Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Декабря 2011 в 23:40, курсовая работа
Мета проекту – розробка технологічного процесу виробництва рафінованої олії.
Вступ 6
1.Аналітичний огляд про рафінацію олії
7
1.1 Сировина та видобування касторової олії
7
1.1.1Насіння рицини як сировина для видобуваннякасторової олії
7
1.1.2 Характеристика плодів і насіння рицини 8
1.1.3 Переробка обрушеного насіння рицини 9
1.1.4 Очищення насіння 10
1.1.5 Обрушування насіння і відвівання лушпиння 10
1.1.6 Форпресування рицини 11
1.2 Технології та методи рафінації 12
1.2.1 Технології рафінації
12
1.2.2 Методи рафінації 14
1.2.3 Розгляд стадій рафінації 15
1.3 Технологія рафінування касторової олії в місцелі 26
1.4 Обгрунтування вибраної технологічної схеми 29
2. Опис технологічної схеми рафінації касторової олії 30
2.1 Стадія нейтралізації 30
2.1.1 Стадія нейтралізації олії
30
2.1.2 Стадія промивки олії
31
2.1.3 Стадія сушки олії 31
2.2 Стадія відбілювання 32
2.2.1 Стадія відбілювання нейтралізованої олії 32
2.2.2 Стадія фільтрації відбіленої олії 32
2.3 Стадія дезодорації 34
2.3.1 Стадія дезодорації олії 34
2.3.2 Стадія охолодження та обробки лимонною кислотою олії 35
3. Характиристика сировини, готової пордукції і відходів 36
3.1 Загальні технічні вимоги до гідратованої касторової олії 36
3.2 Загальні технічні вимоги до рафінованої дезодорованої касторової олії для використання в медицині
37
3.3 Загальні технічні вимоги до соапстоку 38
4. Матеріальні розрахунки 43
4.1 Матеріальний баланс процесу нейтралізації 43
4.2 Матеріальний баланс процесу промивки 46
4.3 Матеріальний баланс процесу сушки 48
4.4. Матеріальний баланс процесу відбілки та фільтрації 49
4.5. Матеріальний баланс процесу дезодорації 51
4.6 Продуктовий баланс комплексної рафінації касторової олії 52
4.7 Матеріальний баланс процесу розведення NaOH 53
4.8 Розрахунок лимонної кислоти 55
5 Теплові розрахунки 56
5.1. Тепловий баланс роботи нейтралізатора Н1 56
5.2 Тепловий баланс роботи вакуум-сушильного апарату ВС 59
5.3 Теполовий баланс робрти реактору відбілювання РВ1 62
5.4 Тепловий баланс роботи дезодоратору Д1 65
5.5 Тепловий баланс роботи приймача-холодильника ПХ1 69
6. Розрахунок основного та допоміжного обладнання 73
6.1 Розрахунок нейтралізатору Н1 та промивного вакуум-сушильного апарату ВС1 73
6.2 Розрахунок реактору для відбілення РВ1 76
6.3 Розрахунок фільтр-пресу ФП1 78
6.4 Розрахунок дезодоратору Д1 80
6.5 Розрахунок теплообмінника-холодильника для дезодорованої олії ПХ1 84
6.6 Розрахунок пароежекторного вакуум-насосу ПЕБ1 87
6.7 Розрахунок конденсатору К1 95
6.7 Розрахунок резервуарів 99
6.8 Вибір відцентрових насосів 104
7. Розрахунок енергетичних витрат 108
8. Висновки 110
9. Перелік використаних джерел 111
Цикл роботи теплообмінника-охолоджувача становить 6 циклів за добу. Таким чином задану продуктивність ділянки 25т/добу може забезпечити встановлення двох таких охолоджувачів. [8]
Технічна характеристика приймача-охолоджувача зазначена в таблиці 6.6
Таблиця 6.6 - Технічна характеристика приймача-охолоджувача
| Ємність: | |
|
8
5 |
| Поверхня
теплообміну охолоджувальних |
25 |
| Потужність ел. двигунів, кВт | 1,7 |
Розмір,
м:
|
2,4 3,6 1,7 |
| Маса, т | 4,4 |
6.6 Розрахунок
пароежекторного вакуум-насосу ПЕБ1
Вихідні дані для розрахунку триступеневого паро ежекторного насосу:
Тиск, кПа :
Температура парогазової суміші, яку відсмоктують із дезодоратора, °С tг.с. = 110
Початкова температура охолоджуючої води, °С tв.п. = 27
Маса відсмоктуємої з дезодоратора парогазової суміші, кг/год G1 = 140
У тому числі:
Для обслуговування одного дезодоратора приймається до встановлення триступеневий пароежекторний насос з двома проміжними кожухотрубними конденсаторами. Ежектори працюють при параметрах, наведених у таблиці 7.
Таблиця 6.7 – Параметри роботи ежекторів [8]
| Ступінь ежектора | Позначення |
Тиск всмоктування, кПа | Позначення |
Тиск нагнітання, кПа |
| Перша | рн1 | 0,67 | рк4 | 6,0 |
| Друга | рн2 | 6,0 | рк5 | 25,33 |
| Третя | рн3 | 25,33 | рк | 106,6 |
Приведений розрахунок детально розглянутий у працях [8], де також наведені всі розрахункові формули, що використані нижче.
Загальна
ступінь стискання вакуум-
де рк – тиск нагнітання на третій ступені ежектора, кПа
рн1 – тиск всмоктування на першій ступені ежектора, кПа
Ступінь стискання у ежекторах:[8]
Першої
ступені
Другої
ступені
Третьої
ступені
Обчислимо витрати робочої пари ежектором першої ступені.
Ступінь розширення робочої пари у ежектора[8]
де рн – тиск всмоктування на першій ступені ежектора, кПа
Так як
при параметрах діаметр горла
ежектора першої ступені вище 100мм,
то ступінь стискування
Витрати робочої пари у ежекторі першої ступені:[8]
де
Маса парогазової суміші, яка потрапляє у перший поверхневий конденсатор:[8]
У тому числі маса водяної пари:[8]
Визначення кількості охолоджувальної води та поверхні теплообміну першого кожухотрубчатого конденсатора. Температура насичення водяної пари при тиску у між трубчатому конденсаторі рн2=6кПа дорівнює t’мас = 36,2°С.
Температура парогазової суміші на виході з першого конденсатора:[8]
Парціальний тиск пари води при температурі 33,75°С рконд = 5246Па.
Вміст водяної пари в 1 кг парогазової суміші, видаляємої з конденсатора:[8]
Маса парогазової суміші на виході з конденсатора: [8]
У тому числі маса водяної пари:[8]
Маса повітря:[8]
Усього у першому конденсаторі конденсується водяної пари і погонів масою:[8]
Для визначення кількості охолоджувальної води потрібно визначити температуру насичення водяного пару у парогазовій суміші на виході з конденсатору. Спочатку знаходять парціальний тиск парогазової суміші:[8]
При цьому тиску температура насіння t ́нас = 33,75°С
Витрати тепла
на охолодження парогазової
Сумарне теплове навантаження на перший конденсатор:[8]
Витрата охолоджуючої води:[8]
Поверхня теплообміну конденсатора:[8]
При простому змішуваному тоці теплоносіїв Δtсер визначається з рівняння:[8]
Δtсер = А/[2.31lg[(Δtб + Δtм + А)/( Δtб + Δtм –А)]]
Δtсер
= 77/[2.31lg[(78+9.25+77)/(78+9.
Приймається кожухотрубчатий з нерухомою трубною решіткою вертикальний двохходовий по трубам та одноходовий по міжтрубному просторі конденсатор. Діаметр кожуха 600мм; трубки діаметром 25х2мм, довжина труб 2м, поверхня теплообміну F = 40м2.
Витрати робочої пари у ежекторі другої ступені. Спочатку визначається ступінь розширення. [8]
Питомі витрати робочого пару при е2 = 163 і к2 = 4,22 дорівнюють b2 = 2,65кг/кг. Витрати робочої пари ежектором:[8]
Д3 = b2 · G2 = 2.65 · 47.7 = 126 кг/
Підсос повітря у ежектор другої ступені приймається d3 = 0.5 кг/год
Маса парогазової суміші, яка надходить у другий поверхневий конденсатор:[8]
Gг2 = G2 + Д3 + d3 = 47,4 + 126 + 0,5= 173,9 кг/год
У тому числі маса водяної пари:[8]
Д4 = Д2 + Д3 = 38,4 + 126 = 164,4 кг/год
Маса повітря:[8]
d4 = d2 + d3 = 9 + 0.5 = 9.5 кг/год
Температура
охолоджуючої води на виході з другого
конденсатора приймається 33°С. Визначення
витрат охолоджуючої води і поверхні
теплообміну другого
Через
нещільності конденсатор
Маса повітря у парогазовій суміші на виході з конденсатора:[8]
d6 = d4 + d5 = 9.5 + 0.6 = 10.1 кг/год
Температура парогазової суміші на виході з конденсатора приймається tг = 53°С. Парціальний тиск при води при цій температурі рпар = 145,292 кПа.
Вміст водяної пари у 1кг парогазової суміші, яка відсмоктується з другого конденсатора:[8]
Маса парогазової суміші, що відсмоктується з другого конденсатора:[8]
У тому числі маса водяної пари:[8]
Д3 = 18,5 – 10,1 = 8,2 кг/год
Кількість теплоти, яка відводиться у другому конденсаторі:[8]
Q3 = (Д2 + Д3 – Д5) · Г2 = (38,4 + 129 – 8,2) · 2367 = 369725 кДж/год = 102701 Вт.
Перший і другий конденсатори по воді з’єднані послідовно. Таким чином:[8]
W1 + W2 = 78 м3/год.
Температура охолоджуючої води на виході з другого конденсатора:[8]
Необхідна поверхня теплообміну другого конденсатора:[8]
До
установки приймається
Визначення витрати робочого пару у ежекторі третьої ступені. Ступінь розширення робочої пари:[8]
Витрата робочої пари визначається в залежності від величини е3 = 38,7 і R3 = 4,21. Тоді b3 = 4,42кг/кг.
Витрати робочої пари:[8]
Д6 = В3 · G4 = 4.42 · 18.3 = 81кг/год
Підсос повітря крізь щілі d7 = 0.2кг/год
Вихід парогазової суміші з ежектора третьої ступені:[8]
Gг3 = G4 + Д6 + d7 = 18,3 + 81 + 0,2 = 99,5 = 100кг/год
Витрати охолоджуючої води на роботу обох конденсаторів W = 78м3/год.
6.7 Розрахунок
конденсатору К1
Вихідні дані для розрахунку:
Залишковий
тиск в апараті,кПа Ра
Температура олії в процесі сушки, 0С tм = 95
Температура вторинної пари на вході в конденсатор, 0С tв.п = 80
Температура насиченої водяної пари при залишковому тиску 8 кПа, 0С tнас = 41,5
Початкова температура води, 0С tв.н = 27
Температура пароповітряної суміші на виході з конденсатора, 0С tвоз = 27