Описание принятой технологической схемы

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день в РФ работает 224 спиртовых заводов по производству этилового спирта из крахмалистого и сахаристого сырья. Мощность их составляет 121,8 млн. дал в год спирта этилового из пищевого сырья.

Из указанных заводов: 170 введены в действие в 18-19 веках; 5 заводов построены в 1935-1940 гг.; 51 завод общей мощностью 17,3 млн. дал построены за последние 8-10 лет. Кроме этого в эти годы построено 12 ректификационных цехов при ликероводочных заводах по производству спирта – ректификата из спирта – сырца из пищевого сырья. Общая мощность указанных цехов составляет 13,6 млн. дал в год.

При строительстве новых и реконструкции действующих спиртовых заводов использовались современные технологии по производству спирта из крахмалистого сырья, а также частично решались вопросы охраны природы и окружающей среды.

На спиртовых заводах практически отсутствует система автоматического регулирования технологическими поцессами.

На многих спиртовых заводах используются традиционные ферменты растительного происхождения для гидролиза крахмала, в то время как в мировой практике используются ферментные препараты микробного происхождения, применение которых повышает выход и качество продукции, снижает себестоимость.

Для лучшего развития спиртовых заводов необходимо осуществлять следующие мероприятия:

1. Построить цеха по переработке барды на кормопродукты.

2. Построить сооружения для очистки сточных вод.

3. Внедрить ресурсосберегающую технологию при тепловой обработке крахмалистого сырья с использованием ферментных препаратов микробного происхождения взамен солода.

4. Заменить изношенные брагоректификационные аппараты.

5. Заменить теплообменную аппаратуру «труба в трубе» на стадии охлаждения осахаренного сусла на пластинчатые теплообменники. Это позволит сократить расход воды на 20-25% и повысить микробиологическую чистку брожения и повысить качество спирта.

6. С целью сокращения отходов спиртового производства внедрить систему возврата фильтра барды в производство.

7. В целях повышения эффективности использования сырья, энергоресурсов, повышение качества продукции и производительности труда осуществить комплексную автоматизацию технологических процессов спиртового производства на компьютерной основе, в том числе подработочного, варочно-заторного, бродильного и брагоректификационного отделений.

8. С целью повышения эффективности использования тепловой энергии осуществить реконструкцию котельных установок с заменой паровых котлов и установкой водяных экономайзеров, а также установить блочный автоматизированный электрогенерирующий комплекс. Вторичный пар после турбины используется на технологические нужды.

9. Для восстановления действующих мощностей осуществить замену изношенного технологического оборудования.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Анализ схем и выбор оптимального варианта

 

Водно-спиртовую смесь в ликеро-водочном производстве приготавливают периодическим и непрерывным способом. При периодическом способе приготовляют сортировку следующим образом. В герметически закрытый чан, называемый сортировочным, набирают из мерников рассчитанное количество спирта, соответственно тре­буемой крепости сортировки, а затем добавляют воду до полу­чения заданного объема сортировки.

Следует помнить, что для приготовления сортировки необхо­димо сначала набирать в чан спирт, а уже потом добавлять воду. Так как относительная плотность спирта меньше плотности воды, то спирт при этом поднимается вверх, что способствует лучшему перемешиванию сортировки.

После добавления в чан воды смесь перемешивают одним из следующих способов:

1) механически — с применением механической мешалки, вмонтированной в сортировочный чан;

2) с помощью насоса, перекачивая сортировку по трубопро­воду из нижней части чана в верхнюю;

3) сжатым воздухом, поступающим от компрессора или воз­духодувки через барботер, расположенный внутри сортировочно­го чана.

Заливать спирт и воду в сортировочный чан можно также од­новременно; при этом достигается частичное размешивание спир­та с водой уже в процессе наполнения чана, однако рекомендует­ся вести залив с таким расчетом, чтобы раньше закончить спуск спирта.

В сортировку добавляют вещества, предусмотренные рецеп­турой для данного вида водки, и тщательно перемешивают. Пос­ле этого проверяют крепость сортировки и в случае отклонения ее от установленной добавляют спирт или воду и снова тщатель­но перемешивают. Полученную сортировку перекачивают на­сосом в напорный чаи и без отстаивания направляют на филь­трацию.

Недостатки приготовления водно-спиртовой смеси периодическим способом:

-Снижает потери спирта;

-Занимает большую производственную площадь;

-Преобладает ручной труд.

Периодический способ приготовления водно-спиртовой смеси является наилучшим, т.к. установка полностью герметизирована, что снижает потери спирта по сравнению с периодическим способом на 0,03%. Благодаря компактности она размещается на значительно меньших производительных площадях. Автоматическое регулирование процесса обеспечивает стабильность крепости сортировок.

Следовательно, курсовой работой предусматривается внедрение непрерывной схемы приготовления водно - спиртовой смеси.

 

Описание принятой технологической схемы

Спирт и умягченная вода из емкостейпоступают в напорные бачки,снабженные поплавковыми регуляторами уровня. Потоки спирта и воды измеряются стек­лянными ротаметрами(типа РС-2,5 Ж и РС-4Ж), регулируются вентилямии смешиваются в смесителе,снабженном кол­лектором,который служит для распределения воды.

Соотношение потоков спирта и воды принимают таким, чтобы крепость сортировки после смесителя была на 0,5—1,5% об. выше 40%-ной (1: 1,38—1,44). Окончательно ее доводят водой, поступа­ющей из напорного бачка через ротаметр (типа РС-0,63Ж) и исполнительный механизм(типа УКС-160-15-1,0-НО) в продуктовый трубопровод перед центробежным насосом.

Центробежный насос (типа 36 МЦ-10-20) является основным регулируемым объектом установки. Контроль за работой насоса осуществляется с помощью технического мановакуумметра (типа ОБМВ-100), а его производительность регулируется вен­тилем.

Для определения крепости сортировки и отработки соответ­ствующего пневматического сигнала служит проточный пневма­тический датчик (типа ДПП-1). Он преобразует величину плот­ности проходящей через пего сортировки в величину, прямо про­порциональную давлению воздуха и изменяющуюся в пределах 0,02—0,1 МПа. Отбор сортировки на датчик после насоса про­изводится с помощью вентилей и фильтра-газоотделителя.Скорость протекания сортировки измеряется ротаметром (типа РСП).

Так как температура сортировки может отклоняться от 20°С и быть, например, выше вследствие выделения теплоты смеше­ния спирта с водой, то в датчике предусмотрено приведение тем­пературы к 20° С. Отработанный датчиком плотности суммарный пневматический сигнал поступает в блок контроля и регулиро­вания(типа ЧРБ-32А), состоящий из вторичного прибора типа ПВ-10-1П и пропорционально-интегрального регулятора (типа ПРЗ-21), и далее на исполнительный механизм. Назначение вторичного прибора регистрация крепости сортировки и показание положения клапана исполнительного механизма. Вторичный прибор снабжен кнопочным устройством для управления работой установки в ручном или автоматическом режиме.

При возникновении разбалансировки между текущим значением плотности и заданным регулятором блока изменяет выходной пневматический сигнал, обеспечивающий соответствующее изменение положения клапана в исполнительном механизме в сторону выравнивания получаемой крепости с заданной.

Описанная система контроля и регулирования обеспечивает поддержание крепости сортировки с точностью 0,1 % об. спирта от нормальной.

Растворы игредиентов дозируют через особые мерники.

Смеситель спирта состоит из двух частей: нижней и верхней. Нижняя часть представляет собой кольцеобразный коллектор, предназначенный для предварительного смешивания спирта и воды, поступающих по патрубкам.

Верхняя частьимеет цилиндрическую форму, снаб­жена разделительной диафрагмой и служит для окончатель­ного перемешивания. В этой части расположены две сетки, соединенные стержнем. Кольцеобразный коллектор и цилиндри­ческая часть смесителя соединены между собой переходным ко­нусом.

Вода и спирт, поступающие одновременно в смеситель, про­ходят диафрагму и сетки, смешиваются и выходят через патру­бок.

Пуск и эксплуатация установки в автоматическом режиме производятся следующим образом. Перед пуском установки проверяют нали­чие спирта и умягченной воды в емкостях(которое должно быть не мень­ше 50% вместимости), наличие свободных емкостей для сбора готовой сорти­ровки. Давление воздуха по манометру должно быть не менее 0,2 МПа.

Одновременно приводят в рабочее состояние систему автоматического регулирования:

открывают вентиль и подают в систему воздух;

устанавливают с помощью редуктора по манометру давление воздуха в системе автоматизации, равным 0,14 МПа; нажимают кнопки с индексами «Р» и «Откл.» на кнопочном переключателе блока конт­роля и регулирования плотности сортировки, что соответствует ручному режиму управления. При этом исполнительный механизм водно-спиртового раствора управляется непосредственно ручным задатчиком «РЗ»;

устанавливают ручным задатчиком по шкале «К» давление на исполни­тельном механизме(0,06 МПа).

Чтобы привести установку в рабочее состояние (начальные условия ра­боты — вся запорная и регулировочная арматура закрыта), нужно открыть запорные вентили и подать спирт и воду в бачки постоянного уровня и открыть вентили на линиях расходомеров, вентили, регулирующие вентили (наполовину), и (на одну четверть) и (пол­ностью).

Для пуска установки в работу необходимо сделать следующее:

включить электродвигатель центробежного насоса; установить регулирующими вентилями и подачу основных компо­нентов с соотношением, обеспечивающим получение на выходе из установки водно-спиртового раствора крепостью 40%об.;

установить вентилем давление по манометру, равное 0,1 МПа;

проверить показания расходомеров;

отобрать пробу водно-спиртового раствора, замерить его крепость и при необходимости провести корректировку вентилями;

по достижении производительности и крепости спирта установить рас­ход водно-спиртового раствора на датчик плотности, для чего надо открыть вентиль, установить вентилем расход водно-спиртового раствора на датчик плотности по расходомеру па 70—80 делений с последующим по­нижением величины этого расхода вентилем на 50 делений;

произвести прогрев датчика плотности в течение 30—40 мин;

перевести установку в автоматический режим управления, для чего надо нажать кнопку «А», что вызовет возвращение кнопки «Р» в исходное положение, установить ручным задатчиком «РЗ» давление «задания», равное «переменной», включить в работу регулятор нажатием кнопки «Вкл.». 5» Контроль режима работы установки заключается в периодическом на­блюдении за расходом сортировки на датчик. По шкале расходомерарасход не должен превышать 50 + 1 деление. Корректировка осуществляет­ся вентилем.

Отбор пробы производят два-три раза в смену. Содержание спирта в водно-спиртовом растворе проверяют металлическим спиртомером, сравни­вая результаты с показаниями датчика плотности.

Показания расходомеровпроверяют два-три раза в смену.

Для временного выключения установки нужно отключить электродвига­тель насоса, закрыть вентилиина трубопроводе подачи воды и спирта в бачки постоянного уровня, закрыть вентили, отключить ре­гулятор нажатием кнопки «Откл.»; установить ручкой задания «РЗ» по шка­ле «К» давление пневмосигнала, подаваемого на исполнительный механизм, равное 0,06 МПа, перевести установку на ручное управление нажатием кноп­ки «Р», закрыть вентиль.

Пуск установки после кратковременного отключения осуществляют в следующем порядке: открывают вентили; включают электро­двигатель насоса, через 1—2 мин после начала pa-боты установки проверяют показания расходомеров; отбирают пробы и проверяют концентра­цию спирта в водно-спиртовом растворе; если необходимо, проводят соответ­ствующую корректировку.

Выключение установки (на длительное время) производят в следующем порядке: закрывают запорные вентилии; выключают электродвигатель насоса; закрывают запорные вентили; закрывают вентили, регулирующие подачу водно-спиртового раствора на датчик плот­ности, и вентили, регулирующие расход компонентов; закрывают вентилемпиевмопитание системы автоматизации и закрывают вентили на линиях расходомеров.

Расчёт продуктов

 

Расчёт продуктов в ликеро - водочном производстве производится на 1000 дал с последующим пересчётом на годовую и суточную производственную мощность завода. Предусматриваемый ассортимент водок указывается в таблице 1.

Таблица 1- Ассортимент водок

Вид изделия	Количество
	% к объему	Годовая производственная мощность, дал
Пшеничная	40	1160000
Русская	60	1740000
Итого	100	2900000

 

Расчёт расхода спирта

Для определения количества спирта, расходуемого на приготовление водок, необходимо учесть безвозвратные потери спирта при приготовлении сортировки, обработки её активным углём, фильтрации и розливе. Эти потери исчисляются в процентах от количества спирта, поступившего в производство. Кроме того, учитывается спирт, возвращаемый цехом в виде отходов, которые направляются для ректификации на спиртовом заводе.

 

Таблица 2 – Потери спирта в процентах при приготовлении сортировки периодическим способом

Вид изделия	Общая сумма потерь, %
Пшеничная	0,93
Русская	0,93

 

При внедрении непрерывного способа приготовления сортировки потери спирта по сравнению с периодическим способом приготовления сортировки уменьшаются на 0,03 %

 

Таблица 3 – Потери спирта в процентах при приготовлении сортировки непрерывным способом

Вид изделия	Общая сумма потерь, %
Пшеничная	0,9
Русская	0,9

 

Согласно ГОСТа Р 51335- 99 для приготовления водки «Пшеничная» принимается спирт ректификат «Экстра» ГОСТ Р 51652- 2000 крепостью не менее 96,3 % об.

Согласно ГОСТа Р 51355- 99 для приготовления 40 % об водки «Русская» применяется спирт ректификат «Высшей очистки» ГОСТ Р 51652-2000 крепостью не менее 96,2 % об.

Расход безводного этилового спирта для приготовления 1000 дал 40 % об. водки «Пшеничная» и «Русская» с учётом его потерь в производстве составит:

Vб/с = , дал

где Р₁ – общие потери, %;

Vб/с – объем безводного спирта, дал.

Vб/с = = 403,63 дал

Расход спирта ректификата «Экстра» для водки «Пшеничная» составит:

Vс/р =  дал

Расход спирта ректификата «Высшей очистки» для водки «Русская» составит:

V с/р = = 419,57 дал

Расход исправленной воды

Потери спирта сопровождаются такими же потерями воды, так как спирт всегда испаряется в виде водно – спиртовой смеси, увлекая с собой пары воды. При расчёте расхода воды нужно учесть степень сжатия смеси.

Для получения 40% об водно – спиртовой смеси при использовании спирта ректификата крепостью 96,3% об., нужно к 100 дал спирта добавить 147,89 дал воды. Следовательно, для приготовления 1000 дал сортировки для водки «Пшеничная», на которую расходуется 419,14 дал спирта, умягчённой воды потребуется:

Vв =  = 619,87 дал

где 147,87 – объём воды, который необходимо прибавить к 100 дал спирта при крепости исходного спирта 96,3% об, дал.

Для приготовления 1000 дал сортировки водки «Русская», на которую расходуется 419,57 дал спирта, умягчённой воды потребуется:

Vв =  = 620,50 дал

где 147,89 – объём воды, который необходимо прибавить к 100 дал спирта при крепости исходного спирта 96,2% об, дал.

 

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: