривателе поддерживается специальным регулятором уровня. Сусло, пройдя ловушку 29, насосом 30 подаётся в теплообменник 32, где расхолаживается до температуры складки. Охлаждённая сусло подаётся на сбраживания. Схемой предусмотрен циклической полунепрерывный способ брожения.
Введение дрожжей осуществляется в 3 дрожжанках 33 на пастеризованным подкисленным сусле и возбраживателях 34 на подкисленном до 0,4 0 сусле. Если брожение ведётся с укороченным циклом, т. е. непрерывно заполняется 3-4 чанов при 8-10 чанах в батарее, то допускается использовать один возбраживатель.
В начале производственного сезона дрожжи готовятся в одной из дрожжанок. Зрелые дрожжи используются в качестве засевных для 2-х остальных дрожжанок, в которых предварительно готовится дрожжевое сусло.
Готовые (зрелые дрожжи) из этих дрожжанок являются засевными для возбраживателя и оставшейся дрожжанки, в которой вновь готовится сусло. Возбраживатель одновременно с передачей в него зрелых дрожжей из дрожжанок заполняется охлаждённым суслом. Если после заполнения кислотность содержимого возбраживателя менее 0,4 0, то необходимо подкислить его до этой величины. Объём дрожжанки должен быть не менее 20% от объёма возбраживателя, который в свою очередь должен составлять не менее 40% от ёмкости бродильного чана.
Из возбраживателя зрелые дрожжи поступают в первый бродильный чан батареи. Все бродильные чаны батареи снабжаются выносными или внутренними теплообменниками, гидрозатворами 39, газы брожения направляются в спиртоловушку 37, откуда через эпруветку 38 в передаточный чан или бражную яму.
После заполнения первого чана бродящая масса по переточным коммуникациям заполняет последовательно все чаны батареи. После 24-30 часов притока, в головной чан ещё раз спускаются дрожжи из возбраживателя. После заполнения предпоследнего чана приток сусла в первый чан прекращают, в освободившийся, промытый и простерилизованный последний чан передаются из возбраживателя зрелые дрожжи, и заполнение батареи осуществляется в противоположном направлении, т. е. от от последнего чана к первому.
Из последнего чана 35 зрелая бражка насосом 36 подаётся на перегонку. Насосами масса удаляется из чана на случай дезинфекции. Из выделяющегося при брожении диоксида углерода спирт улавливается в спиртолувушке 37. Выделение спирта из бражки и очистка спирта-сырца от примесей производится в брагоректификационном аппарате непрерывного действия, который состоит из четырёх колонн: бражной колонны с эпюрационной частью, эпюрационной колонны, сивушной и ректификацианной колонн, снабжённых конденсаторами и дефлегматорами.
Перед поступление в бражную колонну 46 бражка подогревается в дефлегматоре 44; в сепараторе 41 из неё выделяют углекислоту, после чего бражка поступает на верхние тарелки эпюрационной части бражной колонны 47.
В бражной колонне 46 из бражки выделяется спирт и двумя потоками направляется на очистку. Большая часть водно-спиртового пара (85%) через пеноловушку 45 проходит в сивушную колонну 49. Барда из бражной колонны отводится через бардорегулятор 51.
Другая часть водно-спиртового пара (15%) конденсируется в дефлегматоре 44 и в конденсаторе 40 и в виде жидкости поступает в эпюрационную колонну 47. Эпюрат, очищенный в эпюрационной колонне 47 от головных примесей, поступает в ректификованную колонну 48. В ректификованной колонне 48 спирт очищается от примесей, при выходе из колонны охлаждается в холодильнике 43 и через смотровой фонарь сливается в хранилище.
1.2 Продуктовый расчет
Исходные данные:
-производительность по условному спирту-сырцу 2800 дал/сутки;
-очищенное от примесей сырье: пшеница крахмалистостью 52,6%, с массовой долей влаги 14,8%;
-степень измельчение пшеницы: не менее 80-85% проход частиц через сито 1 мм, остаток на сите 3мм не допускается; -используемые ферментные препараты:
Амилосубтилин Г3х (массовая доля сухих веществ 92%, амилолитическая активность АС 100 ед/г, расход по АС – 2 ед/г условного крахмала); Глюкаваморин Г3х (массовая доля сухих веществ 92%, амилолитическая активность ГлС 330 ед/г, расход по ГлС – 6,2 ед/г условного крахмала). Выход спирта из 1 т условного крахмала пшеницы: 65,7+0,7=66,4 дал, Где: 65,7 – нормативный выход спирта из 1 т условного крахмала пшеницы при непрерывной схеме, дал; 0,7 – надбавка к выходу спирта из 1 т переработанного крахмала при замене солода ферментными, дал. Примерный расчет производится на 100 дал спирта. Мелассы Общий расход крахмала для получения 100 дал спирта: 1000*100/66,4=1506 кг Где: 66,4 – нормативный выход из 1 т условного крахмала пшеницы, дал Зерно. Расход пшеницы для получения 100 дал спирта: (1506*100)/52,6=2863,1 кг Где: 52,6 – условная крахмалистость пшеницы, %
Состав пшеницы
| Наименование: | % | кг |
| Сухие вещества: | ||
| а) сбраживаемые | 52,6 | |
| б) несбраживаемые | 32,6 | 933,4 |
| Всего СВ | 85,2 | 2439, 4 |
| Влажность | 14,8 | 423,7 |
Замес.
Принимаем гидромодуль смеси равный 3.
Расход теплой воды, поступающей на приготовление замеса в смеситель: 2863,1*3=8589,3 кг
На приготовление замеса используется отработавшая теплая вода от дефлегматоров, температура замеса 50-55 0С.
Расход ферментного препарата Амилосубтилин Г3х для разжижения замеса в смесителе: 2*1000*1506/1000=3 кг
Где: 2- единицы АС, требующиеся для разжижения 1 г условного крахмала; 1506 – количество условного крахмала; 1000 – коэффициент пересчета кг в г; 1000 – амилолитическая активность ферментного препарата, ед/г
При дозировании препарат разбавляется питьевой водой в соотношении 1:10, то есть до 35 л.
Общее количество замеса в смесителе составляет:
2863,1+8589,3+35=11487,4 кг
СВ в замесе содержится: (2439,4+3*0,92)*100/11487,4=21,26%
Где 0,92 – содержание СВ в ферментном препарате, долях единицы. Теплоемкость замеса: С зам =Сс.вв *0,213+ Своды* 0,787=1,5*0,213+4,2*0,787=0,319+3,305=3, 63кДж/кг*град Сс.в. – удельная теплоемкость сухого вещества зерна;
Для крахмала Сс.в.=1,5кДж/кг*град
Своды – удельная теплоемкость воды, равна 4,2 кДж/кг*град
Ферментативная обработка (1ступень). Расход острого греющего пара давлением 0,6 МПа для нагрева замеса в контактной головке перед аппаратом ферментативной обработки 1 ступени от температуры 51 до 70, 50С. 11487,4*3,63(70,5-51)*1,04/(2767-295,17)=342,1 кг
Где 2767 – теплосодержание пара при давлении 0,6 МПа, кДж/кг
Количество массы, выходящей из аппарата ферментативной обработки 1 ступени:
11487, 4+342,1=11829,5 кг
Расход острого греющего пара давлением 0,6Мпа, поступающегося в контактную головку, для стерилизации массы при температуре 105С: 12252,1*3,63(105-93)*1,04/(2767-439,6)=238,5кг Где 439,6 – теплосодержание конденсата пара при температуре 1050С, кДж/кг и поступающие в паросепаратор: 12252,1+238,512490,6кг
Удельный расход острого греющего пара на ферментативно-тепловую обработку крахмалистой массы (по массе зерна): (342,1+422,6+238,5)*100/2863,1=35,04%
Вакуумоохлаждение крахалистой массы до температуры осахаривания.
Количество вторичного пара, образующегося в испарителе-осахаривателе при перепаде температуры с 105 до 58С
12490,6*3,63(105-58)/(2859,8-3,63*58)=991,5 кг
Где 2359,8 – теплота парообразования при 580С,м3
Расход воды на конденсатора, кг: 991,5(2608,6-4,2*45)/4,2(45-24)=27200 кг
Где 2608,6 – теплосодержание пара при 58С, кДж/кг
45 и 24 – температура отходящей и поступающей воды на конденсатор соответственно, 0С
Количество массы в испарителе-осахаривателе: 12490,6-991,5=11499,1 кг
Осахаривание крахмалистой массы. Расход ферментного о препарата Глюкаваморин Г3х для осахаривания крахмалистой массы в испарителе-осахаривателе: 6,2*1506*100/330=28294 г=28,3 кг
Где 6,2 – единицы ГлС, требующиеся для осахаривания 1 г условного крахмала; 1506 – количество условного крахмала; 1000 – коэффициенты пересчета кг в г; 330 – глюкоамилазная активность препарата Глюкаваморин Г3х, ед/г Ферментный препарат Глюкаваморин Г3х перед применением разводится питьевой водой до объема 300л. Всего испаритель-осахариватель поступать крахмалистой моссы и суспензии Глюкаваморин Г3х:
11499,1+300=11799,1 кг
На приготовление производственных дрожжей из испарителя-осахаривателя отбивается 8% сусла, что составляет: 11799,1*0,08=943,9 кг Количество сусла с температурой 580С, поступающегося в теплообменник на охлаждение до температуры складки, составит: 11799,1-943,9=10855,2 кг
Сбраживание сусла.
В бродильное отделение до температуры складки (240), - 10855,2 кг; Производственные дрожжи – 943, 9 кг. Всего в бродильное отделение поступит (с учетом промывных вод): (10855,2+943,9)*0,025+10855+943,9=12094,1 кг 0,025 – коэффициент, учитывающий объем промывных вод (расход 2,5% по массе продукта).
Выход диоксида углерода (теоретически) составит: 789,3*0,955=753,8кг/100дал Где 789,3 – масса 100 дал безводного спирта, кг; 0,955 – выход диоксида по отношению к безводному спирту, кг
Зрелая бражка.
Выход зрелой бражки составит:
12094,1-753,8=11340,3 кг
С учетом водно-спиртовой жидкости из спиртоловушки количество зрелой бражки составит: 11340,3+11340,3*0,025=11623,8 кг Объем зрелой бражки при плотности 1,0126 составит: 11623,8/1,0126=11479,2 л Потери спирта в бардой составляют – 0,015% или 0,2 по спирту. Всего спирта бражке с учетом потерь будет: 100,2 дал или 100,2*7,8927=790,8 кг.
Концентрация спирта в зрелой бражке с учетом максимальных потерь: 100,2*10*100/11487,4=8,7 % (об)
Всего бражки поступит на брагоректификацию с учетом разбавления ее водой при заполаскивании бродильных аппаратов 11487,4+11487,4*0,5/100=11544,8 кг.
Свободная таблица продуктов производства спирта при механико-ферментативной обработке сырья (при производительности завода 950 дал/сут).
| Наименование продукта | Количество продуктов (полупродуктов), кг | ||
| на 100 дал | на 2800дал | ||
| всего | На ч(:23) | ||
| 1.Сырье | |||
| Пшеница очищенная | 2863,12 | 80167,3 | 3485,5 |
| Ферментные препараты | |||
| -Амилосубтилин Г3х | 3,0 | 84,0 | 3,6 |
| - Глюкаваморин Г3х | 28,3 | 792,4 | 34,4 |
| 2.Замес Поступает в смеситель | |||
| -пшеница | 2863,12 | 80167,3 | 3485,5 |
| -теплая вода | 8589,36 | 240502,08 | 10456,6 |
| -разбавленный водой Амилосубтилин Г3х | 35,0 | 980,0 | 42,6 |
| Всего замеса, выходящего из смесителя | 11487,48 | 321647,2 | 13984,6 |
| 3.Гидроферментативная и ферментативной-тепловая обработка | |||
| Поступает на 1-ую контактную головку: | |||
| -замес | 11487,48 | 321647,44 | 13984,75 |
| -греющий пар | 342,12 | 9579,36 | 416,49 |
| Всего нагретой массы поступает на ферментативную обработку в аппарат 1 ступени (АФО-1) | 11829,5 | 331226,0 | 14401,1 |
| Поступает на ферментативную обработку в аппарат 2 ступени (АФО) | |||
| -массы | 11829,5 | 331126,0 | 14401,1 |
| -греющий пар | 422,6 | 11832,8 | 514,4 |