Проект реконструкции дрожжевого цеха

 

1451,7-435,5=1016,2 т/сут.

 

Количество воды для промывки дрожжей после первой группы сепараторов:

 

435,5·1=435,5 т/сут,

 

где 1 − кратность промывки.

 

Количество дрожжевой суспензии, поступающей на вторую группу сепараторов: 435,5+435,5=871 т/сут.

 

Количество дрожжевой суспензии после второй группы сепараторов:

 

174,2:0,58=300,3,

 

где 0,58 − концентрация дрожжей после второй группы сепараторов, т/м3.

 

Потери дрожжей при сепарации составляют 2%

 

176·0,02=3,52 т/сут.

 

Количество тепла, поступающего на плазмолиз

 

Q=5303·1,45·100=768935.

 

Количество биомассы дрожжей, поступающих на вакуум-выпарную установку: 174,2+3,52=170,68.

 

Количество дрожжевой суспензии, поступающей на вакуум-выпарную установку: 170,68:0,58=294,3 т/сут.

 

Количество отработанной бражки после второй группы сепараторов

 

871-294,3=576,7 т/сут.

 

Количество воды, выпариваемой в двух корпусах вакуум-выпарной установки

 

294,3 (1-14,5:25)=123,61,

 

где 14,5 − концентрация абсолютно сухих дрожжей в суспензии до упаривания,

 

25 − концентрация абсолютно сухих дрожжей в суспензии после упаривания.

 

Принимаем следующее распределение нагрузки вакуум-выпарной установки:

 

1 корпус − 48%, 2 корпус − 52%.

 

Количество влаги, испаряемое в первом корпусе [7]:

 

W1=123,61·48:100=59,3 т/сут.

 

Количество влаги, испаряемое во втором корпусе:

 

W2=123,61-59,3=64,31 т/сут.

 

Расчет концентрации дрожжевой суспензии по корпусам производится по формуле:

 

X=(Gn-xn)/(Gn-W1) ; X1=(294,3·15)/(294,3-59,3)=18,8% ;

 

X2=(294,3·15)/(294,3-117,72)=25,9%.

 

Количество дрожжевой суспензии с концентрацией 25% сухих веществ, поступающей на сушку,

 

294,3-123,61=170,69 т/сут.

 

Количество влаги, испаряемой в сушилке при высушивании дрожжей до 10% влажности

 

170,69·(75-10)/(100-10)=123,28 т/сут.

 

Количество дрожжей после сушки без учета потерь:

 

170,69-123,28=47,41 т/сут.

 

Потери дрожжей при сушке составляют 2% или

 

47,41·0,02=0,95 т/сут.

 

Получается дрожжей с влажностью 10% [7]

 

47,41-0,95=46,46 т/сут.

 

Сводный материальный баланс дрожжевого производства представлен в таблице 1.

 

Таблица 1 − Материальный баланс дрожжевого производства

 

Приход Расход

Наименование Количество, т/сут Наименование 

Количество

 

т/cут

 

Сусло

 

Подсев чистой культуры

 

Аммиачная вода

 

Вода на промывку

 

5303,0

 

4,6

 

5,1

 

435,5

 

Дрожжи10%-ной влажности

 

Испарилось влаги при сушке

 

Потери дрожжей при сушке

 

Испаряется влаги в двух корпусах вакуум-выпарки

 

Последрожжевая бражка:

 

а) после флотатора

 

б) после сепараторов 1-ой ступени

 

в) после сепараторов 2-ой

 

ступени

 

46,46

 

123,28

 

0,95

 

123,61

 

3861,00

 

1016,20

 

576,70

 

Итого - 5748,2 Итого - 5748,2 

 

 

 

5 Расчет и подбор основного технологического оборудования

 

Количество ферментаторов определим по формуле [8]:

 

, (1)

 

где Qсут − производительность завода по товарным дрожжам, кг/ч;

 

Q − фактическая производительность ферментатора по товарным дрожжам, кг/ч.

 

n=.

 

Принимаем к установке 4 ферментатора, из них 1 − резервный.

 

Рассчитаем необходимое количество сборников после ферментатора:

 

, (2)

 

где G − поток дрожжевой суспензии, м3/ч,

 

τ − время пребывания суспензии в сборнике, ч,

 

k − коэффициент заполнения аппарата (k=0,8),

 

V − объем типового сборника, м3.

 

.

 

Принимаем 4 сборника после ферментатора, из них 1 − резервный.

 

Количество флотаторов рассчитаем по формуле:

 

,

 

где 221 − количество сусла, поступающего на флотатор, м3/ч,

 

100 − типовой объем флотатора, м3.

 

Принимаем к установке 3 флотатора.

 

Необходимое количество сборников после флотатора рассчитаем по формуле (2):

 

.

 

Принимаем к установке 4 сборника после флотатора, из них 1 − резервный.

 

Количество сепараторов рассчитаем по формуле[9]:

 

,

 

где 52,598 − поток дрожжевой суспензии, поступающей на первую группу сепаратора, м3/ч,

 

35 − производительность по исходной суспензии, м3/ч.

 

Принимаем к установке 3 сепаратора первой ступени.

 

Количество сепараторов второй ступени рассчитаем по формуле:

 

,

 

где 31,56 − поток дрожжевой суспензии, поступающей на вторую группу сепараторов, м3/ч,

 

35 − производительность по исходной суспензии, м3/ч.

 

Принимаем к установке 2 сепаратора второй ступени.

 

Рассчитаем количество сборников после сепаратора по формуле (2):

 

.

 

Принимаем к установке 2 сборника после первой группы сепараторов и 2 сборника после второй группы сепараторов, из них 1 − резервный.

 

В качестве плазмолизатора принимаем теплообменник труба в трубе. Поверхность теплообмена рассчитаем по формуле[9]:

 

, (3)

 

где Q − количество тепла, поступающего на плазмолиз, Дж,

 

k − коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·0С),

 

ΔT − разность температур, 0С.

 

м2.

 

Принимаем 1 теплообменник с поверхностью нагрева 21 м2. После теплообменника устанавливаем 2 напорных бочка.

 

Рассчитаем количество испаряемой влаги в вакуум-выпарной установке:

 

, (4)

 

где G − количество дрожжевой суспензии, поступающей на выпаривание, т/ч,

 

а1,а2 − начальная и конечная концентрации дрожжей,%.

 

т/сут.

 

В выпарных установках технологический греющий пар расходуется на нагревание исходной КЖ до температуры кипения (Qнагр), на испарение воды в первом корпусе (Qисп) и на потери тепла в окружающую среду (Qпот.)[10].

 

Qнагр=G·c (tкип− tнач), (5)

 

где G − количество КЖ, кг/ч,

 

с − теплоемкость КЖ, Дж/(кг·0С),

 

tкип − средняя температура кипения КЖ в выпарном аппарате,0С,

 

tнач − начальная температура КЖ, 0С.

 

Qнагр=12260·1,43(80-70)=175318 Дж.

 

 

Qисп=w·r, (6)

 

где w − количество воды, испаряемой в первом корпусе, кг/ч,

 

r − удельная теплота парообразования при среднем давлении в выпарном аппарате, Дж/кг.

 

Qисп=5150·2,312=11906,8 Дж.

 

Qпот=0,04·( Qнагр+ Qисп), (7)

 

Qпот=0,04·(175318+11906,8)=7488,99 Дж.

 

Qгр.п.= Qнагр+ Qисп+ Qпот, (8)

 

Qгр.п=175318+11906,8+7488,99=194714 Дж.

 

Расход технологического греющего пара определяем по уравнению:

 

Gгр.п.=Qгр.п./(rгр.п.·x), (9)

 

где rгр.п. − удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг,

 

x − степень сухости греющего пара (принимают x=0,9-1,0).

 

Gгр.п=194714/(0,95·2,636)=77754,97 кг/ч.

 

Количество вакуум-выпарных установок рассчитаем по формуле [10]:

 

,

 

где 12,26 − количество дрожжевой суспензии, поступающей на выпаривание, т/ч.

 

15 − производительность по испаряемой влаге, т/ч.

 

Принимаем к установке 1 вакуум-выпарную установку.

 

Рассчитаем количество сборников после вакуум-выпарной установки по формуле (2):

 

.

 

Принимаем к установке 2 сборника, из них 1 − резервный.

 

Рассчитаем количество сушилок [10]:

 

,

 

где 123,28 − количество влаги, испаряемой в сушилке, т/сут,

 

144 − производительность сушилки, т/сут.

 

Для улавливания частиц, уносимых газом, после сушилки устанавливаем 2 конических циклона НИИОГаз.

 

Таблица 5.1 − Сводная ведомость технологического оборудования:

 

Наименование Количество Характеристика

1 Ферментатор 4 

Объем − 1300 м3;

 

Диаметр − 11000 мм;

 

Высота − 14500 мм;

 

Расход воздуха − 16000 м3/ч;

 

Производительность по товарным дрожжам −18 т/сут

 

2 Сборник после ферментатора 4 Объем − 300 м3.

3 Флотатор 3 

Объем − 100 м3;

 

Диаметр − 5000 мм;

 

Высота − 6000мм;

 

Производительность по исходной суспензии − 160 м3.

 

4 Сборник после флотатора 4 Объем − 160 м3.

5 Сепаратор первой ступени 3 

Производительность по исходной суспензии − 20-35 м3;

 

Потребляемая мощность − 30 кВт;

 

Длина − 1730 мм;

 

Ширина − 900 мм;

 

Высота − 1680 мм;

 

Диаметр барабана − 516 мм.

 

6 Сборник после сепаратора первой ступени 2 Объем − 10 м3.

7 Сепаратор второй ступени 2 

Производительность по исходной суспензии − 20-35 м3;

 

Потребляемая мощность − 30 кВт;

 

Длина − 1730 мм;

 

Ширина − 900 мм;

 

Высота − 1680 мм;

 

Диаметр барабана − 516 мм.

 

8 Сборник после сепаратора второй ступени 2 Объем − 10 м3.

9 Плазмолизатор (теплообменник труба в трубе) 1 

Поверхность теплообмена − 21 м2;

 

Длина труб − 9 м;

 

Число труб в аппарате − 14 штук;

 

Число параллельных потоков − 7;

 

Диаметр теплообменных труб − 48×4 мм.

 

10 Вакуум-выпарная установка 1 

Поверхность теплообмена − 500 м2;

 

Диаметр − 1900 мм;

 

Высота − 19000 мм;

 

Производительность по испаряемой влаге − 15т/ч.

 

11 Сборник после вакуум-выпарной установки 2 Объем − 6 м3.

12 Распылительная сушилка 1 

Производительность − 6000 кг/ч;

 

Диаметр − 13035 мм;

 

Высота − 21900 мм.

 

13 Циклон 2 ЦН-24

 

Заключение

 

В данной курсовой работе был произведен подбор технологической схемы дрожжевого цеха по производству белковых кормовых дрожжей, ее описание.

 

Был рассчитан материальный баланс и осуществлен подбор и расчет основного технологического оборудования.

 

В результате проведенных вычислений при производительности дрожжевого цеха 16 тыс. т белковых кормовых дрожжей в год получим 46,46 т/сут дрожжей 10%-ой влажности.

 

Подобрано 4 ферментатора с эрлифтной системой воздухораспределения и принято к установке 4 сборника. Также принято к установке 3 флотатора и 4 сборника после него. Устанавливаем 3 сепаратора и по два сборника после каждой ступени сепарации. Принимаем к установке 1 вакуум-выпарную установку с принудительной циркуляцией и выносной греющей камерой, количество необходимых сборников равно 2. В качестве плазмолизатора выбираем теплообменник труба в трубе с поверхностью нагрева 21 м2. Для высушивания дрожжей до 10% приняли распылительную сушилку СРЦ-12,5/1100 НК производительностью 6000 кг/ч.

 

Таким образом, выбранная схема обеспечивает выпуск заданного количества и качества продукции.

 

 

Список использованных источников

 

1 Холькин, Ю.И. Технология гидролизных производств / Ю.А. Холькин. − Москва "Лесная промышленность", 1989.

 

2 Производство кормовых дрожжей / А.А.Андреев, Л.И.Брызгалов − Москва. Издательство "Лесная промышленность", 1970.

 

3 Технология гидролизных производств / В.И. Шарков, С.А.Сапотницкий, О.А.Дмитриева, И.Ф.Туманов − Москва. Издательство "Лесная промышленность", 1973.

 

4 Системы ферментации \ У.Э. Виестур, А.М. Кузнецова, В.В. Савенков − Рига: Зинатне, 1986.

 

5 Результаты внедрения флотационного способа выделения дрожжей \ Н.А .Назаров, А.Н. Бажаева − "Гидролизная и лесохимическая промышленность", 1958.

 

6 Бессточная технология в гидролизно-дрожжевом производстве \ Ю.И. Холькин, В.Л. Макаров, В.А. Елкин. − М.: ОНТИТЭИмикробиопром, 1983.

 

7 Методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию для студентов спец. 0903 (специализация "Технология гидролизных производств") \ сост. Е.Ф. Морозов, Н.С. Ручай, Т.Ц. Цедрик.− Минск, 1982.

 

8 Машины и аппараты микробиологических производств \ И.И. Бортников, А.М. Босенко. − Мн.: Высшая школа, 1982.

 

9 Технологическое оборудование гидролизного производства \ К.Д. Мартыненко, В.А. Ефимов. − Москва, Издательство "Лесная промышленность", 1973.

 

10 Методические указания к курсовому и дипломному проектам (Расчет оборудования микробиологических производств) для студентов спец. 0903, 1015. − Минск, 1988.