Предлагаемые мероприятия по обеспечению пожарной безопасности маргаринового цеха

4 ПРЕДЛОГАЕМЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ МАРГАРИНОВОГО ЦЕХА

 

 

4.1 Понятие адсорбента

 

Процесс ликвидации аварийного разлива вещества состоит из трех стадий:  - локализация разлива;

     - собственно  сбора и удаления с поверхности;

     - переработки  и утилизации собранного продукта.

Наиболее эффективным  способом сбора и удаления разлившихся  веществ с поверхности является использование гранулированных  или порошкообразных сорбентов, которые затем удаляют механическим способом вместе с адсорбированным  веществом.

Что касается непосредственно  маргаринового цеха, то для ликвидации разливов растительного масла используется самое примитивное вещество – песок, который впитывает, однако, не обеспечивает связывания этого вещества, оно продолжает испаряться и, соответственно, представляет опасность при несоблюдении техники безопасности, при несвоевременной уборке. Одним из основных путей решения данной проблемы является применение эффективных, экологически безопасных адсорбентов.

 Адсорбенты – это  материалы, для которых характерен  процесс поглощения вещества  путем физической поверхностной  сорбцией.

Адсорбент должен обладать следующими основными свойствами:

- необходимой селективностью к загрязнителю;

- химической инертностью к очищаемой среде и сродством к загрязнителю;

- достаточной механической прочностью;

- быть доступным и дешевым.

Для характеристики адсорбентов  принято делить их на два класса: природные и синтетические. Более  широкое применение природных минералов  обусловлено комплексом их уникальных свойств, зачастую не свойственным синтетическим  сорбентам, кроме того, оправдывается  экономической выгодой, относительной  дешевизной и доступностью, при производстве природных адсорбентов происходит меньшее загрязнение окружающей среды, чем при синтезе искусственных. В качестве таких адсорбентов  применяют природные не активированные глины, алюмосиликаты, активированные угли.

 

 

4.2 Исследование свойств и структуры адсорбента

 

В ГУО «Гомельский инженерный институт» МЧС РБ проведены исследования и получен адсорбент, который  позволяет связывать продукты разлива  – растительное масло – снижая их испаряемость и обеспечивая большую  безопасность.

В исследованиях в качестве основного вещества использовались бентонитовые глины отечественных  разработок. К бентонитам относятся  тонкодисперсные высокопластичные глины, основную роль в составе которых играет монтмориллонит, структура которого изображена на рисунке 1

 

Рисунок 1-Структура монтмориллонита

 

Способность монтмориллонита  приобретать определенную степень  дисперсности и склонность к принудительному  диспергированию под действием  внешних нагрузок позволяет  представить  глины как твердотельную матрицу  с высокой возможностью модификации[13, с.23-28].

При производстве адсорбента серийно применимой и наиболее экономичной  является размольно-смесительная технология, однако применяемое стандартное  оборудование не позволяет получать порошки требуемой дисперсности. В связи с этим для получения  адсорбента применяется планетарная мельница совместно с классификатором дисперсности, которая позволяет достигнуть требуемой дисперсности порошковых компонентов. Их изображение предоставлено на рисунке 2.

 

Рисунок 2-Планетарная мельница с классификатором

 

В настоящее время наиболее широкое применение находят адсорбенты с развитой удельной поверхностью. Ведь одним из способов повышения  их эффективности является повышение  дисперсности. Причем известно, что  повышение дисперсности, увеличение удельной поверхности позволяет  повысить адсорбционную способность.

Модификацию глины проводили  с использованием липидных веществ, которые при изменении концентрации и температуры меняют свою физико-химическую активность, управляя этими параметрами можно менять скорость протекания химических реакций между компонентами. Были получены образцы глины, модифицированные липидами. Влияние модификатора на процесс диспергирования глины предоставлено на схеме 4. Полученные структуры порошка позволяют судить о дисперсности частиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                2                                                 

                                                                                                                    1

                                            2

6

 

 

 

 

Схема 4-Влияние модификатора на процесс диспергирования глины: 1 – распределение частиц по размерам в вязкой среде гидрогеля; 2 – то же с добавками липида.

Необходимо отметить, что  дешевым источником липидных соединений могут быть отходы жировых производств Республики Беларусь. На Гомельском жировом комбинате отбирались для целей гидрофобизации соапстоки жирных кислот, таких как олеиновая, линолевая, пальмитиновая.

Степень гидрофобности полученных модифицированием порошков определялась путем сравнения гидрофобизированных  образцов с исходной глиной по величине влагопоглощения и водоотталкивания. Анализ  показал, что оптимальным  гидрофобизатором-модификатором является 5% раствор соапстоков.

На основании полученных данных можно сделать вывод, что  модифицированная  соапстоками бентонитовая глина может служить основой  адсорбента. Полученные результаты по показателю на водоотталкивание сравнили с другими гидрофобизаторами(КО). Результаты сравнения предоставлены на рисунке 3.

Рисунок 3-Гидрофобные свойства модифицированных глин

 

Как результат всех проведенных  исследований, проводимых в Гомельском инженерном институте, был разработан адсорбент. В качестве компонентов  состава использовались местные  ресурсы: основа – бентонитовая глина  перспективных разработок Республики Беларусь, гидрофобизатор – отходы Гомельского жирового комбината(соапстоки).

С учетом этого факта, предлагается использовать полученный адсорбент как поглощающее вещество при разливе растительного масла.

 

 

4.3 Перспективы использования адсорбентов

 

При разработке адсорбентов  предназначенных для ликвидации разливов масла растительного, жиров, кроме того такие материалы входят в состав огнетушащих порошков для  адсорбции жидких горючих продуктов  и горючих газов, образующих при  горении, снижая экологический ущерб  от пожаров, адсорбенты являются хорошим  огнезащитным материалом, покрытия из адсорбционных материалов обеспечивают надежную огнеустойчивость и огнебезопасность[14].

Беларусь обладает богатейшими  залежами минеральных ископаемых и  реальными возможностями их добычи и использования. Глины, пески, мел, камень, цементное сырье – вот  полный перечень ископаемых, которые позволяют снизить импортную составляющую отечественной промышленности строительных материалов. Однако отрасли их использования не охватывают весь возможный диапазон. Развитие новых технологий, научные и прикладные исследования позволяют наметить новые приоритетные направления их применения, одно из которых использование минеральных  ископаемых в качестве адсорбентов.

Способность глин расслаиваться, набухать и приобретать определенную степень дисперсности при гидратации и склонность к принудительному  диспергированию под воздействием внешних нагрузок обуславливает  их предпочтительное применение для  получения адсорбентов.

Для предварительной оценки адсорбционных свойств высокодисперсного  порошка модифицированной глины  проводился эксперимент по поглощению слоя масла растительного налитого на слой воды, помещенный в специальный  сосуд. Результаты, предоставленные на рисунке 4, показали, что на поверхности масла растительного образуется относительно устойчивая пленка, при этом адсорбент в течении 30 минут поглощает масло, агломерирует и легко удаляется с поверхности воды.

 

Рисунок 4-Поглощение слоя масла растительного разработанным адсорбентом

 

Исследования показали возможность  использования глинистых пород  Беларуси в качестве адсорбентов  масла растительного и жиров.

 

 

 

 

4.4 Использование фреона в качестве охлаждающего вещества

 

Поскольку в маргариновом цеху оборудование, предназначенное для охлаждения и кристаллизации продуктов приготовления, а также готовых продуктов, а именно переохладитель, работает на основе аммиака, который небезопасен, рекомендуется в качестве охлаждающего агента использовать хладагент R-134а(фреон).

Хладагент (фреон) R-134a представляет собой бесцветный газ, гидрофторуглерод (CF3CFH2). Хладагент R-134a является одним  из лучших заменителей хладагента R-12 в среднетемпературных агрегатах  и холодильных системах. Хладагент  обладает нулевым потенциалом разрушения озонового слоя, а так же низким влиянием на увеличение парникового  эффекта. Хладон 134a используется в автомобильных  кондиционерах, в промышленных целях, для производства теплозащитного материала, а также, для изготовления других хладагентов, таких как хладагенты (фреоны) R-404A и R-407C. Единственным недостатком  данного хладагента является высокое  поглощение влаги[15]. Физические и химические свойства хладагента (фреона) R-134a предоставлены в таблице 6.

 

Таблица 6-Физические и химические свойства хладагента (фреона) R-134a

Молекулярная масса	102,03
Температура кипения, ˚С	-26,1
Плотность насыщенной жидкости (25˚С),  г/см3	-1.207
Давление паров 25˚С , МПА	0,665
Критическая температура, ˚С	101,1
Критическое давление, МПА	4,067
Критическая плотность, г/см3	0,512
Водная растворимость (25˚С), %	0,15

 

Хладагент (фреон) R-134a является негорючим, невзрывоопасным сжиженным  под давлением газом, по степени  воздействия на организм относится  к веществам 4-го класса опасности. При  соприкосновении с пламенем и  горячими поверхностями разлагается  с образованием высокотоксичных продуктов. Трудногорючий газ. Концентрационные пределы распространения пламени в воздухе отсутствуют.

 

 

4.5 Преимущества использования фреона R134a

 

Преимуществом, которым обладает фреон R134a по сравнению с другими  хладагентами, является его нетоксичность. Необходимо считаться с тем, что если в систему попадет воздух, то при сжатии есть вероятность образования горючих смесей.

Фреон R134a во избежание образования  азеотропной смеси высокого давления с массовыми долями компонентов  не стоит смешивать с фреоном R134a и R-12. По сравнению с R12, R134a имеет  более высокое давление насыщенного  пара.

При использовании в среднетемпературном оборудовании при температуре кипения -7оС и более R134 имеет характеристики, схожие с R12. Фреон R134 отличается температурой нагнетания ниже на 10 С, чем R12. Если рассматривать применение хладагента R134 в холодильных установках, которые работают при температурах кипения не ниже, чем -15 С, то энергетические показатели R134 проигрывают, так как имеют меньшую на 6% хладопроизводительность, чем фреон R12. Соответственно, различается и холодильный коэффициент.

В установках такого типа оптимально применение хладагентов, отличающихся более низкой температурой кипения. Альтернативное решение может быть представлено в виде использования  компрессора с увеличенным часовым объемом, описываемым поршнями.

С точки зрения глобального  потепления рекомендовано использование  фреона R134 в условиях герметичных холодильных установок. Фреон R134 почти в 1500 раз сильнее оказывает влияние на создание парникового эффекта, чем углекислый газ. К примеру, выброс в атмосферу единственной заправки хладагента R134 из бытового холодильника (примерно 150 г) эквивалентен выбросу 175 кг углекислого газа.

Для нормального функционирования фреона R134 рекомендуется использовать полиэфирные холодильные масла, отличающиеся высокой степенью гигроскопичности. Когда речь идет об использовании  холодильного оборудования среднего диапазона, целесообразно R134 применять как  замену для R12. Фреон R134 используется в торговом среднетемпературном оборудовании, бытовых холодильниках, автомобильных кондиционерах, на холодильном транспорте, а также в зданиях и производственных помещениях. Допускается применение фреона R134 для ретрофита оборудования, функционирующего и при более низких температурах, но в случае, если не будет произведена замена компрессора, хладопроизводительность снизится. R134 подвержен довольно значимой вероятности утечки, что обусловлено более маленькими размерами этого хладагента по сравнению с R12.