Контрольная работа: Ящичная солодовня

Из разварника масса направляется в выдерживатель, где находится под давлением, соответствующим температуре разваривания 40 - 45 мин, а затем выдувается в паросепаратор, охлаждается в нем до 102 - 108  и идет на вакуум - охлаждение .

Схема установки непрерывного разваривания Р3 - ВРА - 2000 :

- дробилка молотковая для зерна; 2 - бункер для дробленого зерна; 3 - высокоизмерительное устройство; 4 - смеситель; 5 , 8 - плунжерные насосы; 6 - подогреватель замеса; 7 - промежуточная колонна; 9 - контактная головка острого пара; 10 - трубчатый разварник; 11 - выдерживатель; 12 - паросепаратор; 13 - дробилка молотковая для картофеля.

2.5 Рассчитать вместимость и геометрические размеры разварника непрерывного действия.

Ответ.

Количество замеса, развариваемого в течение часа:

G =  m   / 24 =  = 10,8 кг,

где m - количество замеса, m = 0,133 /дал;

 - плотность замеса,  = 1,22 кг

Необходимая вместимость варочного агрегата:

 = G   /    =  =  = 0,83 ,

где  - продолжительность разваривания для трубчатого аппарата,  = 0,03 ч;

 - коэффициент заполнения для трубчатого аппарата,  = 0,32.

Диаметр труб аппарата можно определить из равенства:

 =  ,

где  - расход развариваемой массы, /с;

 - скорость движения развариваемой массы в трубчатом аппарате,  = 0,13 м/с;

d - диаметр труб аппарата, м.

 =  =  =  = 0,0025 /с

Преобразуем равенство:

 =  

и найдем диаметр труб аппарата:

d =  =  =  =  = 0,16 м

Длина (м) варочного агрегата (длина труб):

 =  =  =  = 41,5 м.

2.6 Рассчитать расход пара на разваривание крахмалосодержащего сырья

Ответ.

Количество теплоты, необходимой для разваривания массы:

Q = G   ( - ),

где  - удельная теплоемкость массы,  = 3770 Дж/(кг К);

 - начальная температура массы, поступающей на разваривание,  = 85 ;

 - температура разваривания в аппарате,  = 143

Q = 10,8  3770 (143 - 85) = 40 716 58 = 2 361 528 Дж/ч

Объемный расход пара:

D =  ,

где  - удельная энтальпия пара, Дж/кг;

 - удельная энтальпия конденсата при 143 ,Дж/кг

D =  =  = 1,14 кг/ч

.7 Каковы устройство и работа аппаратов полунепрерывного разваривания? Описание, схема, принцип действия оборудования

Ответ.

При полунепрерывном процессе производства спирта разваривание крахмалсодержащего сырья происходит в трех аппаратах: предразварнике, разварнике и паросепараторе-выдерживателе. При этом первые два аппарата работают периодически, а третий обеспечивает непрерывное поступление разваренной массы на осахаривание.

Предразварник предназначен для предварительного нагрева сырья до 60-90 °С отработавшим паром из паросепаратора, что способствует более полному развариванию зерна и позволяет провести последующее разваривание при более низком давлении.

Предразварник представляет собой стальной сосуд с конической крышкой и днищем. Сырье, подлежащее запариванию, загружается через люк 4, находящийся в центре крышки аппарата. Под крышкой находится камера 2, в которую по трубе 5 поступает отработавший пар из выдерживателя или сборника вторичного пара. Из паровой камеры пар по четырем трубам 6 поступает в толщу загруженного сырья. На некоторых заводах в связи с тем, что трубы часто забиваются, они демонтированы, и пар подводится в нижнюю коническую часть аппарата.

На крышке имеется патрубок 3 для отвода воздуха и избыточного пара в бак для подогрева воды. Вода подается в предразварник через патрубок 1.

Для разваривания добавляют теплую воду в количестве (в кг): на 1 кг картофеля 0,2-0,5, на 1 кг зерна 2,5-3,5.

Воду задают в предразварник при разваривании зерна и в разварник при разваривании картофеля.

Разварник предназначен для разваривания крахмалсодержащего сырья под давлением до 0,6 МПа (6 кгс/см2), применяется при периодической и полунепрерывной схемах производства спирта. Разварник изготовляют из листовой стали Ст. 3 клепаной или сварной конструкции конической или цилиндроконической формы.

Техническая характеристика разварников

СП-1163 СП - 1164

Масса загружаемого картофеля, кг 3000-3500        2500-2600

Масса загружаемого зерна, кг 1300-1500       900-1100

Объем, м3 5,3                               4

Диаметр, мм 1500                     1500

Высота, мм 5405                       5106

Масса, т 2299                            1652

Разварник состоит из корпуса 14, загрузочного люка 9 и прикрепленной на фланце выдувной коробки 17. Для предохранения стенок от быстрого износа в нижнюю часть конуса внутри разварника вставляют сменную предохранительную гильзу 4 из стали толщиной 3-4 мм.

В выдувной коробке имеется решетка 18 для удержания посторонних предметов и дополнительного диспергирования сырья в процессе выдувания. Непосредственно над решеткой находится лючок 2, через который очищают решетку и выдувную коробку. В верхней конической части коробки расположены два патрубка, по одному из них 3 подается пар, а другой 16 предназначен для отвода конденсата, но во избежание потери крахмала им пользуются редко. Выходное отверстие над решеткой закрывается коническим клапаном 1.

Поступление пара в разварник регулируется вентилем 6. Обратный клапан 5 препятствует попаданию сырья в вентиль и коммуникации в случае снижения давления в паровой магистрали. Через вентиль 7 подают пар при выдувании разваренной массы.

На крышке разварника к патрубку 13, защищенному сеткой, присоединен тройник с двумя вентилями 11 и 12. Вентиль 12 служит для отвода вытесняемого воздуха в атмосферу при загрузке аппарата и пропаривании сырья, а также для окончательного снятия давления в аппарате перед открытием крышки люка. Вентилем 11 пользуются при циркуляции (перемешивании) сырья паром, избыток пара отводят в выдерживатель.

На крышке разварника имеются патрубок 10 для установки предохранительного клапана и патрубок для манометра 8, выведенного на рабочее место. На высоте 700-800 мм от нижнего фланца располагается пробоотборник 15.

На трубопроводе, подводящем пар к разварникам, устанавливается редукционный вентиль, отрегулированный на рабочее давление аппаратов. Поверхность разварника с внешней стороны теплоизолируют. Верхний люк разварщика для безопасности эксплуатации делается внутренним. Внутреннее давление давит на люк, прижимая его к горловине. Разварник опирается четырьмя лапами на каркас.

Разварники являются сосудами, работающими под давлением. Изготовление и эксплуатация их должны осуществляться в соответствии с требованиями правил Госгортехнадзора.

При эксплуатации разварников необходимо следить за состоянием предохранительной гильзы (при износе на 50% толщины ее необходимо заменить), исправностью предохранительного клапана и редукционного вентиля, которые должны быть отрегулированы на давление, не превышающее разрешенное рабочее давление; исправностью манометра. На стекле манометра (с внутренней стороны) должна быть нанесена красная черта, соответствующая разрешенному давлению.

Недостатки разварника следующие: периодичность процесса, значительные затраты времени на загрузку и выгрузку, на прогрев аппарата после каждой новой загрузки, неравномерность процесса варки в каждом аппарате из-за неодинаковых условий разваривания на разных уровнях в разварнике и в результате этого потери крахмала (недоваривание и переваривание сырья). Большим недостатком также является неравномерность потребления пара во времени, что отрицательно сказывается на работе котельной; разварники являются металлоемкими аппаратами; при обслуживании их затрачивается ручной труд, при эксплуатации требуется постоянное повышенное внимание персонала.

Выдерживатель используют при полунепрерывном и непрерывном процессах разваривания сырья. В нем происходит снижение температуры массы после разварника в результате образования вторичного пара, создается запас разваренной массы, обеспечивающий непрерывность процесса осахаривания, доваривается масса, может осуществляться смешивание разваренной массы из разных видов сырья.

В верхней части аппарата, являющейся паровой зоной, происходит сепарирование - отделение вторичного пара от разваренной массы. Она выполняет также роль крахмалоловушки, задерживая частицы массы, увлекаемые паром из разварников при циркуляции.

Наличие выдерживателя значительно выравнивает цикличность работы разварников. Выдерживатель изготовляют цилиндрической формы из листовой стали толщиной цилиндрической части 6-8 мм и днища 7-9 мм, он рассчитан на давление не выше 70 кПа (0,7 кгс/см2).

Разваренная масса и циркуляционный пар подводятся в верхнюю цилиндрическую часть аппарата по тангенциально расположенным патрубкам, что способствует лучшему отделению (сепарированию) пара. В том месте, где выдуваемая масса скользит по стенке, вставлен стальной отражатель 10, препятствующий выбросу массы в паровое пространство выдерживателя. Выдерживатель заполняют разваренной массой на 2/з объема, а 7з приходится на паровое пространство.

Ниже воротника расположены два поплавковых указателя уровня 5, верхний из них показывает предельно допустимый уровень массы, нижняя часть аппарата от днища до первого поплавка служит для выдерживания массы. Объем между поплавками предназначен для массы при очередном выдувании разварника.

По поперечному сечению аппарата расположена решетка 12 для задержания посторонних крупных примесей, которая выполняется разборной из стальных полос. Ширина зазоров между полосами 20 мм. Решетку чистят через люк 13, а на ходу при необходимости путем подвода пара через патрубок 4. При непрерывных схемах разваривания с хорошей подработкой сырья необходимость в решетке отпадает.

Уклон конусного днища составляет 60°, что обеспечивает хороший сток и полный выход массы.

Помимо предохранительного клапана к выдерживателю присоединяют гидравлический затвор 9, представляющий собой У-образную трубу диаметром 100-150 мм и высотой 7 м. Уровень воды в гидравлическом затворе контролируется краном 11. Высота столба воды при отсутствии давления в аппарате 3,5 м. В верхней части трубы гидравлического затвора имеется ловушка 8 для задержания воды, вытесняемой из затвора при повышении давления свыше 70 кПа (0,7 кгс/см2), и в то же время она должна обеспечивать выпуск избыточного пара через отверстия в верхней части ловушки. На трубе, отводящей пар из выдерживателя, устанавливают регулятор давления 7, при помощи которого в выдерживателе поддерживается давление в пределах 0,03-0,05 МПа (0,3- 0,5 кгс/см2).

В случае снижения температуры при длительных простоях массу можно подогревать паром через барботер 15. Давление в аппарате контролируют по манометру 3, который устанавливается в месте, удобном для контроля. Манометрическая трубка 6 заполняется водой. При определении истинного давления в выдерживателе из показаний манометра следует вычесть давление, создаваемое столбом воды в трубе. Загрязнившуюся воду из манометрической трубки периодически спускают через трехходовой кран 2. Наружную поверхность выдерживателя покрывают теплоизоляцией.

Список литературы

1. Кретов И.Т., Антипов С.Т. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности: Учебник. - Воронеж: Издательство государственного университета, 1997. - 624 с.

2. Кретов И. Т., Антипов С. Т., Шахов С. В. Инженерные расчеты технологического оборудования предприятий бродильной промышленности. - М.: КолосС, 2004. - 391 с.