Аппаратурно-технологическая схема прозводства спирта

Осахаренная масса  насосом 26 подается в трубчатый теплообменник 27, в котором она охлаждается до температуры «складки». Охлажденная масса сбраживается непрерывнопоточным методом. При этом методе приготовленные в дрожжанках 28 дрожжи поступают во взбраживатель 29. Отсюда дрожжи подаются в головной бродильный чан 31, в который непрерывно подается охлажденная масса. Бродящая масса из головного чана последовательно по переточным трубам поступает в чаны 33. Из последнего чана зрелая бражка насосом 38 подается на перегонку. Насосами 32 масса удаляется из чана на случай дезинфекции. Из выделяющегося при брожении углекислого газа спирт улавливается в спиртоловушке 34.

Выделение спирта из бражки и очистка спирта-сырца от примесей производятся в брагоректификационном аппарате непрерывного действия. На схеме изображен двухпоточный аппарат, который состоит из четырех колонн: бражной колонны 43 с эпюрационной частью 46; эпюрационной колонны 47; ректификационных колонн 49 и 50.

Перед поступлением в бражную колонну бражка подогревается в дефлегматоре 39; в сепараторе 40 из бражки отделяют углекислоту, и после этого бражка поступает на верхние тарелки эпюрационной части бражной колонны. В бражной колонне из бражки выделяется спирт, и двумя потоками он направляется на очистку. Большая часть водно-спиртовых паров (85%) через пеноловушку 48 поступает в первую ректификационную колонну 49. Барда из бражной колонны отводится через бардоре- гулятор 42.

Часть водно-спиртовых  паров (15%) конденсируется в дефлегматоре 44 и в конденсаторе 45 ив виде жидкости поступает в эпюрационную колонну 47. Эпюрат, очищенный в эпюрационной колонне от голрвных примесей, поступает во вторую ректификационную колонну 50. В ректификационных колоннах спирт очищается от примесей; при выходе из колонны спирт охлаждается в холодильнике 41 и сливается в хранилище для спирта.

 

Глава 3. Описание разрабатываемого объекта.

3.1.Описание и классификация молотковых дробилок.

Дроблением  и измельчением называют процессы разрушения кусков (зёрен) на более мелкие зёрна  путём действия внешних сил, преодолевающих внутренние силы сцепления между частицами. Условно считают, что при дроблении получаются зёрна крупностью более 5 мм, а при измельчении - менее 5 мм. Машины, с помощью которых осуществляют дробление и измельчения, соответственно называют дробилками и мельницами.

Измельчение материалов осуществляется путём раздавливания, раскалывания, истирания и удара. В большинстве случаев эти  виды воздействия на материал используются комбинированно; при этом обычно основное значение имеет один из них, что обусловлено конструкцией машины, применяемой для измельчения.[2]

В зависимости  от физико-механических свойств и  размеров кусков (крупности) измельчаемого  материала выбирают тот или иной вид воздействия. Так, дробление  твёрдых и хрупких материалов производят раздавливанием, раскалыванием и ударом, твёрдых и вязких - раздавливанием и истиранием. Дробление материалов обычно осуществляется сухим способом (без применения воды), тонкое измельчение часто проводят мокрым способом (с использованием воды). При мокром измельчении пылеобразования не наблюдается и облегчается транспортирования измельчённых продуктов.

Результат измельчения  характеризуется степенью измельчения - количественная характеристика процесса, показывающая во сколько раз уменьшился размер кусков или зерён материала при дроблении или измельчении.

Часто размеры  кусков исходного материала достигают 1500 мм, тогда как в технологических  процессах иногда используется материал, размеры частиц которого составляют доли микрона. Такие степени измельчения достигаются при измельчении в несколько стадий, поскольку за один приём (на одной машине) не удаётся получить продукт заданной конечной крупности. В зависимости от размеров наиболее крупных кусков исходного и измельчённого материала ориентировочно различают следующие виды дробления:

1) Крупное (i=2-6);

2) Среднее (i=5-10);

3) Мелкое (i=10-50);

4) Тонкое (i=50-100);

5) Сверхтонкое  (больше 100).

Дробление и  особенно измельчение весьма энергоёмкие  операции, поэтому необходимо стремиться к уменьшению массы перерабатываемого  материала, руководствуясь принципом: не измельчать ничего лишнего. По этому принципу из материала, подлежащего измельчению, целесообразно перед измельчающей машиной выделить (насколько это возможно) куски (зёрна) мельче того размера, до которого производится измельчение на данной стадии. Выделение “мелочи” осуществляется ситовой классификацией-разделением сыпучих материалов на классы по крупности путём просеивания через одно или несколько сит. Классификация позволяет в значительной степени предотвратить попадание в измельчитель кусков (зёрен) материала, размеры которых меньше или равны заданному наибольшему размеру кусков продукта, получаемого в данной дробилке. При этом уменьшается расход энергии на измельчение, становится возможным увеличение производительности измельчителя, конечный продукт получается более равномерным по размерам кусков.

Дробилки работают в открытом и замкнутом циклах.[2]

При измельчении  в открытом цикле материал проходит через измельчающую машину один раз. В открытом цикле проводят крупное  и среднее дробление, когда не требуется получать максимальные зёрна конечного продукта определённого размера. При наличии “мелочи” в исходном материале его предварительно классифицируют, при этом “мелочь” не подают в измельчитель, а сразу присоединяют к конечному продукту.

При измельчении  в замкнутом цикле материал неоднократно проходит через дробилку.

Работа по замкнутому циклу широко применяется при  тонком измельчении. При этом благодаря  предварительной и поверочной классификации  в измельчитель практически не попадает “ничего лишнего”. При осуществлении многостадийного разлома измельчающая машина последней стадии обычно работает в замкнутом цикле.[1]

Молотковые  дробилки классифицируют по следующим  признакам 

1. По количеству  роторов:

а) однороторные,

б) двухроторные.

2. По конструкции  соединения молотков с держателями:

а) с шарнирно-подвешенными молотками,

б) с жестко закрепленными  молотками.

3. По наличию  колосниковых решеток;

а) с колосниковой решёткой в загрузочной части,

б) с колосниковой решёткой в разгрузочной части,

в) только в разгрузочной части,

г) без колосниковой решётки.

4. По движению  ротора:

а) реверсивные,

б) нереверсивные.

 

3.2. Описание  конструкции и принцип действия.

Для измельчения  зерна в спиртовой промышленности используют молотковые дробилки, предназначенные для измельчения зерна злаковых, пленчатых, бобовых культур, кукурузы, зерно-смесей, кускового жмыха и других видов сырья. Наиболее современными являются дробилки серии ДМ2Р различной производительности. Конструктивно эти дробилки выполнены аналогично молотковой дробилке для картофеля марки А1-ВДК.

Основным рабочим  органом дробилки типа ДМ (рис. 4.7) является ротор 12; между дисками 3 ротора на стержнях 2 свободно подвешены молотки 5, изготовленные из стали толщиной 1,5...2 мм. 

Рис. 4.7. Молотковая дробилка типа ДМ

В  корпусе  установлено сменяемое сито 4 (диаметр  отверстий в сите составляет 3,5 и 8 мм), которое закрепляется стальными  лентами 11. Подача зерна в дробилку производится из приемного бункера 8 инерционным питателем 9. Привод питателя осуществляется от электродвигателя 1 с помощью эксцентрикового вала 7. Зерно из приемного бункера попадает на плоскость 10 с регулируемым наклоном, проходит над магнитным сепаратором б и поступает в дробилку. Производительность дробилки составляет 20 т/ч, мощность электродвигателя 22 кВт, частота вращения ротора 2940 об/мин.

Дробилки серии  ДМ2Р являются реверсивными и снабжены питателем, который в зависимости от исполнения дробилки может выпускаться с постоянной частотой вращения барабана для подачи сырья, с постоянной производительностью и с изменяющейся частотой вращения барабана для регулирования подачи сырья.

Питатель предназначен для равномерной подачи сырья  в дробильную камеру и выделения при этом металломагнитных примесей. В случае угрозы завала дробилки питатель обеспечивает мгновенное прекращение подачи сырья.

Конструктивно питатель состоит из сварного корпуса  с дверкой, на которой закреплен  кронштейн с постоянными магнитами. В целях безопасности дверка взаимодействует с конечным выключателем, обеспечивающим блокировку электродвигателя питателя при ее открытом положении. В корпусе установлен барабан в виде цилиндра с продольными ребрами, опирающийся одним концом на подшипник, а другим с помощью кулачковой муфты со сферическим вкладышем — на тихоходный вал червячного редуктора. Быстроходный вал последнего связан клиноременной передачей с валом электродвигателя. Кроме того, питатель снабжен заслонкой, перемещаемой с помощью зубчатой передачи и маховичка, что позволяет регулировать подачу зерна вручную.

Корпус дробилки выполнен из четырех боковин, установленных  на станине, соединенных попарно  между собой и стянутых стяжкой  в верхней части. Конструкция  ротора дробилок позволяет применять как укороченные молотки размером 130x50x6, так и молотки от других дробилок размером 190x50x6 (или 190 х 50 х 3 по два молотка вместе).

В зависимости  от требуемой крупности измельчения  и производительности предусмотрена возможность установки сит с диаметром отверстий 6,5 и 3 мм.

3.3 Принцип  действия

Работа дробилки осуществляется следующим образом. Сырьё через загрузочное отверстие подаётся в корпус, где попадает под удар молотков,

при этом сырье  частично измельчается и отбрасывается  на бронеплиты, отскакивает от них  и вновь попадает под удар молотков, это происходит многократно и достигнув при измельчении определённых размеров материал проходит через колосниковую решётку. После чего исходный материал выгружается.[1]

Разгрузка дробленого продукта из рабочей зоны дробилки происходит частично через щели в колосниковой решётки, а в основном через проём за решёткой.

Привод ротора осуществляется от электродвигателя через  клиноремённую передачу.

Глава 4. Технологические расчеты.

Окружная скорость движения молотковой дробилки определяется по закону количества движений:

m(v2- v1)=Pt

где: m- масса измельчаемой частицы (4,5*10⁵ кг)

v_2—скорость частицы после удара;

v₁- скорость частицы при соприкосновении с молотком;

Р- мгновенная сила сопротивления разрушению частицы (118 Н)

t- продолжительность удара;

Окружная скорость ротора с укрепленными на нем молотками определяется:

Vp=v2/Ky

Где К_у- 0,8- коэффицентвосстановления при неупругм ударе;

Частота вращения ротора:

N=vp/ПD

Степень измельчения

i= dh /dk

где d_h-диаметр зерна;

      d_k-диаметр частицы.

Производительность  молотковых дробилок определяют по эмпирической формуле:

 

где D — диаметр  ротора, м;

L — длина  ротора, м;

 п — скорость  вращения ротора, тыс. об/мин;

ς_h — насыпная объемная масса материала, т/м³. 
 
Мощность привода. Мощность двигателя молотковой дробилки рассчитывают по эмпирическим формулам:

 (8.97) 
или 

где D — диаметр  ротора, м;

L — длина  ротора, м; 

n — скорость  вращения ротора, об/мин.

Дуда В. предлагает следующую формулу для определения  мощности двигателя:

 где i — степень измельчения;

Q — производительность  дробилки, т/ч.

Заключение

Производство  качественного пищевого спирта в  нужных объемах нуждается в постоянном наличии сырья, будь то зерно или  картофель.

Технология производства спирта - это многоэтапный технологический процесс.

Технология  производства спирта состоит из различных  по характеру и происхождения  операциям от механических (подготовка сырья) до тепло-массообменных (ректификация), а также использование ферментов микробиологического и биологического происхождения вместе с дрожжами.

Не смотря на давность становления технологии производства, существует множество способов усовершенствования производства и увеличения выхода и  качества продукции: модернизации старого оборудования, разработка новых аппаратов, улучшение штаммов микроорганизмов и дрожжей, ведение селекционной работы по получению высококачественного сырья.

В данном курсовом проекте произведен анализ научной  и патентной информации о роторных дробилках, осуществлен расчет вертикальной молотковой дробилки для пластичных материалов. Определены основные параметры дробилки и приняты размеры рабочих органов. Для обеспечения работоспособности конструкции были проведены расчеты элементов дробилки на прочность. Для привода рабочего органа была рассчитана на ЭВМ клиноременная передача. Подобран приводной электродвигатель. В разделе охраны труда и окружающей среды были выявлены основные опасности, которые могут возникнуть в процессе работы дробилки. Даны рекомендации по их устранению и недопущению.

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

1. Барабашкин  В.П. «Молотковые и роторные  дробилки».-М: «Недра», 1973г - 142 с.

2. Серго Е.Е.  «Дробление, измельчение, грохочение  полезных ископаемых».-М: «Недра»  1985 г - 249 с.

3. Ильевич А.Г. «Машины и оборудование для заводов по производству керамики».-М: Школа 1978 г - 428 с.

4. Кретов Т., Остриков А.Н., Кравченко В.Н. «Технологическое  оборудование предприятий пищевой  промышленности».-Воронеж: «Промиздат»  1996 г - 446 с.