Барабанная сушилка

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

           02.32.04 ПЗ

 

 Разраб.

Иванисова А. АААА

 Провер.

Сорока П.И.

 Реценз

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

 

 

Установка сушильная

Лит.

Листов

35

 

УГХТУ,каф.ПАХТ,4-ХДК-98

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

           02.32.04 ПЗ

 

 

Государственное высшее учебное заведение

«Украинский государственный химико-технологический  университет»

 (наименование высшего учебного заведения)

 

Кафедра______________процессов и аппаратов___________________________

Дисциплина__________ _процессы и аппараты____________________________

Специальность___технология пищевых добавок и косметических средств

Курс______4______Группа_________4-ХДК-98________Семестр____VII_____

 

 

З А Д А Н И Е

на  курсовой проект (работу) студента

 

Иванисова Анастасия  Сергеевна

(фамилия, имя, отчество)

 

1. Тема проекта (работы) рассчитать установку для сушки нитрата натрия воздухом. Спроектировать барабанную сушилку.

 

2.  Срок сдачи студентом законченного  проекта (работы) 1 декабря 2013г.

 

3.    Исходные данные к проекту (работе): производительность G=1800 кг/ч; начальное влагосодержание материала ω₁=2,5%; конечное влагосодержание материала ω₂=0,2%. Сушка производится воздухом, нагретым до температуры t₁=90.  Состояние отработанного воздуха определяется температурой 45 и температурой мокрого термометра 35, кратность рециркуляции n=1. Сушилка однокамерная с рециркуляцией части отработанного воздуха.

 

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов): Введение, общая часть, технологический расчет, конструктивный расчет, гидравлический расчет, литература.

 

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)_Технологическая схема сушильной установки

 

6. Дата  выдачи задание_13 сентября 2012 г. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

     Пояснительная записка  к курсовому проекту: 35 с., 5 рис.,7 табл., 7 лит. источников.

 

 

     В общей части рассмотрены современные методы сушки материалов. На основании свойств материала и заданной продуктивности принята конвективная сушильная установка для сушки нитрата натрия с производительностью 1800 кг/ч с начальным влагосодержанием 2,5% и конечным влагосодержанием 0,2% высушиваемого материала. Принята конструкция барабанной сушилки.

      В технологическом расчете определены основные материальные потоки. Рассчитаны технологические параметры процесса. В конструктивном расчете выбран типоразмер барабана выбранной сушилки.

      В гидравлическом расчете определенно гидравлическое сопротивление барабанной сушилки.

      Приведена схема сушильной установки,принцип действия.

 

      СУШКА, БАРАБАННАЯ СУШИЛКА, ДИАГРАММА РАМЗИНА, ВЛАГОСОДЕРЖАНИЕ, ЭНТАЛЬПИЯ, СУШИЛЬНЫЙ АГЕНТ, РЕЦИРКУЛЯЦИЯ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

                                                                                                              стр.

1.Введение………………………………………………………..…….………5

1.1.Физико-химические свойства нитрата натрия.………..…….……….6

1.2. Применение нитрата натрия……....……………………..….…………5

1.3 Физико-химические свойства воздуха. ………………….…….……..7

 

 

2. Общая часть…………………………………………………..…...….…..10

         2.1. Научные основы процесса сушки…….…....………….…………….10

2.2.Принципиальная  схема сушильной установки..……………..….….20

2.3. Устройство  и принцип работы барабанной сушилки…………......21

 

 

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  РАСЧЕТ………………………………..…….……24

3.1.Изображение процесса сушки на диаграмме Рамзина ….…………24

3.2. Материальный баланс процесса сушки ….…………….…..……....24

3.3. Выбор типоразмера барабана…….…….………………..……….….25

3.4. Тепловой баланс процесса сушки………....……….…….………....26

3.5. Уточнение параметров процесса сушки. …………...….…………..30

 

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ…………………………………….………..34

     

5. ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………….……..36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

1. Физико-химические свойства нитрата натрия

 

 

    Натрия нитрат (натриевая селитра, чилийская селитра) NaNO₃, бесцветные кристаллы; до 276 °С устойчива a-модификация гексагональной сингонии (а = 0,50696 нм, b= 1,6829 нм, пространственная группа Р3с), при 276-306,6 °С – разупорядоченная Р-модификация. Основные физические свойства приведены в таблице 1.1.

 

     Таблица 1.1 – Физические свойства нитрата натрия 

 

Температура  плавления	306,6 °С
Температура разложения	380
Плотность(при 20)	2,26 г/см3
Молекулярная маса	84,99а.е.м.
Динамическая вязкость	2,86мП(при 317) 2,01мП×с (при 387) 1,52мП×с (при 457)
Поверхностное натяжение	119мН/м(при 320) 117мН/м(при 350) 114мН/м(при 400)
Стандартная энтальпия образования(298К)	-466,7кДж/моль
Стандартная энергия Гиббса образования(298К)	-365,9кДж/моль
Стандартная энтропия образования(298К)	116кДж/моль×К
Стандартная мольная теплоемкость(298К)	93,05Дж/моль
Энтальпия плавления	16кДж/моль
Летальная доза(ЛД50)	3500мг/кг
Растворимость в воде(г/100г)	72,7(0) 87,6(20) 124,7(60) 176,0(100)
Стандартная энтальпия растворения  для безконечно разбавленного водного  раствора	20,59кДж/моль

 

     Выше 380 °С начинает разлагаться до NaNO₂ и О₂, конечные продукты разложения – Na₂О, NO, NO₂, О₂, в небольшом количестве – N₂.

     При нагревании до 380°С разлагается с выделением кислорода и нитрита натрия. Может вступать в реакции обмена с солями щелочных металлов, стоящих в ряду активности металлов до натрия. Проявляет сильные окислительные свойства в твердом агрегатном состоянии и в расплавах. В растворах проявляет более восстановительные, нежели окислительные свойства. В процессе разложения выделяет кислород. вследствие чего может взаимодействовать с неметаллами. Реакция с серой проходит с большим выделением света и тепла, таким что стеклянный сосуд, в котором проводится опыт, может лопнуть или расплавиться. Его окислительные свойства близки к свойствам нитрата калия

    В природе натрия нитрат встречается в виде минерала чилийской селитры (нитронатрит).

    Получают натрия нитрат поглощением нитрозных газов (смесь NO и NO₂) раствором Na₂СО₃ или NaOH либо обменным взаимодействием Ca(NO₃)₂ с Na₂SO₄, а также из природных залежей методами противоточной кристаллизации и выщелачивания.

 

2. Применение нитрата натрия

 

    Применяют как удобрение, в производстве солей Na и нитритов, как компонент закалочных ванн в металлообрабатывающей промышленности, теплоаккумулирующих составов, окислитель в ВВ, в ракетных топливах, пиротехнических составах, в производстве стекла, как компонент жидких солевых хладагентов (селитряной смеси), консервант пищевых продуктов.

Нитрат натрия широко используется в медицине, как сосудорасширяющее средство, бронхолитическое, он снимает спазмы кишечника, используется как слабительное и как антидот при отравлении цианидами.

     В пищевой промышленности нитрат натрия широко используется для окраски и как консервант, и обозначен как пищевая добавка Е251.

В виде пищевой добавки, Е251 действует  как антибактериальное средство, препятствующее росту Clostridium botulinum –  возбудителя ботулизма, тяжелой  пищевой интоксикации вызываемой ботулинистическим  токсином и приводящего к поражению  нервной системы.

     В то же время нитрат натрия считается ядовитым токсичным веществом, особенно для млекопитающих. При дозировке 180 миллиграмм на килограмм веса погибает более 50% крыс.

     При исследованиях Е251 было установлено, что при нагреве свыше 120°C он образует канцерогены и тяжелые металлы. Следовательно, при употреблении продуктов питания с содержанием нитрата натрия, подвергшимся тепловой обработке, возникает потенциальная вероятность возникновения раковых изменений в организме.

     Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) называет допустимой суточной дозой 3,7 мг нитратов на 1 кг массы тела. Имеются в виду именно азотная часть соли: 250 мг нитратов, безопасных для условного едока массой в 70 кг, эквивалентны, например, 350 мг нитрата натрия. В разных странах представления о допустимой дозе нитратов отличается: в Германии это 50‑100 мг в сутки, в США – 400‑500 мг, в большинстве стран СНГ – 300‑320 мг.

Главной причиной связанных с нитратами  физиологических проблем являются метаболиты нитратов — нитриты. Нитриты, взаимодействуя с гемоглобином, образуют метгемоглобин, который не способен переносить кислород, что приводит к кислородному голоданию.

     Метгемоглобин содержится в крови человека и в обычном состоянии – около 2% метгемоглобина. Симптомы острого отравления возникают при повышении содержания метгемоглобина до 30%, при 50% метгемоглобина может наступить смерть.

     Нитраты превращаются в нитриты благодаря деятельности микроорганизмов, преимущественно обитающих в толстом кишечнике.

Кроме участия в образовании  метгемоглобина, нитриты опасны тем, что в желудочно‑кишечном тракте человека могут соединяться с аминами и амидами любых белковых продуктов и образовывать канцерогенные нитрозамины и нитрозамиды.

     Нитрат натрия в больших дозах может вызвать отравление.

Симптомы отравления: боль в животе, посинение губ или ногтей, посинение  кожи, судороги, диарея, головокружение, головная боль, затрудненное дыхание[1].

 

1.3. Физико-химические свойства воздуха

 

      Воздух - это смесь различных газов (% по объему): азот — 78,03; кислород — 20,95; озон и другие инертные газы: аргон, гелий, неон, криптон, ксенон, радон — 0,94; углекислый газ — 0,03; водяной пар — 0,05. Содержание углекислого газа в атмосферном воздухе принимается равным (% по объему): в сельской местности — 0,03, в городах — 0,04—0,07. Содержание водяных паров в воздухе зависит от его температуры. Озон присутствует в лесном, горном и морском воздухе. Наружный воздух загрязняется отходящими от промышленных предприятий вредными для здоровья человека газами и пылью. Плотность воздуха, а также его динамическая и кинематическая вязкости, зависит от температуры( таблицы 1.2 и 1.3 соответственно)[2].

 

    

 

 

 

 

 

 

    

     Таблица 1.2 – Плотность воздуха при нормальном атмосферном давлении 101,325 кПа (1 атм) и различной температуре

 

Температура воздуха	Плотность воздуха
	кг/м3
-20	1,395
0	1,293
5	1,269
10	1,247
15	1,225
20	1,204
25	1,184
30	1,165
40	1,127
50	1,109
60	1,060
70	1,029
80	0,9996
90	0,9721
100	0,9461

 

 

     Таблица 1.3 – Динамическая и кинематическая вязкость воздуха при нормальном атмосферном давлении и различной температуре воздуха