Технология производства сухих дрожжей

Сточные воды III категории подвергаются  чаще всего  биологической очистке в естественных или искусственных условиях. В естественных условиях сточные воды очищают на полях фильтрации или орошения, в искусственных — в аэротенках, биокоагуляторах, в аэрационных каналах с помощью микроорганизмов активного ила. Принципиальная аппаратурно-технологическая схема биологической очистки сточных вод III категории представлена на рис. 3.1.

Производственно-загрязненные и хозяйственно-бытовые сточные воды самотеком двумя самостоятельными потоками поступают в насосную станцию, в здании которой расположены решетка для отделения крупных механических примесей и группа насосов. Из сборника, расположенного в насосной станции, сточная вода насосом подается непрерывно и равномерно в биокоагулятор. Одновременно туда же по раздельным коммуникациям подаются осветленная траиспортерно-моечная вода из колодцев шламонакопителя н активный ил из вторичных отстойников, количество которых замеряется измерительным лотком с треугольным водосливом.

Биокоагулятор выполняет две роли: песколовушки и аппарата, в котором происходит окисление легко окисляемых органических соединений сточных вод под действием микроорганизмов активного ила. Песок из биокоагулятора периодически удаляется самотеком или под гидростатическим напором в песковый бункер. По мере заполнения бункера песком последний вывозится с территории завода в отвал. Из бнокоагулятора смесь сточной воды с активным илом непрерывно поступает в первичный отстойник.

 

 

 

Рекомендуется устанавливать два отстойника, Что обеспечит бесперебойную работу сооружений в случае ремонта одного из них.

Осадок из первичного отстойника с содержанием сухих веществ около 5% отводится периодически в аэробный минерализатор (стабилизатор)-уплотнитель 1—2 раза в смену в зависимости от содержания взвешенных веществ, поступающих со сточной водой в первичный отстойник.

Осветленная вода с содержанием взвешенных веществ 100— 120 мг/л из сборных лотков первичного отстойника по специальному лотку непрерывно поступает в аэротенк-смеситель первой ступени. По пути движения сточной воды в лоток непрерывно подается раствор биогенных веществ, который готовят и хранят на станции биогенных веществ.

Для предотвращения вспухания ила, возникающего в результате активного развития нитчатых форм микроорганизмов, обладающих большой скоростью окисления органических веществ, а также для уменьшения выноса взвешенных веществ из аэрационных сооружений и адаптации микроорганизмов активного ила к данному виду загрязнений принята работа аэрационных сооружений по двухступенчатой схеме. По этой схеме очистки с аэротенком-смесителем в качестве первой и второй ступеней избыточный активный ил циркулирует только в пределах своей ступени, не смешиваясь с активным илом другой ступени. Благодаря этому образуется специфическая микрофлора ила, организмы которой хорошо приспосабливаются к окислению загрязнений, поступающих  на эту ступень.

Избыточный  активный ил отводится раздельно  с каждой ступени аэрации.

Иловая смесь  с содержанием активного ила 3—4 г/л из аэротенка-смесителя непрерывно отводится во вторичный отстойник первой ступени. В процессе биологической очистки активный - ил непрерывно циркулирует по илопроводу из зоны отстаивания вторичного отстойника в зону аэрации аэротенка-смеснтеля, из которого, как указывалось выше, иловая смесь поступает во вторичный отстойник.

Осветленная сточная  жидкость из вторичного отстойника первой ступени по специальному трубопроводу поступает в аэротенк-смеситель второй ступени. Иловая смесь с содержанием активного ила 0,8—1,5 г/л поступает непрерывно в вертикальный вторичный отстойник второй ступени, из которого ил подается в зону аэротенка-смесителя.

Осветленная сточная  вода из вторичного отстойника второй ступени при необходимости поступает на доочистку в гравийно- песчаный фильтр. После фильтрования концентрация загрязнений в сточной воде снижается по взвешенным веществам, БПК, ХПК и др.

Из фильтров сточная вода самотеком поступает ершовый смеситель, в котором перемешивается с дезинфицирующим реагентом, поступающим со станции дезинфицирующих средств, а оттуда подается в контактный резервуар, где выдерживается в течение 30 мин.

Количество  сточных вод, сбрасываемых в водоем, замеряется измерительным лотком. Перед выпуском сточных вод в водоем они насыщаются кислородом воздуха, переливаясь через систему водосливов .

Избыточный  активный ил из вторичных отстойников  первой и второй ступеней, а также осадок из контактного резервуара насосом подаются в илоуплотнитель. Около 50% избыточного активного ила из вторичного отстойника первой ступени непрерывно поступает в биокоагулятор.

Вода после  отстаивания активного ила самотеком  поступает в лоток перед аэротенком. Уплотненный активный ил периодически, один раз в смену, из илоуплотнителя самотеком поступает в аэробный минерализатор (стабилизатор)- уплотнитель. Окисление органических веществ осуществляется микроорганизмами в присутствии кислорода воздуха, подаваемого в массу механическим аэратором дискового типа с вертикальной осью вращения. Механические поверхностные аэраторы установлены в биокоагуляторе, аэротенках первой и второй ступеней аэрационных сооружений и в аэробном минерализаторе-уплотнителе. Один раз в смену на 30—45 мин прекращается аэрация массы в аэробном минерализаторе-уплотннтеле для осаждения взвешенных веществ содержимого минерализатора. Уплотненная минерализованная смесь активного ила и осадков из первичных отстойников подается в дегельмнитизатор. Затем в минерализатор добавляется ил из илоуплотнителя и осадки из первичных отстойников. В работу пускается аэратор, и снова продолжается минерализация смеси.

В дегельминтизаторе  осадки в процессе отстаивания обезвреживаются термическим способом. Вода из дегельминтизатора самотеком отводится в лоток перед аэротенком, а уплотненный обезвреженный осадок вывозится ассенизационной машиной за пределы сооружений или направляется в отвал-накопитель. Обезвреженный осадок используется в качестве удобрения.

 

3.2 Выбросы в  атмосферу, мероприятия по очистки отходящих газов и выбросов

 

 

 Одной из  важнейших проблем при производстве сухих дрожжей является защита воздушного бассейна от чрезмерных загрязнений дрожжевой пылью и повышение температуры приземного слоя атмосферы.

При выращивании дрожжей  в атмосферу выбрасывается воздух после аэрации среды в дрожжерастильных чанах и аппаратах чистой культуры. Количество воздуха составляет 4000— 4500 м³/ч для цеха дрожжей производительностью 3—5 т сухих дрожжей в сутки и 9000—9500 м³/ч для цеха производительностью 10 т сухих дрожжей в сутки. Температура воздуха 32— 35° С.

При высушивании дрожжей на распылительной сушилке в атмосферу выбрасывается смесь отработавшего воздуха и топочных газов, количество которых составляет 4500—4800 м³/ч, температура 80—85° С.

На  отдельных предприятиях дрожжевой промышленности вместе с отработанным воздухом в атмосферу могут выбрасываться большие количества микроорганизмов-продуцентов. На дрожжевом заводе, при обследовании воздуха, выбрасываемого из ферментера, было выявлено от 16-10³ до 316-10³ клеток микроорганизмов на м³.

Большая запыленность воздуха белковыми и другими продуктами микробного синтеза отмечается на стадиях сушки и упаковки. Значительная запыленность воздуха питательными солями и имеет место в отделениях и цехах приготовления питательных сред.

Одним из важнейших  мероприятий, снижающих выброс микроорганизмов  в окружающую среду, является герметизация ферментеров, флотаторов и оборудования узла сепарации. На ряде предприятий дрожжевого профиля высокоэффективная очистка отработанного воздуха из ферментаторов, флотаторов, узла, сушильных установок и упаковочного отделения осуществляется с помощью скрубберов Вентури. Он состоит из трубы Вентури (турбулентный промыватель), предназначенной для коагулирования мелких твердых частиц, инерционного аппарата и центробежного скруббера для отделения газа и укрупненных частици капелек жидкости. Запыленный газ подается вентилятором в трубу Вентури и смешивается с водой. Скоагулированные частицы пыли с мелкими капельками воды и газа поступают в инерционный аппарат, где газ частично отделяется от жидкости. Окончательное отделение жидкости от газа осуществляется в центробежном скруббере. Очищенный газ выбрасывается в атмосферу, а вода с твердыми частицами выводится из инерционного аппарата и скруббера в сборник. Вода из сборника многократно используется для орошения трубы Вентури и может направляться в производство с целью утилизации уловленных частиц. Представляет интерес мокрое улавливание пылевидных частиц, уносимых с газом из циклонов распылительной сушилки. Очистку воздуха до чистого или стерильного состояния можно осуществлять с помощьюфильтров грубой и тонкой очистки путем сжигания. В ряде случаев снижения вредных выбросов в атмосферу можно достичь путем совершенствования технологии.

Циклоны ЦН–15У предназначены для сухой очистки газов от невзрывоопасной и неслипающейся пыли. Эти циклоны применяют для очистки воздуха в дрожжевой промышленности. При использовании циклонов для очистки газа или воздуха, содержащую дрожжевую пыль

 

 

Рисунок 3.2 – Циклон ЦН-15

 

Циклон-ЦН15 он обладает следующим рядом преимуществ:

- низкая стоимость;

- долговечность;

- незначительное ремонтное обслуживание;

- небольшое падение давления;

- коэффициент очистки 60-90%.

 

 

4.3 Расчет циклона

 

 

Исходные данные ( дрожжевая пыль ):

1) количество  очищаемого газа при рабочих  условиях Q_р = 3800 м³/ч = =1,05 м³/с;

2) плотность  газа при рабочих условиях  ρ_г = 1,3 кг/м³;

3) динамическая  вязкость газа при рабочей температуре μ_t = 22,2*10^-6 Па·с;

4) дисперсный  состав пыли, задаваемый двумя  параметрами d_m = 5 мкм и lg σ_ч = 0,283;

5) запыленность  газа С_вх = 10 г/м³;

6) плотность  частиц ρ_ч = 1100 кг/м³;

7) требуемая  эффективность очистки газа η  = 80 %.

Расчет циклонов производится методом последовательных приближений в следующем порядке:

1. Задавшись типом циклона (ЦН-15У) определяем оптимальную скорость газа в аппарате ω_опт = 3,5 м/с.
2. Определяем необходимую площадь сечения циклона, м²:

 

3. Определяем диаметр циклона, задаваясь количеством циклонов N=1, м:

 

Диаметр циклона :

В данном случае D = 0,5 м.

4. Вычисляем действительную скорость газа в циклоне, м/с:

 

Скорость газа в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15%.

В данном случае отклонение составляет 6 %, что допустимо.

5. Принимаем коэффициент гидравлического сопротивления, соответствующий данному циклону: .

К₁ - поправочный коэффициент на диаметр циклона, определяемый по таблице 2.11:

К₁ = 1;

К₂ - поправочный коэффициент на запыленность газа, определяемый по таблице 2.12:

К₂ = 0,92;

К₃ - коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, табл. значение:

К₃ = 35

 

 

6. Определяем потери давления в циклоне, Па:

 

7. Определяем значение параметра d₅₀ при рабочих условиях (диаметр циклона, скорость потока, плотность пыли, динамическая вязкость газа) по уравнению:

 

8. Определяем  параметр Х по формуле:

 

9. Определяем  Ф(Х), представляющее собой полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях:

Ф (0,66) = 0,497

10. Фактическая  степень очистки, %:

 

Внутренний  диаметр выхлопной трубы d = 0,3 м;

Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия d₁ = 0,2 м;

Ширина входного патрубка в циклоне (внутренний размер) b = 0,1 м;

Ширина входного патрубка на входе (внутренний размер) b₁ = 0,13 м;

Длина входного патрубка l = 0,3 м;

Диаметр средней  линии циклона D_ср = 0,4 м;

Высота установки  фланца h_фл = 0,05 м;

Угол наклона  крышки и входного патрубка циклона  α = 15^°;

Высота входного патрубка а = 0,33 м;

Высота выхлопной  трубы h_т =0,75 м;

Высота цилиндрической части циклона H_ц = 0,755 м;

Высота конуса циклона H_к = 0,75 м;

Высота внешней части выхлопной трубы h_в = 0,15 м;

Общая высота циклона H =1,71 м.

 

Таблица 3.1 - Техническая характеристика Циклона ЦН-15

Типоразмер  циклона	Площадь сечения  цилиндрической части корпуса (группы корпусов), м2	Производительность, м3/ч		Рабочий объем бункера, м3
		при V=2,5 м/с	при V=4 м/с
ЦН-15	0,196	1800	2800	0,32

 

 

Выводы:

1. В цехах сухих дрожжей образуются сточные воды I и III категорий. В настоящее время применяются различные методы очистки сточных вод: механические, химические, биологические и физические.
2. На отдельных предприятиях дрожжевой промышленности вместе с отработанным воздухом в атмосферу могут выбрасываться большие количества микроорганизмов-продуцентов
3. Для очистки газа или воздуха, содержащую дрожжевую пыль преимущественно используют циклоны.