Файл: Курсовой по проктированию.doc

1.1.4Схема внииПрБа (Мичуринская).

Схема ВНИИПрБа (Мичуринская) является схемой умягченного разваривания. Ее особенность – разваривание при низкой температуре, чем по схеме УкрНИИСПа (Мироцкой), но более длительное время. Приготовление замеса проводят таким образом, как и в схеме УкрНИИСПа.

Замес нагревают в смесителе-предразварнике циркуляционным и вторичным паром до 70-75ºС, а картофельную кашку – до 45ºС. Нагретый замес ил картофельную кашку подают насосом в контактную головку, где нагревают до 100-110ºС, а затем в варочный аппарат, который состоит из 2-4 колонн.

Варочная колонна I ступени представляет собой вертикальный цилиндр, разделенный по высоте на секции 7-8 наклонными перегородками. Перегородки имеют отбортовку вниз, чтобы проходящий пар мог собираться под ними и образовывать паровые подушки. Наличие паровой подушки облегчает перемешивание развариваемого сырья в каждой из секций.

Подогретый замес (кашка) поступает в верхнюю часть колонны через продуктовую трубу. Пар вводят в нижнюю часть под паровую перегородку. В верхней крышке колонны имеется два штуцера: один для отвода циркуляционного пара в смеситель-предразварник, другой – для соединения с остальными варочными колоннами (чтобы давление в них было одинаковым).

В верхнюю секцию варочной колонны I ступени насосом подают замес (кашку). Вследствие непрерывного выпуска разваренного сырья из колонны, поступающий в верхнюю секцию, замес постепенно передвигается в нижнюю часть, проходя последовательно все секции сверху вниз. Одновременно в нижнюю часть колонны подают греющий пар, который проходит все секции и конденсируется в первой верхней секции, соприкасаясь с подаваемым замесом, температура которого ниже температуры пара. В нижних секциях пар не конденсируется, т.к. температура развариваемого сырья в них примерно такая же, как и пара, в средних секциях он конденсируется частично.

Проходя через колонну, пар перемешивает и нагревает развариваемое сырье, которое затем поступает в колонну II ступени, предназначенную для доваривания сырья без подачи греющего пара. Варочная колонна II ступени представляет собой полый вертикальный цилиндр. Развариваемое сырье поступает в нижнюю часть ее и движется вверх, чтобы затем выйти через верхний штуцер по трубопроводу в поплавковый регулятор уровня или в следующую колонну. Число колонн во II ступени зависит от производственной мощности завода. При суточной производительности 800 дал спирта устанавливают одну колонну II ступени, при 1000 дал – две, при 1200 дал – три.

Из последней колонны развариваемое сырье автоматически вытесняется с помощью регулятора уровня в паросепаратор. Температуру в варочных колоннах поддерживают при разваривании картофеля - 138ºС, зерновых культур (за исключением кукурузы) 138-140ºС, кукурузы 144-150ºС. Длительность разваривания (в мин.): картофеля – 40, зерна – 40-50, кукурузы – 60.

Для обеспечения нормальной работы варочного агрегата необходимо обеспечить постоянное давление острого пара. С этой целью устанавливают паровой коллектор, в котором поддерживают избыточное давление 0,55-0,6 МПа (5,5-6 ат) автоматическим регулятором.

1.1.5Чемерская схема.

Чемерская схема предусматривает: дробление зерна и картофеля на молотковых дробилках, приготовление замеса, нагрев его, разваривание в варочном аппарате в расчлененном состоянии и доваривание в выдерживателе. Нагрев замеса до 40-45ºС проводят вторичным паром в смесителе, из которого насосом подают в подогреватель, где нагревают вторичным паром до 73-78ºС, и насосом подают в варочный аппарат.

Варочный аппарат представляет собой обычный цилиндро-конический разварник, внутри которого в верхней части находится распылительный диск, вращающийся со скоростью 800 об/мин. Замес (кашка), попадая на распылительный диск, распыляется в горизонтальной плоскости, попадает на стенки аппарата и в виде тонкой пленки стекает вниз. На высоте 1,8 метра от нижнего днища установлен поплавок-регулятор. Таким образом часть емкости варочного аппарата используется для выдерживания развариваемого сырья при заданной температуре. Греющий пар подают в нижнюю часть аппарата.

Разваренное сырье в варочном аппарате распыляется и при смешивании с паром быстро нагревается. Длительность разваривания – 8-9 мин, температура разваривания при переработке картофеля - 130ºС, кукурузы – 149-150ºС и других видов зерна – 140-142ºС.

Из варочного аппарата разваренное сырье непрерывно поступает по внутренней трубе в нижнюю часть выдерживателя – цилиндро-конический разварник (без вращающегося диска). Длительность выдерживания – 35-40 мин; в выдерживатель парне поступает. Из выдерживателя разваренное сырье поступает в паросепаратор.

1.1.6Загородная (Рязанская) схема.

По этой схеме дробление картофеля проводят на картофелетерках, зерна – на вальцевых станках мокрым способом. Замес нагревают в смесителе и затем разваривают в варочном аппарате, выдерживание разваренного сырья не предусмотрено.

При мокром помоле из вальцевого станка в смеситель поступает зерновой замес, который подогревают вторичным паром из паросепаратора до 60-65ºС. Картофельную кашку подают в варочный аппарат без подогрева.

Варочный аппарат представляет собой вертикальную колонну, внутри которой вращается вал с пятью дисками. Между дисками по высоте колонны установлено пять конических насадок. Вал с дисками приводится в движение от электродвигателя и делает 500 об/мин. Пар вводят в колонну в трех точках на разной высоте аппарата. Замес подают на первый верхний диск; здесь он отбрасывается к стенкам колонны и по конической насадке поступает на нижележащий диск и так до выхода из аппарата. Разваренное сырье отводят снизу. Разваривание ведется при температуре 150-152ºС в течении 2-3 мин.

1.1.7Технико-экономическая оценка непрерывного разваривания сырья.

В основу оценки положено сопоставление выхода спирта; расхода электроэнергии на измельчение сырья, смешивания с водой и перекачку массы; расхода пара на разваривание; стоимости аппаратов и их монтажа; применение трудовых затрат.

Внедрение непрерывного разваривания дает следующий эффект:

1. выход спирта на всех рассматриваемых участках увеличивается на 0,7-1,2 дал из 1 тонны крахмала по сравнению с полунепрерывной схемой благодаря смягчению режима варки и уменьшению потерь сбраживаемых веществ;

2. значительно улучшаются и создаются более безопасные условия труда рабочих варочного отделения;

3. увеличивается производительность варочного оборудования и производительность труда рабочих варочного отделения, численность рабочих сокращается на 4 человека (верхних варщиков);

4. расход пара уменьшается и потребление его становится более равномерным.

Суммарный экономический эффект от внедрения непрерывного разваривания составляет 35-45 руб. на 1000 дал спирта. Затраты на оборудование окупаются за 1-1,5 года.

Практика работы спиртовых заводов по различным схемам непрерывного разваривания не дает пока возможности установить, какая из них является наилучшей. Схема УкрНИИСПа обеспечивает наиболее высокий выход спирта из 1 тонны крахмала, аппаратурное оформление ее не сложно, но эта схема требует применения пара относительно высокого давления. Наименьший расход пара на разваривание – в установке ВНИИПрБ, кроме того, на ней имеется возможность использования для варки ретурного пара от турбин с противодавлением./3/

1.1.8Механико-ферментативная схема обработки крахмалсодержащего сырья

В последнее время отечественные производители спирта уделяют пристальное внимание энерго- и ресурсосберегающим технологиям получения этанола. Наибольший интерес представляют технологии подготовки крахмалистого сырья к сбраживанию без разваривания или в условиях низкотемпературного разваривания.

Впервые исследования процессов обработки сырья в отсутствие повышенного давления начали проводить во ВНИИ пищевой биотехнологии, КТИПП и ВТИ с конца 70-х и начала 80-х гг. Так, во ВНИИПБТ в 1986 г. Начали разрабатывать новый способ “мягкого” разваривания сырья. В основу этой технологии был положен метод гидроферментативного растворения веществ зерна, где технологический фактор растворения этих веществ – не температура разваривания сырья, при которой протекают процессы термогидратации и термогидролиза крахмала, а фактор времени протекания ферментативных и гидродинамических процессов.

Сегодня предприятия накопили большой опыт эксплуатации этой технологии, что позволяет оценить ее технико – экономическую эффективность. Положительная сторона работы “мягкой” схемы по сравнению с эксплуатацией традиционной схемы высокотемпературного разваривания сырья – снижение температуры варки и улучшение органолептических и физико-химических показателей вырабатываемого спирта.

Как показывает опыт, в ходе распространения “мягких” схем МФО в промышленности отмечаются некоторые особенности. Это связано с использованием на предприятиях габаритных аппаратов для ферментативного гидролиза сырья, не предусматривающих оптимального пребывания массы в них. Сложности также обусловлены реальной необходимостью переработки некачественного сырья низкосортного, дефектного зерна, что влияет на технологию, качество продукции и эффективность производства.

В отдельные периоды качество зернового сырья может сильно изменяться по разным причинам: из-за поступления недозрелого, не выдержавшего сроки хранения сырья; низкокрахмалистого, щуплого, с повышенным содержанием пленок ячменя (=10%); недостаточно очищенного и засоренного (более 2%), с повышенной влажностью (более 15%), а также плохо хранившегося, пораженного вредителями, морозобойного, заплесневелого, с разными запахами зерна различной степени дефектности, с содержанием аммиака от 5-22 до 40-100 мг%.