Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Мая 2013 в 17:46, курсовая работа
Микроорганизмы также культивируют на углеводородном сырье: белково-витаминном концентрате (паприне), полученном при выращивании аспорогенных дрожжей на эмульсии н-парафинов в воде, бактериальной микробной биомассе (гаприне), выращиваемой на природном газе, пропускаемом через ферментатор с культуральной жидкостью.
Кормовую микробную биомассу можно также получить при использовании в качестве сырья окисленных углеводородов, в первую очередь метанола и этанола.
Для концентрирования дрожжей рекомендуются пневматические флотаторы конструкции ВНИИСинтезбелок. В отличие от других флотаторов в данной конструкции предусмотрены узлы для интенсивного диспергирования воздуха. Напорные флотаторы относятся к перспективным флотаторам для выделения активного ила и дрожжей. Электрофлотаторы на современном этапе проходят стадии полупромышленных и промышленных испытаний. После решения ряда проблем могут эффективно использоваться при выделении микроорганизмов[8].
2.4 Виды сепараторов
Дальнейшее концентрирование
дрожжевой суспензии проводят на
двух ступенях сепараторов: концентрация
на первой ступени 200-300 г/л, на второй 500-600
г/л. Разработаны конструкции
Открытые сепараторы имеют приемный сосуд, в который бражка свободно сливается из трубопровода. Под напором столба жидкости бражка, пройдя фильтрующую сетку, свободно поступает в распределительную трубу сепаратора. Отработанная жидкость выбрасывается через отверстие в верхней части барабана в верхнюю приемную камеру, откуда самотеком сливается через штуцер в открытый лоток, в воронку или сборник. Дрожжевая суспензия выводится из барабана через отверстия в мундштуках, собирается в нижней приемной камере и также самотеком через штуцер выводится в лоток.
У полугерметических сепараторов подача готовой бражки и отвод отработанной жидкости осуществляется под напором, а дрожжевая суспензия выводится самотеком. У таких сепараторов отсутствует приемный сосуд, а готовая бражка поступает из трубопровода, непосредственно присоединенного к распределительной трубе сепаратора. У этих сепараторов отсепарированная бражка выводится без напора, производительность данных сепараторов составляет 35000 л/ч.
У герметических сепараторов ввод готовой бражки, а также вывод отсепарированной жидкости и дрожжевой суспензии осуществляется под напором. Герметические сепараторы обеспечивают более стерильные условия сепарирования, исключают выделение влаги и углекислоты в рабочее помещение и не требуют обязательного расположения их над сборниками дрожжевой суспензии. Разработана конструкция сепаратора, который рассчитан на производительность до 80 м3/ч. При работе сепаратор под давлением до 0,2-0,3 Мпа выбрасывает дрожжевую суспензию и отработанную жидкость, в связи с чем не требуется установки промежуточных емкостей между отдельными группами сепараторов.
После первой ступени сепарации производят промывку водой в водоструйном насосе. Промывка проводится с целью удаления продуктов метаболизма и красящих веществ, улучшается качество выпускаемой товарной продукции.
После сепараторов дрожжевая суспензия поступает на плазмолиз для снижения пенообразования в испарителях выпарных аппаратов, а также для исключения образования сгустков дрожжей, отрицательно влияющих на процесс упаривания. Дрожжевая суспензия выдерживается около часа в теплообменнике труба в трубе при температуре 120 0С. При этом разрушается клеточная оболочка и жидкость вытекает, т.е. дрожжевые клетки погибают. Снижается вязкость дрожжей, что обеспечивает лучшие условия работы в вакуум-выпарных аппаратах
Широко используются сепараторы
СОС-501 К-3, которые представляют собой
сепараторы-сгустители непрерывного действия
тарельчатого типа с непрерывным
центробежным сопловым выводом из барабана
сгущенной суспензии и
2.5 Виды вакуум-выпарных аппаратов
Далее дрожжевая суспензия поступает на вакуум-выпарные аппараты. Для снижения интенсивности термического распада витаминов дрожжевой массы выпарку проводят под вакуумом при температуре не выше 80-85 0С. С целью экономии тепла упаривание проводят на двух- или трехкорпусных вакуум-выпарных батареях, концентрация дрожжей при этом повышается от 12-15% до 20-25% по абс. сухим веществам. Схема двух- или трехкорпусной выпарки дает возможность сократить расход пара на испарение влаги при упаривании дрожжевой суспензии. Для предотвращения образования осадков необходимо обеспечить интенсивную циркуляцию упариваемой суспензии в выпарных аппаратах, а также в других аппаратах и коммуникациях. При упаривании вязких растворов эффективны выпарные аппараты с принудительной циркуляцией жидкости.
Широко распространена конструкция аппаратов с выносной греющей камерой, так как обладает рядом преимуществ перед выпарными аппаратами со встроенными в корпус трубчатыми подогревателями. Аппараты с выносными подогревателями и принудительной циркуляцией обеспечивают лучшие условия и большие скорости циркуляции упариваемой жидкости, а следовательно, более высокий коэффициент теплопередачи и возможность свободного доступа к трубчатому подогревателю для чистки или ремонта. Принцип работы выпарных аппаратов с естественной циркуляцией, обусловленный только разностью удельных весов жидкости в испарителе и подогревателе, имеет большое применение при упаривании невязких жидкостей. Таким образом, для данной технологической схемы выбираем выпарной аппарат с принудительной циркуляцией и с выносной греющей камерой [2].
2.6 Виды сушилок, применяемых для высушивания дрожжей
Далее дрожжевой концентрат направляется в сушилку для высушивания дрожжей до остаточной влажности менее 10 %. Для получения сухих дрожжей, пригодных к длительному хранению и перевозкам, применяются различные способы сушки. На заводах малой производительности, работающих преимущественно на спиртовой барде, используются вальцовые сушилки с испарительной способностью от 2 до 6 т влаги в час. Дрожжи, высушенные на вальцовых сушилках, имеют вид тонких, хрупких, полупрозрачных листочков желтого или коричневого цвета. В таком виде они имеют небольшую объемную массу, что затрудняет их упаковку.
В данной технологической схеме будем использовать распылительную сушилку, которая получила наибольшее распространение. Процесс сушки основан на тонком распылении дрожжевого концентрата в камере, заполненной горячим воздухом. Мелкие капли дрожжевого концентрата в этих условиях быстро высыхают и в виде светло-желтого порошка падают на дно сушилки. Производительность распылительных сушилок по испаряемой влаге равна 4-25 т/ч. Для стабильной и безопасной работы распылительных сушилок необходима правильная организация процесса сушки, обеспечивающая высыхание капель жидкости до достижения стенок сушилки.
Высушенные дрожжи из конической
части сушилки
Таким образом, процесс производства белковых кормовых дрожжей будем поводить по следующей схеме: стадия ферментации осуществляется в дрожжерастильном аппарате с эрлифтной системой воздухораспределения; флотация проводится в одноступенчатом пятисекционном флотаторе с производительностью 100 м3/ч; дальнейшее концентрирование дрожжевой суспензии проводится на двух ступенях сепараторов СОС-501К-3; плазмолиз осуществляется в теплообменнике труба в трубе; далее дрожжевая суспензия поступает на выпарной аппарат с принудительной циркуляцией и с выносной греющей камерой; высушивание дрожжевой суспензии до 10%-ой влажности осуществляется в распылительной сушилке СРЦ-12,5/1100 НК производительностью 6000 кг/ч.
3 Описание технологической схемы
Подготовленное к
Полученная дрожжевая cуспензия с концентрацией 35 г/л прессованных дрожжей непрерывно самотеком отводится из нижней части дрожерастильного аппарата в одноступенчатый флотатор 2. В последнем методом флотации осуществляется выделение дрожжей из бражки и их сгущение до концентрации 120 г/л. Частично сгущенная дрожжевая суспензия через газоотделитель 4 центробежным насосом 5 откачивается в сборник 6. Последрожжевая бражка передается из флотатора насосом 5 в сборник 3, откуда частично направляется на разбавление сусла, а остальная часть − для сгущения на первую группу сепараторов 8. Из сборника 6 дрожжевая суспензия насосом 5 подается на первую ступень сепараторов 8, где сгущается до содержания дрожжей 400 г/л. Последрожжевую бражку из этой группы сепараторов направляют в сборник 7.
Для получения кормовых дрожжей
высокого качества в схему включается
их промывка. Сгущенная дрожжевая
суспензия после первой ступени
сепараторов засасывается водоструйным
насосом, смешивается в нем с
водой, промывается и подается на
сепараторы второй ступени 9. Отработанная
промывная вода со второй ступени
сепараторов для снижения потерь
дрожжей возвращается в сборник
6. Там она смешивается с
Из сборника 16 дрожжевой концентрат насосом 5 подается в сушильную установку, состоящую из дисковой распылительной сушилки 17, циклонов 18, вентилятора 19 и другого вспомогательного оборудования [3].
Основная масса дрожжей,
высушенных до содержания 8-10% влаги, пневмотранспортом
подается через циклон в бункер.
Отработанный воздух для улавливания
уносимых дрожжей из распылительной
сушилки 17 подается в циклоны 18, а
затем выбрасывается в
Сухие дрожжи из бункера поступают в упаковочную машину. Упакованные в бумажные мешки товарные дрожжи направляются по транспортеру в склад готовой продукции, а затем потребителям [2].
4 Расчет материального баланса
Исходные данные:
Концентрация РВ в сусле − 2,2%.
Концентрация дрожжей после ферментатора − 35 г/л (по прессованным).
Концентрация после флотатора − 120 г/л (по прессованным).
Концентрация после 2-ой группы сепараторов − 580 г/л.
Влажность товарных дрожжей − 10%.
Количество абсолютно сухих дрожжей [7]:
35·25:100=8,75 г/л.
Количество полученных дрожжей в сутки 16000:345=46,4 т/сут,
где 16000 − годовая выработка дрожжей в т.
Количество сусла, поступающего на переработку
46400·1:8,75=5303 м3.
Расход аммиачной воды на выращивание дрожжей
46,4·0,11=5,1 т/сут.
Подсев чистой культуры составляет 10% от общей выработки дрожжей
46,4·0,1=4,6 т/сут.
Общее количество жидкости, поступающей в дрожжерастильный чан
5303+5,1+4,6=5312,7 т/сут.
Количество получаемых абсолютно сухих дрожжей
46,4·0,9:0,95=44 т/сут,
где 0,9 − коэффициент, учитывающий влажность дрожжей;
0,95 − коэффициент, учитывающий потери дрожжей при выделении.
Количество дрожжевой суспензии, поступающей на флотацию
44:0,25=176 т/сут,
где 0,25 − коэффициент, учитывающий влажность дрожжей.
Потери дрожжей при флотации составляют 1%
176·0,01=1,76 т/сут.
Количество биомассы дрожжей после флотации [7]
176-1,76=174,2 т/сут.
Количество дрожжевой суспензии, поступающей на первую группу сепараторов: 174,2:0,12=1451,7 т/сут,
где 0,12 − концентрация дрожжей в суспензии после флотатора.
Количество отработанной бражки после флотатора
5312,7-1451,7=3861 т/сут
а) на разбавление 150,7 т/сут,
б) на биоокисление 3861-150,7=3710,3 т/сут.
Количество дрожжевой суспензии после первой группы сепараторов:
174,2:0,4=435,5 т/сут,
где 0,4 − концентрация дрожжевой суспензии после первой группы сепараторов, т/м3.
Количество отработанной бражки после первой группы сепараторов [7]
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.