Проект дрожжевого цеха

Количество дрожжевой  суспензии, поступающей на вторую группу сепараторов: 435,5+435,5=871 т/сут.

Количество дрожжевой  суспензии после второй группы сепараторов:

174,2:0,58=300,3,

где 0,58 − концентрация дрожжей  после второй группы сепараторов, т/м3.

Потери дрожжей при  сепарации составляют 2%

176·0,02=3,52 т/сут.

Количество тепла, поступающего на плазмолиз

Q=5303·1,45·100=768935.

Количество биомассы дрожжей, поступающих на вакуум-выпарную установку: 174,2+3,52=170,68.

Количество дрожжевой  суспензии, поступающей на вакуум-выпарную установку: 170,68:0,58=294,3 т/сут.

Количество отработанной бражки после второй группы сепараторов

871-294,3=576,7 т/сут.

Количество воды, выпариваемой в двух корпусах вакуум-выпарной установки

294,3 (1-14,5:25)=123,61,

где 14,5 − концентрация абсолютно  сухих дрожжей в суспензии  до упаривания,

25 − концентрация абсолютно  сухих дрожжей в суспензии  после упаривания.

Принимаем следующее распределение  нагрузки вакуум-выпарной установки:

1 корпус − 48%, 2 корпус  − 52%.

Количество влаги, испаряемое в первом корпусе [7]:

W1=123,61·48:100=59,3 т/сут.

Количество влаги, испаряемое во втором корпусе:

W2=123,61-59,3=64,31 т/сут.

Расчет концентрации дрожжевой  суспензии по корпусам производится по формуле:

X=(Gn-xn)/(Gn-W1) ; X1=(294,3·15)/(294,3-59,3)=18,8% ;

X2=(294,3·15)/(294,3-117,72)=25,9%.

Количество дрожжевой  суспензии с концентрацией 25% сухих  веществ, поступающей на сушку,

294,3-123,61=170,69 т/сут.

Количество влаги, испаряемой в сушилке при высушивании  дрожжей до 10% влажности

170,69·(75-10)/(100-10)=123,28 т/сут.

Количество дрожжей после  сушки без учета потерь:

170,69-123,28=47,41 т/сут.

Потери дрожжей при  сушке составляют 2% или

47,41·0,02=0,95 т/сут.

Получается дрожжей с  влажностью 10% [7]

47,41-0,95=46,46 т/сут.

Сводный материальный баланс дрожжевого производства представлен  в таблице 1.

Таблица 1 − Материальный баланс дрожжевого производства

Приход		Расход
Наименование	Количество, т/сут	Наименование	Количество т/cут
Сусло Подсев чистой культуры Аммиачная вода Вода на промывку	5303,0 4,6 5,1 435,5	Дрожжи10%-ной влажности Испарилось влаги при  сушке Потери дрожжей при  сушке Испаряется влаги в  двух корпусах вакуум-выпарки Последрожжевая бражка: а) после флотатора б) после сепараторов 1-ой ступени в) после сепараторов 2-ой ступени	46,46 123,28 0,95 123,61 3861,00 1016,20 576,70
Итого - 5748,2		Итого - 5748,2

 

5 Расчет и подбор основного  технологического оборудования

Количество ферментаторов определим по формуле [8]:

, (1)

где Qсут − производительность завода по товарным дрожжам, кг/ч;

Q − фактическая производительность  ферментатора по товарным дрожжам, кг/ч.

n= .

Принимаем к установке 4 ферментатора, из них 1 − резервный.

Рассчитаем необходимое  количество сборников после ферментатора:

, (2)

где G − поток дрожжевой  суспензии, м3/ч,

τ − время пребывания суспензии  в сборнике, ч,

k − коэффициент заполнения  аппарата (k=0,8),

V − объем типового сборника, м3.

.

Принимаем 4 сборника после  ферментатора, из них 1 − резервный.

Количество флотаторов рассчитаем по формуле:

,

где 221 − количество сусла, поступающего на флотатор, м3/ч,

100 − типовой объем флотатора,  м3.

Принимаем к установке 3 флотатора.

Необходимое количество сборников  после флотатора рассчитаем по формуле (2):

.

Принимаем к установке 4 сборника после флотатора, из них 1 − резервный.

Количество сепараторов  рассчитаем по формуле[9]:

,

где 52,598 − поток дрожжевой  суспензии, поступающей на первую группу сепаратора, м3/ч,

35 − производительность  по исходной суспензии, м3/ч.

Принимаем к установке 3 сепаратора первой ступени.

Количество сепараторов  второй ступени рассчитаем по формуле:

,

где 31,56 − поток дрожжевой  суспензии, поступающей на вторую группу сепараторов, м3/ч,

35 − производительность  по исходной суспензии, м3/ч.

Принимаем к установке 2 сепаратора второй ступени.

Рассчитаем количество сборников  после сепаратора по формуле (2):

.

Принимаем к установке 2 сборника после первой группы сепараторов  и 2 сборника после второй группы сепараторов, из них 1 − резервный.

В качестве плазмолизатора принимаем теплообменник труба в трубе. Поверхность теплообмена рассчитаем по формуле[9]:

, (3)

где Q − количество тепла, поступающего на плазмолиз, Дж,

k − коэффициент теплопередачи,  Вт/(м2·0С),

ΔT − разность температур, 0С.

м2.

Принимаем 1 теплообменник  с поверхностью нагрева 21 м2. После теплообменника устанавливаем 2 напорных бочка.

Рассчитаем количество испаряемой влаги в вакуум-выпарной установке:

, (4)

где G − количество дрожжевой  суспензии, поступающей на выпаривание, т/ч,

а1,а2 − начальная и конечная концентрации дрожжей,%.

т/сут.

В выпарных установках технологический  греющий пар расходуется на нагревание исходной КЖ до температуры кипения (Qнагр), на испарение воды в первом корпусе (Qисп) и на потери тепла в окружающую среду (Qпот.)[10].

Qнагр=G·c (tкип− tнач), (5)

где G − количество КЖ, кг/ч,

с − теплоемкость КЖ, Дж/(кг·0С),

tкип − средняя температура кипения КЖ в выпарном аппарате,0С,

tнач − начальная температура КЖ, 0С.

Qнагр=12260·1,43(80-70)=175318 Дж.

 

Qисп=w·r, (6)

где w − количество воды, испаряемой в первом корпусе, кг/ч,

r − удельная теплота  парообразования при среднем  давлении в выпарном аппарате, Дж/кг.

Qисп=5150·2,312=11906,8 Дж.

Qпот=0,04·( Qнагр+ Qисп), (7)

Qпот=0,04·(175318+11906,8)=7488,99 Дж.

Qгр.п.= Qнагр+ Qисп+ Qпот, (8)

Qгр.п=175318+11906,8+7488,99=194714 Дж.

Расход технологического греющего пара определяем по уравнению:

Gгр.п.=Qгр.п./(rгр.п.·x), (9)

где rгр.п. − удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг,

x − степень сухости  греющего пара (принимают x=0,9-1,0).

Gгр.п=194714/(0,95·2,636)=77754,97 кг/ч.

Количество вакуум-выпарных установок рассчитаем по формуле [10]:

,

где 12,26 − количество дрожжевой  суспензии, поступающей на выпаривание, т/ч.

15 − производительность  по испаряемой влаге, т/ч.

Принимаем к установке 1 вакуум-выпарную установку.

Рассчитаем количество сборников  после вакуум-выпарной установки  по формуле (2):

.

Принимаем к установке 2 сборника, из них 1 − резервный.

Рассчитаем количество сушилок [10]:

,

где 123,28 − количество влаги, испаряемой в сушилке, т/сут,

144 − производительность  сушилки, т/сут.

Для улавливания частиц, уносимых газом, после сушилки устанавливаем 2 конических циклона НИИОГаз.

Таблица 5.1 − Сводная ведомость  технологического оборудования:

Наименование	Количество	Характеристика
1 Ферментатор	4	Объем − 1300 м3; Диаметр − 11000 мм; Высота − 14500 мм; Расход воздуха − 16000 м3/ч; Производительность по товарным дрожжам −18 т/сут
2 Сборник после ферментатора	4	Объем − 300 м3.
3 Флотатор	3	Объем − 100 м3; Диаметр − 5000 мм; Высота − 6000мм; Производительность по исходной суспензии − 160 м3.
4 Сборник после флотатора	4	Объем − 160 м3.
5 Сепаратор первой ступени	3	Производительность по исходной суспензии − 20-35 м3; Потребляемая мощность − 30 кВт; Длина − 1730 мм; Ширина − 900 мм; Высота − 1680 мм; Диаметр барабана − 516 мм.
6 Сборник после сепаратора  первой ступени	2	Объем − 10 м3.
7 Сепаратор второй ступени	2	Производительность по исходной суспензии − 20-35 м3; Потребляемая мощность − 30 кВт; Длина − 1730 мм; Ширина − 900 мм; Высота − 1680 мм; Диаметр барабана − 516 мм.
8 Сборник после сепаратора  второй ступени	2	Объем − 10 м3.
9 Плазмолизатор (теплообменник труба в трубе)	1	Поверхность теплообмена  − 21 м2; Длина труб − 9 м; Число труб в аппарате − 14 штук; Число параллельных потоков  − 7; Диаметр теплообменных труб − 48×4 мм.
10 Вакуум-выпарная установка	1	Поверхность теплообмена  − 500 м2; Диаметр − 1900 мм; Высота − 19000 мм; Производительность по испаряемой влаге − 15т/ч.
11 Сборник после вакуум-выпарной  установки	2	Объем − 6 м3.
12 Распылительная сушилка	1	Производительность − 6000 кг/ч; Диаметр − 13035 мм; Высота − 21900 мм.
13 Циклон	2	ЦН-24

 

Заключение

В данной курсовой работе был  произведен подбор технологической  схемы дрожжевого цеха по производству белковых кормовых дрожжей, ее описание.

Был рассчитан материальный баланс и осуществлен подбор и  расчет основного технологического оборудования.

В результате проведенных  вычислений при производительности дрожжевого цеха 16 тыс. т белковых кормовых дрожжей в год получим 46,46 т/сут дрожжей 10%-ой влажности.

Подобрано 4 ферментатора с эрлифтной системой воздухораспределения и принято к установке 4 сборника. Также принято к установке 3 флотатора и 4 сборника после него. Устанавливаем 3 сепаратора и по два сборника после каждой ступени сепарации. Принимаем к установке 1 вакуум-выпарную установку с принудительной циркуляцией и выносной греющей камерой, количество необходимых сборников равно 2. В качестве плазмолизатора выбираем теплообменник труба в трубе с поверхностью нагрева 21 м2. Для высушивания дрожжей до 10% приняли распылительную сушилку СРЦ-12,5/1100 НК производительностью 6000 кг/ч.

Таким образом, выбранная  схема обеспечивает выпуск заданного  количества и качества продукции.

 

Список использованных источников

1 Холькин, Ю.И. Технология гидролизных производств / Ю.А. Холькин. − Москва “Лесная промышленность”, 1989.

2 Производство кормовых  дрожжей / А.А.Андреев, Л.И.Брызгалов − Москва. Издательство “Лесная промышленность”, 1970.

3 Технология гидролизных  производств / В.И. Шарков, С.А.Сапотницкий, О.А.Дмитриева, И.Ф.Туманов − Москва. Издательство “Лесная промышленность”, 1973.

4 Системы ферментации  \ У.Э. Виестур, А.М. Кузнецова, В.В. Савенков − Рига: Зинатне, 1986.

5 Результаты внедрения  флотационного способа выделения  дрожжей \ Н.А .Назаров, А.Н. Бажаева − “Гидролизная и лесохимическая промышленность”, 1958.

6 Бессточная технология  в гидролизно-дрожжевом производстве \ Ю.И. Холькин, В.Л. Макаров, В.А. Елкин. − М.: ОНТИТЭИмикробиопром, 1983.

7 Методическое пособие  по курсовому и дипломному  проектированию для студентов  спец. 0903 (специализация “Технология гидролизных производств”) \ сост. Е.Ф. Морозов, Н.С. Ручай, Т.Ц. Цедрик.− Минск, 1982.

8 Машины и аппараты  микробиологических производств  \ И.И. Бортников, А.М. Босенко.  − Мн.: Высшая школа, 1982.

9 Технологическое оборудование  гидролизного производства \ К.Д.  Мартыненко, В.А. Ефимов. − Москва, Издательство “Лесная промышленность”, 1973.

10 Методические указания  к курсовому и дипломному проектам (Расчет оборудования микробиологических  производств) для студентов спец. 0903, 1015. − Минск, 1988.