МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВИХ РОБІТ З ДІСЦИПЛІНИ

“ЗАСТОСУВАННЯ ЕОМ В ТЕХНОЛОГІЇ”

ДЛЯ СТУДЕНТІВ СПЕЦІАЛЬНОСТІ 6.091705

“ТЕХНОЛОГІЯ ЖИРІВ І ЖИРОЗАМІННИКІВ”

Затверджено на засіданні

кафедри хімічної технології

високомолекулярних сполук.

Протокол № 11 від 14.05.09

Дніпропетровськ УДХТУ 2010

Методичні вказівки до виконання курсових робіт з дисципліни “Застосування ЕОМ в технології” для студентів IV курсу спеціальності 6.091705 “Технологія жирів і жирозамінників” / Укл. Л.С. Голуб – Дніпропетровськ: ДВНЗ УДХТУ, 2010. – 21 с.

Укладач Л.С. Голуб, канд. техн. наук

Відповідальний за випуск О.В. Черваков, канд. хім. наук

Навчальне видання

Методичні вказівки

до виконання курсових робіт з дисціпліни

“Застосування ЕОМ в технології”

для студентів спеціальності 6.091705

“Технологія жирів і жирозамінників”

Укладач ГОЛУБ Леся Сергіївна

Редактор Л.М. Тонкошкур

Коректор Т.М. Кіжло

Підписано до друку 26.04.10. Формат 6084 1/16. Папір ксерокс. Друк різограф. Умов.-друк. арк. 0,95. Облік.-вид. арк. 0,98. Тираж 100 прим. Замовлення №133. Свідоцтво ДК №303 від 27.12.2000.

ДВНЗ УДХТУ, 49005, м. Дніпропетровськ-5, просп. Гагаріна, 8.

Видавничо-поліграфічний комплекс ІнКомЦентру

Метою курсової роботи з дисципліни «Застосування ЕОМ в технології» є опис одного із процесів видобування або переробки жирів та виконання матеріальних розрахунків.

В ході виконання курсової роботи студент на основі огляду літератури закріплює знання фізико-хімічних процесів синтезу та властивостей заданого викладачем процесу виробництва, а також після аналізу існуючих технологій здійснює опис технологічного процесу одержання готового продукту та виконує необхідні матеріальні розрахунки із застосуванням ЕОМ.

Задачею курсової роботи є, на основі здобутих знань та умінь, отриманих при вивченні дисциплін «Видобування жирів», «Технологія переробки жирів», навчитись:

– аналізувати та вибирати методи виробництва готового продукту;

– розробляти технологічну схему виробництва із застосуванням програм Word і Paint;

– виконати необхідні матеріальні розрахунки за допомогою програми Excel;

– будувати структурні формули речовин за допомогою програми CS ChemDraw;

– користуватись при виконанні курсової роботи спеціальною технічною, довідковою, реферативною, періодичною, патентною літературою та стандартами.

Курсова робота з курсу «Застосування ЕОМ у технології» повинна складатися з наступних частин:

Титульний лист

Реферат

Зміст

Вступ

1 Обгрунтування вибору методу виробництва

2 Характеристика готового продукту

3 Технологічна частина

3.1 Стадії та опис технологічного процесу

3.2 Технологічна схема виробництва

4 Матеріальні розрахунки

4.1 Блок-схема

4.2 Вихідні дані для матеріальних розрахунків

4. 3 Матеріальні розрахунки за стадіями технологічного процесу

4.4 Зведений матеріальний баланс

Висновки

Список літератури

Запропонована структура курсової роботи повинна бути відображена в змісті.

Зміст окремих розділів курсової роботи

Титульний лист (дивитися додаток A).

Реферат

Призначення реферату – у надто стислій формі показати, про що йдеться у курсовій роботі.

Реферат починається з визначення обсягу курсової роботи, кількості рисунків, таблиць та джерел. Потім перелічують "Ключові слова" – слова, які найчастіше вживаються у роботі і які відображають основний предмет, що описується та основні дії, або перетворення цього предмету. Загальна кількість "ключових слів" 5 – 8.

У другому абзаці реферату наводять інформацію, за якою технологією одержують або переробляють задану продукцію, які запропоновані нові рішення виробництва, а також наводять результати наведених матеріальних розрахунків.

Обсяг реферату 1 сторінка.

ЗМІСТ

У курсовій роботі поміщують зміст з номерами і найменуванням розділів і підрозділів і номерами листів, на яких вони розташовані.

Слово "Зміст" записують у вигляді заголовку з прописної літери. Найменування, включені в зміст, записують рядковими літерами, починаючи з прописної літери.

Вступ

У вступі коротко висвітлюють такі питання: стан галузі виробництва, її розвиток, а також використання готового продукту в інших галузях промисловості.

Слово "Вступ" записують у вигляді заголовку з прописної літери. Обсяг вступу 1 – 2 сторінки.

1 ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ МЕТОДУ ВИРОБНИЦТВА

Незважаючи на те, що завданням на курсову роботу метод виробництва конкретного продукту визначено, студенту необхідно порівняти відомі з літератури та інших джерел методи виробництва і обрати (обґрунтувати) кращий за такими показниками:

– кількість технологічних операцій;

– складність технологічних операцій;

– енергоємність процесів, окремих стадій;

– складність управління технологічним процесом;

– серійне чи спеціальне устаткування використовується;

– санітарна та пожежна безпечність окремих операцій;

– кількість відходів на стадіях;

– наявність та кількість викидів у навколишнє середовище.

Розділ рекомендується закінчити стислим описом (як висновок), який з описаних методів виробництва буде використано у курсовій роботі, чому Ви його приймаєте, які зміни Ви передбачаєте внести у технологію або у технологічну схему.

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ГОТОВОГО ПРОДУКТУ

Цей розділ слід починати з текстового опису хімічної структури продукту, особливостей його будови, молекулярної маси, та інше. Хімічна структура готового продукту повинна оформлятися за допомогою програми CS ChemDraw. Потім навести всі можливі показники даного продукту, знайдені у довідниках, енциклопедії та Державних стандартах (ГОСТ) або технічних умовах (ТУ) на виробництво, якими користуються на підприємстві.

Усі знайдені характеристики слід занести в таблицю такої форми:

Таблиця 0.0 - Характеристика ______________________________

(назва продукту)

3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

3.1 Стадії та опис технологічного процесу

Технологічна частина курсової роботи починається із визначення стадій технологічного процесу, які коротко характеризуються у відповідному розділі. До переліку стадій входять усі операції, які необхідні для виготовлення готової продукції, починаючи із підготовки сировини (транспортні операції, змішування, розчинення окремих компонентів). Треба розрізняти суто хімічні стадії, на яких відбувається хімічне перетворення речовин, та фізико-механічні стадії, до яких відносяться транспортні, масообміні, теплообмінні процеси, подрібнення, розсів, грануляція, стандартизація, пакування, фільтрація, сушка та інші.

Розділ являє собою перелік стадій з короткими коментарями кожної. За таким переліком стадій можна скласти попередню технологічну схему.

Опис технологічного процесу – це опис хімічних і фізико-механічних перетворень сировини і її переміщення від апарата до апарата на всіх стадіях від одержання та складування сировини до складування та видачі готового продукту замовнику.

Звичайно обмежуються описом технологічного процесу за технологічною схемою без визначення технологічних параметрів, але чітко дотримуються послідовності не тільки окремих стадій, але і послідовності зміни технологічних параметрів на кожній стадії.

При описі технологічної схеми необхідно користуватись прийнятими позначеннями апаратів, машин та агрегатів. Наприклад: водна фаза із ємності 8 насосом 9 подається у мірник 10 і завантажується через підігрівач 11 у апарат 12 самопливом.

Подальший докладний опис кожної стадії дають відповідно до технологічної схеми процесу, яка повинна бути виконана з використанням програми Word (малювання) чи Paint. При описі технологічного процесу необхідно простежити за тим, щоб номери апаратів, машин, насосів співпадали з номерами технологічної схеми процесу.

3.2 Технологічна схема виробництва

Технологічна схема – це графічне зображення сукупності взаємозв'язаних технологічних вузлів, у яких відбуваються хімічні та фізико-механічні процеси по виготовленню готового продукту. Технологічний вузол визначають як апарат або групу апаратів з трубопроводами та арматурою, у яких починається і закінчується один із хімічних або фізико-механічних процесів.

Технологічна схема являє собою умовно позначені апарати та устаткування, з'єднані лініями, які виявляють собою шляхи переміщення сировини та матеріалів.

В данній курсовій роботі технологічна схема оформлюється на стандартних листах паперу формату А4 в текстовому редакторі Word або графічному редакторі Paint. При необхідності схему можна виконувати на декількох листах в одному масштабі.

До кожної технологічної схеми повинен бути перелік елементів. При необхідності перелік елементів може бути виконано у вигляді самостійного документу на листах формату А4.

4. МАТЕРІАЛЬНІ РОЗРАХУНКИ

Матеріальні розрахунки призначені для визначення кількості вихідної сировини та допоміжних матеріалів, а також кількості відходів і викидів підприємства в ході технологічного процесу. Визначаються витратні коефіцієнти енергоносіїв (електроенергія, паливо тощо).

Норми витрат в подальшому спрощують розрахунки в разі реконструкції діючого підприємства або технічного переоснащення, а також дають змогу розрахувати матеріальні витрати на дане виробництво.

Матеріальний баланс починається із складання блок-схеми виробництва, що є графічним зображенням стадій технологічного процесу. На блок-схемі вказують у процентному співідношенні кількості сировини і матеріалів з урахуванням відходів і викидів на кожній стадії виробництва.

Обов’язковим є перелік вихідних даних, а саме показники і характеристики вихідної сировини, допоміжних матеріалів, які суттєво впливають на якість готового продукту.

Існують два способи матеріальних розрахунків. За одним з методів розрахунки ведуться на кількість завантаженої сировини. Метою таких розрахунків є визначення кількості готового продукту із заданими показниками.

Другий метод полягає у тому, що відомо, скільки отримуємо готового продукту, але невідомо яка кількість потребується сировини з урахуванням всіх втрат і відходів.

Матеріальний баланс зображується у текстовому форматі з використанням формул і правильним їх оформленням. Також матеріальний баланс повинен бути виконан за допомогою Excel, при цьому необхідно підписувати назви показників і стадій. Формули зображуються у притаманному Excel вигляді.

Обидва методи матеріальних розрахунків наведені нижче на прикладі одного з процесів переробки рослинної олії, а саме, на прикладі матеріального розрахунку процесу лужної нейтралізації соняшникової олії з попереднім зйомом восків безперевним методом на лінії “Вестафалія”.

4.1. Блок-схема

H₃PO₄ Олія

0,1% 99,9%

95,69% 4,31% 90,6%

вода NaOH мило

Na₃PO₄ соапсток

9,4% олія 11,4%

вода

0,15% втрати олії

з промивною водою

0,005% втрати олії

олія рафінована (390т/добу)

4.2 Вихідні дані для матеріальних розрахунків

• кислотне число сирої олії 4,0

• кислотне число рафінованої олії 0,6

• надлишок лугу 20 %

• густина розчину лугу 1500 кг/м³

• втрати олії при промивці водою 0,15 %

• втрати олії при сушці 0,005 %

• середня молекулярна маса вільних жирних кислот 282 г/моль

• молекулярна маса лугу 40 г/моль

• молекулярна маса фосфорної кислоти 98 г/моль

• необхідна кількість фосфорної кислоти від маси олії 0,1 %

• базова продуктивність діючого підприємства 300 т/добу

При реконструкції відділення лужної нейтралізації соняшникової олії із збільшенням продуктивності на 30% від заводської отримаємо власну продуктивність:

300·1,3=390 т/добу

4.3 Матеріальні розрахунки за стадіями технологічного процесу

1. Теоретична кількість лугу, яка необхідна для рафінації 1т олії, визначається за формулою (3.1)

(3.1)

де Х – кількість лугу, кг;

К – кислотне число олії, мг КОН;

N – кількість олії, т.

За формулою (3.1) розраховуємо

2. Надлишок лугу визначаємо за формулою (3.2):

(3.2)

де Х₁ – надлишок лугу, кг;

n – надлишок лугу, % (приймаємо 20%).

За рівнянням (2.2) надлишок лугу становить

3. Кількість фосфорної кислоти залежить від якості олії і складає 0,05-0,2%. Для розрахунку приймаємо кількість фосфорної кислоти – 0,1% від маси олії або 1кг/т.

4. Гідроксид натрію витрачається на нейтралізацію жирних кислот і зв’язування фосфорної кислоти. Витрати гідроксиду натрію на зв’язування ортофосфорної кислоти будуть за формулою (3.3)

(3.3)

За формулою (2.3) розраховуємо

5. Загальна кількість лугу може бути визначена за формулою (3.4)

(3.4)

За формулою (3.4) визначаємо загальну кількість лугу

6. Кількість води, яка необхідна для приготування розчину лугу, визначаємо за формулою (3.5)

(3.5)

де Q_в – кількість води, л;

Х₃ – загальна кількість лугу, кг;

С – концентрація розчину лугу (приймаємо 45г/л).

Відповідно до рівняння (3.5) знаходимо

7. Тоді загальна кількість розчину в кілограмах буде:

(3.6)

За формулою (3.6) визначаємо

8. Таким чином, кількість суміші олії з розчином буде:

(3.7)

За формулою (2.7) знаходимо кількість суміші олії з розчином:

9. Кількість молей вільних жирних кислот, які знаходяться в 100г олії, можна визначити за формулою (3.8)

(3.8)

де к – кислотне число;

56,1 – молекулярна маса КОН.

За формулою (3.8) знаходимо кількість молей вільних жирних кислот

10. Кількість вільних жирних кислот, які знаходяться в 1т олії в кілограмах, можна визначити за формулою (3.9)

(3.9)

де М_к – середня молекулярна маса вільних жирних кислот в олії.