Проект дрожжевого цеха (стр. 7 из 8)

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 атмосферу. Осевшие в циклонах дрожжи подаются в общий поток товарных дрожжей.

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.

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	Количествот/cут
СуслоПодсев чистой культурыАммиачная водаВода на промывку	5303,04,65,1435,5	Дрожжи10%-ной влажностиИспарилось влаги при сушкеПотери дрожжей при сушкеИспаряется влаги в двухкорпусах вакуум-выпаркиПоследрожжевая бражка:а) после флотатораб) после сепараторов 1-ойступенив) после сепараторов 2-ойступени	46,46123,280,95123,613861,001016,20576,70
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.

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]: