Проект цеха получения ферментного препарата протеазы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Характеристика конечной продукции

1. Ферментный препарат протеазы из зерна тритикале.

2. Растительную протеазу получают из зерна тритикале путем измельчения зерна, затем экстрагировании его 0,35% раствором соли NaCO, отделением надосадочной жидкости на центрифуге, ее осаждением 5% раствором лимонной кислоты, формированием осадка, далее отделением осадка на центрифуге, его высушиванием в распылительной сушилке.

3. Протеаза является биологическим катализатором, который отличается способностью расщеплять в белках пептидную связь между аминокислотами. Применяется в пищевой промышленности как пищевая добавка Е1101 Протеазы : в мясоперерабатывающей промышленности, где они способствуют улучшению питательных качеств мяса и изделий его переработки, дополнительно ускоряя его созревание, а так же используется в процессе изготовления сыров, что также содействует их быстрому созреванию, в процессе хлебопечения, ускоряя созревание теста, а при изготовлении хлебобулочных изделий снижая расход сахара..

Кроме пищепрома пищевая добавка Е1101 Протеазы находит свое применение и в других областях деятельности человека. В частности, данное вещество нередко входит в состав стиральных и моющих средств. Без потери активности оно выдерживает температуру до 90°С. Кроме того, пищевая добавка Е1101 Протеазы может применяться при производстве зубных паст, тем самым обеспечивая защиту зубов от кариеса и антимикробное действие.

4. Внешний вид протеазы: порошок, который характеризуется окраской от белой до желто-коричневой.

Активность фермента в готовом препарате - 250 ед/г.

Массовая доля влаги - не более 3%

Препарат xpaнят в крытых вентилируемых помещениях, вдали от нагревательных приборов, относительная влажность в помещении не более 65%. спецификация полупродукт сырье технологический

5. Фacoвкa пpeпapaтa пpoизвoдитcя в бумажные или двoйныe бумажные мешки, а также мешки с пoлиэтилeнoвыми вкладышами массой не более 0,5 кг. Препарат фасуют по 0,4; 0,5 кг. Допустимая погрешность взвешивание массы нетто препарата + 0,75%.

Пpи мapкиpoвкe нa этикeткe пaкeтa yкaзывaют:

* нaимeнoвaниe пpeдпpиятия- изгoтoвитeля и eгo тoвapный знaк;

* нaимeнoвaниe пpeпapaтa;

* мaccy нeттo;

* дaтy изгoтoвлeния;

* cpoк xpaнeния.

ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ И МАТЕРИАЛОВ

Наименование	Обозначение	Сорт или артикул	Показатели, обязательные для проверки	Примечание
Зерно тритикале	ГОСТ 13586.5-93		Влажность	Использ. для получения конечного продукта
Раствор соли NaCO 3,5%	ГОСТ 5100-85	-	Концентрация	Использ. для экстрагирования белка в измельченном зерне
Лимонная кислота	ГОСТ 908-2004	-	Влажность	Использ. для осаждения в надосадочной жидкости
Вода	ГОСТ 17.1.1.04-80	Технич.	ХПК, БПК, органолептические и физико-химичекие	Для мойки оборудования и приготовления растворов
Сода каустическая	ГОСТ 2154-76	-	-	Для мойки оборудования
Мешки	ГОСТ 2226-98	-	-	Для упаковки готового препарата

Нормы расхода основных видов сырья, материалов и энергоресурсов.

Наименование сырья, материалов, ресурсов	Единица измерения	Норма расхода (кг/кг, м3/кг, Гкал/кг)	Примечание
Зерно тритикале	кг	1000	ГОСТ 13586.5-93
Соль NaCO	кг	17,5	ГОСТ 5100-85
Лимонная кислота	кг	283	ГОСТ 908-2004
Вода для приготовления растворов	дм3	5832	ГОСТ 17.1.1.04-80
Вода для мойки оборудования	м3	31	ГОСТ 17.1.1.04-80
Сода каустическая	кг	10,00	ГОСТ 2154-76
Мешки	шт	102	ГОСТ 2226-98

ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.

Из бункера с зерном (Б(з)) с помощью шнекового транспортера (ШТ) в дробилку (Д) поступает зерно тритикале. В дробилке зерно измельчается в течение 15 мин, затем шнековым транспортером оно подается в смеситель (РС(э)) для экстрагирования раствором соли NaCO, предварительно приготовленном в смесителе для соли и воды (РС(соль)) (гидромодуль 1:10), куда из бункера (Б(NaCO)) подается соль.. Экстрагирование происходит в течение часа при скорости вращения лопастной мешалки 125 об/мин.. Далее смесь поступает в центрифугу (Ц). Центрифугирование происходит в течение 2 ч при скорости вращения барабана центрифуги 600 об/мин. На стадии первого центрифугирования отделяется осадок, поступающий в емкость для осадка (Е(ос-1)), следующий в другой цех на переработку, и надосадочная жидкость, поступающая в емкость (Е(нж-1). Затем надосадочная жидкость поступает в смеситель (РС(ос)), где осаждается лимонной кислотой, поступающей из бункера (Б(лк)), Экстрагирование происходит в течение часа при скорости вращения лопастной мешалки смесителя 125 об/мин. После этого в течение 2 ч смесь отстаивается для формирования осадка.. Далее вся смесь поступает на второе центрифугирование, которое длится 2,5 ч. На этой стадии отделяется надосадочная жидкость, следующая затем в емкость (Е(нж-2)), а после в слив стоков, и осадок, поступающий в емкость для осадка (Е(ос-2)). Далее этот осадок центробежным насосом (ЦН) перекачивается в распылительную сушилку (СР), где высушивается в течение 5 ч. Отработанный воздух через циклоны (Ц) поступает на очистку в мокрый скруббер, а высушенный продукт с остаточной влажностью 3% поступает в бункер для высушенного продукта (Б(вп)), а затем на упаковочную линию (УЛ), где фасуется в мешки по 0,5 кг.

Изложение стадий вспомогательных работ (ВР) и основного технологического процесса (ТП)

ВР 1. Подготовка вспомогательных реактивов и материалов.

ВР 1.1 Приготовление 0,35% раствора NaCO.

Порошок NaCO поступает из бункера в смеситель, смешивается с водой в смесителе (гидромодуль 1:10).

ВР 1.2. Приготовление 5% раствора лимонной кислоты.

Порошок лимонной кислоты поступает из бункера в смеситель, смешивается с надосадочной жидкостью, водой (гидромодуль 1:3).

ВР 2. Подготовка, мойка и стерилизация оборудования.

Пpи мoйкe aппapaтов cнaчaлa их зaпoлняют вoдoпpoвoднoй вoдoй, нагpeвaют вoдy дo тeмпepaтypы 95±5°C пpи включeннoй мешалке и мoют в тeчeниe 1 часа, пocлe чeгo вoдy cливaют в кaнaлизaцию. Зaтeм aппapaты зaпoлняют 1,0-1,5%-ным раствopoм соды, пpoмывaют их пpи выключeннoй мeшaлкe и тoй жe тeмпepaтуре тeчeниe 1-2 чacoв, пocлe чeгo пepeдaют pacтвop в cлeдyющие aппapaты. B вымытые aппapaты cнoвa зaливaют вoдy и oпoлacкивают пpи включeннoй мeшaлкe и тeмпepaтype 95±5°C в тeчeниe 30-60 минyт. Пpoмывные вoды cливaют в кaнaлизaцию.

ВР 3. Подготовка зерна тритикале.

ВР 3.1. Приём и хранение сырья.

Cyxиe кoмпoнeнты поступают с внешнего транспорта в специальное складское помещение. Прием и xpaнeниe ocyщecтвляeтcя нa cклaдe пpи тeмпepaтype 15-18°C.

ВР 3.2. Проверка сырья.

Kaждaя пapтия пocтyпившeгo со склада cыpья (зерно и дp.) пoдвepгaeтcя анализу нa влажность (требуемая влажность 10 (+3)%.

ТП 4. Измельчение.

Из бункера, где хранится зерно тритикале, при помощи весов и шнекового транспортера зерно поступает в молотковую дробилку. Загрузка материала составляет 15 минут, измельчение происходит в течение 15 минут при скорости вращения ротора дробилки 1500 об/мин, разгрузка измельченного зерна происходит в течение 15 минут, с помощью весов и шнекового транспортера поступает на дальнейшую обработку.

ТП 5. Экстрагирование.

В смеситель поступает измельченное зерно, вода (гидромодуль 1:5), приготовленный раствор NaCO, перемешивается в течение часа при скорости вращения лопастной мешалки 125 об/мин, затем смесь выгружается и поступает на дальнейшую обработку.

ТП 6. Центрифугирование.

В центрифугу поступает смесь со стадии экстрагирования, центрифугируется в течение 2 ч при скорости вращений барабана центрифуги 600 об/мин, разделяется на осадок, который поступает на переработку в другой цех, и на надосадочную жидкость с содержанием сухих веществ 8%, следующую на дальнейшую обработку.

ТП 7. Осаждение и формирование осадка.

В смеситель поступает надосадочная жидкость со стадии центрифугирования, вода (гидромодуль 1:3) и лимонная кислота. Смесь перемешивается в течение 1 ч при скорости вращения лопастной мешалки 125 об/мин, затем отстаивается 2 ч для формирования осадка. Далее смесь поступает на центрифугирование.

ТП 8. Центрифугирование.

Смесь с предыдущей стадии центрифугируется в фильтрующей центрифуге в течение 2,5 ч при скорости вращения ротора 600 об/мин, затем разделяется на надосадочную жидкость, которая поступает на очистные сооружения, и на осадок с количеством сухих веществ 20%, центробежным насосом подающийся на высушивание.

ТП 9. Высушивание осадка.

В распылительную сушилку поступает осадок со стадии центрифугирования, высушивается до количества остаточной влаги 30,1% при температуре 130С в течение 5 ч, затем продукт, имеющий на выходе температуру 60 С охлаждается в пневмоохладителе и через шлюзовой затвор направляется в бункер для высушенного продукта. Отработанный воздух проходит через циклоны и поступкает на очистку в мокрый скруббер.

ТП 10. Упаковка, маркировка, отгрузка.

Высушенный продукт поступает в бункер, откуда при помощи весов - на упаковочную линию. Фасуется препарат в мешки по 0,5 кг (допускается погрешность 0,05 кг. Определяются органолептические показатели продукта: внешний вид, цвет, наличие посторонних объектов в упаковке: мелкие кристаллы от белого до желто-коричневого цвета, не допускается наличие посторонних объектов в упаковке. Также определяется влажность ферментного препарата, которая должна быть 3% (допускается погрешность 0,1%).

ПРОДУКТОВЫЙ РАСЧЕТ И МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС.

Стадия измельчения.

На стадию измельчения подается G = 1000 кг зерна тритикале.

1. Количество АСВ в подаваемом зерне при влажности зерна 10%:

G = G* 0,9 = 1000 кг * 0,9 = 900 кг

2. Количество измельченного зерна с учетом потерь (0,5%) на стадии:

G= G * 0,995 = 1000 кг * 0,995 = 0,995 т = 995 кг



3. Количество АСВ на стадии измельчения при влажности зерна 10%:

G= G* 0,9 = 995 кг * 0,9 = 895,5 кг

4. Потери на стадии измельчения:

G = G - G = 1000 кг - 995 кг = 5 кг

5. Потери АСВ на стадии измельчения:

G = G - G = 900 кг - 895,5 кг = 4,5 кг

Стадия экстрагирования.

6. Количество воды, подаваемой на стадию экстрагирования (1:5):

G= G* 5 = 995 кг * 5 = 4975 кг

7. Количество NaСО, подаваемого на экстрагирование (0,35%):

G = = 0,0175 т = 17,5 кг

8. Количество воды, смешиваемой с NaСО (1:10):

G = G * 10 = 17,5 кг * 10 = 175 кг



Таблица 1 - Содержание АСВ в отдельных компонентах

№	Компонент	АСВ	Влажность, %
		%	кг
1	NaСО	99	17,3	1
2	Зерно тритикале	90	895,5	10

Количество АСВ в NaСО: G = G* 0,99 = 17,5 кг * 0,99 = 17,3 кг

Количество АСВ в зерне тритикале: G = 895,5 кг

10. Количество смеси на стадии экстрагирования:

G= G + G + G+ G = 995 кг + 4975 кг + 17,5 кг + 175 кг = 6162,5 кг

11. С учетом потерь на стадии экстрагирования (1%):

G= G * 0,99 = 6162,5 кг * 0,99 = 6100,86 кг

12. Количество потерь на стадии экстрагирования:

G = G - G= 6162,5 кг - 6100,86 кг = 61,64 кг

13. Количество АСВ на стадии экстрагирования:

G= G + G = 17,3 кг + 895,5 кг = 912,8 кг

С учетом потерь (1%):

G = G * 0,99 = 912,8 кг * 0,99 = 903,67 кг

14. Количество АСВ в надосадочной жидкости - 8% (экспериментальное значение)

G = G * 0,08 = 903,67 кг * 0,08 = 72,29 кг

15. Потери АСВ на стадии экстрагирования:

G = G- G= 912,8 кг - 903,67 кг = 9,13 кг

16. Количество АСВ в осадке:

G = G - G = 903,67 кг - 72,29 кг = 831,38 кг

17. Общая активность фермента в смеси на стадии экстрагирования (при активности фермента А = 14,67 ед/г):

А = G * А = 995000 г * 14,67 ед/г = 1,46*10ед

С учетом потерь на стадии экстрагирования (1%):

А = А * 0,97 = 1,46*10 ед * 0,99 = 1,45*10 ед

Активность фермента составляет:

А = А / G = 1,45*10 ед / 6100860 г = 2,38 ед/г

18. Количество потерь общей активности фермента на стадии центрифугирования:



а = А - А = 1,46*10 ед - 1,45*10 ед = 0,01*10ед

Стадия центрифугирования.

Отделяется осадок с влажностью 80%.

19. Количество отделенного осадка на стадии составляет:

G = G / 0,2 = 831,38 кг / 0,2 = 4156,9 кг

20. Количество надосадочной жидкости, подаваемой на стадию осаждения при потерях на стадии 3% составляет:

G = (G - G) * 0,97 = (6100,86 кг - 4156,9 кг) * 0,97 = 1885,64 кг

21. Количество АСВ в надосадочной жидкости G= 72,29 кг

С учетом потерь на стадии центрифугирования (3%)

G = G* 0,97 = 72,29 кг * 0,97 = 70,12 кг

22. Количество АСВ в осадке с учетом потерь (3%):

G = (G- G) * 0,97 = (903,67 кг - 72,29 кг) * 0,97 = 806,44 кг

23. Количество потерь на стадии центрифугирования:

G = G - G- G = 6100,86 кг - 4156,9 кг - 1885,64 кг = 58,32 кг

24. Количество потерь АСВ в надосадочной жидкости на стадии центрифугирования:

G = G- G= 72,29 кг - 70,12 кг = 2,17 кг

25. Количество потерь АСВ в осадке на стадии центрифугирования:

G = G- G- G = 903,67 кг - 72,29 кг - 806,44 кг = 24,94 кг

Суммарно потерь АСВ:

G = G + G = 2,17 кг + 24,94 кг = 27,11 кг

26. Общая активность фермента в надосадочной жидкости с учетом потерь (3%):

А = А * 0,97 = 1,45*10ед * 0,97 = 1,41*10ед

Активность фермента составляет:

А = А / G = 1,41*10 ед / 1885640 г = 7,48 ед/г

27. Количество потерь общей активности фермента на стадии центрифугирования:

а = А - А = 1,45*10 ед - 1,41*10 ед = 0,04*10 ед (из них 0,02*10ед

составляют механические потери, а 0,02*10ед - осталось в отделенном на стадии осадке)

Стадия осаждения и формирования осадка.

28. Количество воды, подаваемой на стадию осаждения и формирования осадка (1:3):

G = G * 3 = 1885,64 кг * 3 = 5656,92 кг

29. Количество подаваемой лимонной кислоты на стадию осаждения и формирования осадка (5%)

G = = 0,283 т = 283 кг

Таблица 2 - Содержание АСВ в отдельных компонентах.

№	Компонент	АСВ	Влажность, %
		%	кг
1	CHO	99	280,17 (10 кг уходит в осадок)	1
2	Надосадочная жидкость	4	70,12	96

АСВ в лимонной кислоте: G = G * 0,99 = 283 кг * 0,99 = 280,17 кг

АСВ в надосадочной жидкости: G = 70,12 кг

31. Количество смеси на стадии осаждения и формирования осадка:

G = G + G + G = 1885,64 кг + 5656,92 кг + 283 кг = 7825,56 кг

32. С учетом потерь на стадии осаждения и формирования осадка (5%):

G= G * 0,95 = 7825,56 кг * 0,95 = 7434,28 кг

33. Количество потерь на стадии осаждения и формирования осадка:



G= G- G= 7825,56 кг - 7434,28 кг = 391,28 кг

34. Количество АСВ на стадии осаждения и формирования осадка:

G= G + G = 280,17 кг + 70,12 кг = 350,29 кг

35. В осадок переходит 10 кг лимонной кислоты и 50 кг АСВ надосадочной жидкости. Количество АСВ с учетом этого:

G = 50 кг + 10 кг = 60 кг

С учетом потерь (5%):

G= G* 0,95 = 60 кг * 0,95 = 57 кг

36. Количество АСВ в надосадочной жидкости - 8%

G = G * 0,08 = 57 кг * 0,08 = 4,56 кг

37. Потери АСВ на стадии осаждения и формирования осадка:

G = G - G = 350,29 кг - 57 кг = 293,29 кг

38. Количество АСВ в осадке:

G = G - G = 57 кг - 4,56 кг = 52,44 кг

39. Общая активность фермента на стадии осаждения и формирования осадка с учетом потерь (5%):



А = А * 0,95 = 1,41*10 ед * 0,95 = 1,34*10ед

Активность фермента составляет:

А = А / G = 1,34*10ед / 7434,28 кг = 1,8 ед/г

40. Потери активности составляют:

а = А- А = 1,41*10 ед - 1,39*10ед = 0,07*10ед

Стадия центрифугирования.

Отделяется осадок с влажностью 80%.

41. Количество осадка, получаемого на стадии центрифугирования:

G= G / 0,2 = 52,44 кг / 0,2 = 262,2 кг

42. Количество отделенной надосадочной жидкости при потерях на стадии центрифугирования 2% составляет:

G = (G - G) * 0,98 = (7434,28 кг - 262,2 кг) * 0,98 = 7028,64 кг

43. Количество осадка, подаваемого на стадию высушивания с учетом потерь (2%):

G= G* 0,98 = 262,2 кг * 0,98 = 256,96 кг

44. Количество потерь на стадии центрифугирования:



G = G - G - G = 7434,28 кг - 256,96 кг - 7028,64 кг = 148,68 кг

45. Количество АСВ с учетом потерь 2%:

G = G* 0,2 * 0,98= 256,96 кг * 0,2 * 0,98 = 50,36 кг

46. Потери АСВ на стадии центрифугирования:

G = G- G= 52,44 кг - 50,36 кг = 2,08 кг

47. Общая активность фермента с учетом потерь на стадии центрифугирования (2%):

А = А* 0,98 = 1,34*10ед * 0,98 = 1,31*10ед

Активность фермента составляет:

А = А/ G = 1,31*10ед/256,96 кг = 50,98 ед/г

48. Потери общей активности фермента на стадии центрифугирования составляют:

а = А- А = 1,34*10ед - 1,31*10ед = 0,03*10ед (из них 0,01*10ед

составляют механические потери, а 0,02*10ед - осталось в отделенной на стадии надосадочной жидкости)

Стадия высушивания осадка.

49. Влажность осадка, подаваемого на стадию - 80%

Остаточная влажность - 3%.

Количество влаги в осадке:

G = G - G = 256,96 кг - 50,36 кг = 206,6 кг

50. Количество АСВ на стадии высушивания с учетом потерь (2%):

G= G* 0,98 = 50,36 кг * 0,98 = 49,35 кг

49,35 кг составляют 97% высушенного осадка.

51. Количество высушенного осадка составляет:

G= G / 0,97 = 49,35 кг / 0,97 = 50,88 кг

52. Влаги в осадке:

G = G- G = 50,88 кг - 49,35 кг = 1,53 кг

53. Потери влаги на стадии высушивания:

G = G - G = 206,6 кг - 1,53 кг = 205,07 кг

54. Потери АСВ на стадии высушивания:

G = G - G = 50,36 кг - 49,35 кг = 1,01 кг

55. Количество потерь на стадии высушивания (потери влаги и АСВ):

G = G - G = 256,96 кг - 50,88 кг = 206,08 кг

56. Общая активность фермента с учетом потерь на стадии высушивания (2%):

А= А * 0,98 = 1,31*10ед * 0,98 = 1,28*10ед

Активность фермента составляет:

А= А/ G = 1,28*10ед/50,88 кг = 251,57 ед/г

57. Потери общей активности фермента на стадии составляют:

а = А- А = 1,31*10ед - 1,28*10ед = 0,03*10ед

Стадия фасовки, упаковки и маркировки.

Готовый продукт расфасовывается в мешки по 0,5 кг. Потери на стадии 0,5%.

58. Количество расфасованного продукта с учетом потерь на стадии (1,5%):

G = G * 0,995 = 50,88 кг * 0,995 = 50,63 кг

59. Количество потерь на стадии фасовки, упаковки и маркировки:

G = G - G = 50,88 кг - 50,63 кг = 0,25 кг

60. Количество АСВ в готовом продукте с учетом потерь на стадии фасовки, упаковки и маркировки:

G = G * 0,995 = 49,35 кг * 0,995 = 49,1 кг

61. Количество потерь АСВ на стадии фасовки, упаковки и маркировки:

G = G - G = 49,35 кг - 49,1 кг = 0,25 кг

62. Общая активность фермента с учетом потерь на стадии фасовки, упаковки и маркировки:

А = А * 0,995 = 1,28*10ед * 0,995 = 1,27*10ед

63. Потери общей активности фермента на стадии фасовки, упаковки и маркировки:

а = А - А = 1,28*10ед - 1,27*10ед = 0,01*10ед

64. Активность фермента в готовом продукте составляет:

А = А/ G = 1,27*10ед/50,63 кг = 250 ед/г

РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

Расчет и выбор оборудования для принятой в проекте технологической схемы производится по заданной мощности производства и по данным материального баланса и норм технологического проектирования.

Данные для расчета:

1. Объем производства (Q) - 330 т/г.

2. Количество рабочих дней в году () -330 дней.

3. Выход препарата с 1 т зерна (q) - 50,63 кг.

Для расчета оборудования принимаем: коэффициент заполнения для смесителей - 0,7; бункеров и емкостей- 0,8.

4. Расчет основного оборудования.

4.1. Смесители.

4.1.1. Смеситель для стадии экстрагирования.

Объем смеси, подаваемой в смеситель:

V= G / = 6162,5 кг / 1200 кг/м= 5,135 м

Полезный объем смесителя с учетом коэффициента заполнения смесителя 0,7:

V = V / 0,7 = 5,135 м / 0,7 = 7,336 м

Принимаем к установке реактор-смеситель ВКЭ-2-3-8-0 с лопастным перемешивающим устройством, H = 5300 мм, d = 2200 мм, поверхностью теплообмена 15 м, N = 7,5 кВт, скоростью вращения лопастей мешалки 125 об/мин.

4.1.2. Смеситель для стадии осаждения и формирования осадка.

Объем смеси, подаваемой в смеситель:

V= G / = 7825,56 кг / 1200 кг/м = 6,52 м

Полезный объем смесителя с учетом коэффициента заполнения смесителя 0,7:



V = V / 0,7 = 6,52 м/ 0,7 = 9,31 м

Принимаем к установке реактор-смеситель ВКЭ-2-3-10-0 с лопастным перемешивающим устройством, H = 5850 мм, d = 2400 мм, поверхностью теплообмена 16 м, N = 17 кВт , скоростью вращения лопастей мешалки 125 об/мин.

4.1.3. Смеситель для соли NaCO и воды, смешиваемой с ней.

Объем смеси, подаваемой в смеситель (с учетом трехсуточного запаса компонентов):

V= 3* G / = 52,5 кг / 1180 кг/м = 0,044 м

Объем воды, смешиваемой с NaCO:

V= 3* G / = 525 кг / 1000 кг/м = 0,525 м

Суммарный объем компонентов:

V = V + V = 0,044 м + 0,525 м = 0,569 м

Полезный объем смесителя с учетом коэффициента заполнения смесителя 0,7:

V = V / 0,7 = 0,569 м / 0,7 = 0,813 м

Принимаем к установке реактор-смеситель ВКЭ-2-3-1-0 с лопастным перемешивающим устройством, H = 1500 мм, d = 800 мм, поверхностью теплообмена 4,5 м, N = 1,5 кВт , скоростью вращения лопастей мешалки 125 об/мин.

Фильтрующая центрифуга.

Наибольшее загружаемое количество смеси в центрифугу - G = 7434,28 кг (на стадии осаждения и формирования осадка).

К установке принимаем центрифугу из нержавеющей стали 2ФГН-2201К-1 с числом оборотов 600 об/мин, максимальной допустимой нагрузкой 3500 кг, диаметром ротора 2200 мм

Распылительная сушилка.

Количество осадка, поступающего на сушку G = 256,96 кг.

Объем осадка:

V= G / = 256,96 кг / 1200 кг/м = 0,214 м

Содержание сухих веществ в осадке - с = 19,6 %

Содержание сухих веществ в готовом продукте - с = 97%

Время работы сушилки в сутки: - = 5 ч

Количество испаренной влаги (Q):

Q = V * ( 1 - ) = 0,214 м * ( 1- ) = 0,17 т

Производительность сушилки по испаренной влаге при времени работы сушилки = 5 ч (Q):

Q = = = 0,034 т/ч

Принимаем к установке распылительную сушилку фирмы «Ангидро» 1 (тип II) с производительностью 40 кг испаренной влаги/ч, мощностью 3 кВт, объемом 22 м.

Фасовка и упаковка.

Производительность по готовому продукту G = 50,63 кг

Фасовка продукта qв одну упаковку = 0,5 кг

Количество упаковок в сутки n:

n = = = 101,26 уп/сут

Принимаем к установке упаковочную линию В6-ВРА, производительностью 480 пак/час, массой дозирования 0,4-0,5 кг, мощностью 9,16 кВт.

РАСЧЕТ И ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

Дробилка.

Выбираются по производительности. В связи с тем, что оборудование устанавливается вблизи общезаводских складов сырья, где предусмотрена односменная работа, время работы оборудования составляет:

- загрузка материала - 0,25 ч;

- время работы - 0,25 ч;

- время разгрузки - 0,25 ч;

Итого общее время занятости оборудования - 0,75 ч.

Требуемая производительность оборудования (Q) при суточной производительности Q = = = 1 т/сут:

Q = = = 1,333 т/ч



Принимаем к установке молотковую дробилку Р1-БДК-М со скоростью вращения ротора 1500 об/мин, производительностью 1,5 т/ч, мощностью 15,25 кВт.

Бункера и емкости.

2.1. Бункер для зерна.

В бункер подается G = 1 т зерна тритикале (1000 кг).

Плотность зерна тритикале = 900 кг/ м

Объем зерна, подаваемого в бункер:

V = = = 1,11 м

Q - Количество зерна для хранения (трехсуточный запас)

Q = V * 3 = 1,11 м * 3 = 3,33 м

k - коэффициент заполнения бункера - 0,8

n - плотность продукта - 0,9 т/ м

V = = = 4,625 м

Принимаем к установке бункер объемом 5 м, H = 3550 мм, d = 1400 мм.

2.2 Бункер для соли NaCO.

В бункер подается G = 17,5 кг NaCO

Плотность соли = 850 кг/ м

Объем соли, подаваемой в бункер:

V = = = 0,02 м

Q - Количество соли для хранения (трехсуточный запас)

Q = V * 3 = 0,02 м * 3 = 0,06 м

k - коэффициент заполнения бункера - 0,8

n - плотность продукта - 0,85 т/ м

V = = = 0,088 м

Принимаем к установке бункер объемом 0,1 м, H = 150 мм, d = 80 мм.

2.3. Бункер для лимонной кислоты.

В бункер подается G = 283 кг лимонной кислоты

Плотность порошкообразной кислоты = 1180 кг/ м

Объем кислоты, подаваемой в бункер:

V = = = 0,24 м

Q - Количество кислоты для хранения (трехсуточный запас)

Q = V * 3 = 0,24 м * 3 = 0,72 м

k - коэффициент заполнения бункера - 0,8

n - плотность продукта - 1,18 т/ м

V = = = 0,763 м



Принимаем к установке бункер объемом 0,8 м, H = 1200 мм, d = 360 мм.

2.4. Емкость для осадка со стадии первого центрифугирования.

В емкость поступает G = 4156,9 кг осадка.

Плотность осадка = 1200 кг/ м

Объем смеси, подаваемой в бункер:

V = = = 3,464 м

При условии ежесуточной разгрузки емкости трехсуточный запас не учитывается. Отсюда Q = V.

k - коэффициент заполнения емкости - 0,8

n - плотность продукта - 1,2 т/ м

V = = = 3,6 м

Принимаем к установке емкость ВКЭ-1-1-4-0, , H = 3500 мм, d = 1200 мм.

2.5 Емкость для надосадочной жидкости со стадии второго центрифугирования.

В емкость поступает G = 7028,64 кг надосадочной жидкости.

Плотность надосадочной жидкости = 1100 кг/ м

Объем смеси, подаваемой в бункер:

V = = = 6,39 м



При условии ежесуточной разгрузки емкости трехсуточный запас не учитывается. Отсюда Q = V.

k - коэффициент заполнения емкости - 0,8

n - плотность продукта - 1,1 т/ м

V = = = 7,26 м

Принимаем к установке емкость ВКЭ-1-1-8-0, H = 5300 мм, d = 2200 мм.

2.7. Емкость для надосадочной жидкости со стадии 1 центрифугирования.

В емкость поступает G = 1885,64 кг надосадочной жидкости.

Плотность надосадочной жидкости = 1100 кг/ м

Объем надосадочной жидкости, подаваемой в емкость:

V = = = 1,714 м

При условии ежесуточной разгрузки емкости трехсуточный запас не учитывается. Отсюда Q = V.

k - коэффициент заполнения емкости - 0,8

n - плотность продукта - 0,7 т/ м

V = = = 1,95 м

Принимаем к установке емкость ВКЭ-1-1-2-0, H = 1800 мм, d = 950 мм.

2.8. Емкость для осадка со стадии 2 центрифугирования.

В емкость поступает G = 256,9 кг осадка.

Плотность осадка = 1250 кг/ м

Объем осадка, подаваемого в емкость:

V = = = 0,206 м

При условии ежесуточной разгрузки емкости трехсуточный запас не учитывается. Отсюда Q = V.

k - коэффициент заполнения емкости - 0,8

n - плотность продукта - 1,25 т/ м

V = = = 0,206 м

Принимаем к установке емкость ВКЭ-1-1-0,3-0 , H = 470 мм, d = 180 мм.

2.9. Бункер для высушенного продукта.

В бункер поступает G = 50,88 кг осадка

Плотность осадка = 600 кг/ м

Объем осадка, подаваемого в бункер:

V = = = 0,085 м

При условии ежесуточной разгрузки бункера трехсуточный запас не учитывается. Отсюда Q = V.

k - коэффициент заполнения бункера - 0,8

n - плотность продукта - 0,6 т/ м

V = = = 0,177 м

Принимаем к установке бункер объемом 0,2 м, H = 400 мм, d = 170 мм.

3. Насос для перекачивания осадка из емкости после центрифуги в распылительную сушилку.

Объем осадка, перекачиваемый насосом в сушилку: V = 0,206 м

Время перекачивания осадка: = 1 ч

Q = = = 0,206 м/ч

1. Выбор диаметра трубопровода. Примем скорость осадка во всасывающем и нагнетательном трубопроводах одинаковой, равной 2 м/с. Тогда диаметр равен:

м, где

d - диаметр трубопровода;

0,000057 (0,206 м/ч м/с) - объем осадка, перекачиваемый насосом в сушилку

2 - скорость перемещения осадка.

Принимаем трубопровод из стали марки Х18Н10Т d = 14х2,5 мм

Уточняем скорость движения раствора:

w = 4*0,000057/(3,14*0,006) = 2 м/с

2. Определение потерь на трение и местные сопротивления. Определяем величину критерия Рейнольдса:

Re = w*d*/ = 2*0,006*600/(3,4*10) = 2118, где



- плотность осадка

- вязкость осадка

Режим ламинарный.

Принимаем абсолютную шероховатость стенок труб e = 0,2 мм, степень шероховатости d/е = 10/0,2 = 50. Находим значение коэффициента трения =0,041.

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений:

для всасывающей линии

- вход в трубу (принимаем с острыми краями): = 0,5х2 = 1

- нормальный вентиль: для d = 0,01 м = 3,5х2 = 7.

Тогда

= 0,5х2 +3,5х2 = 8;

для нагнетательной линии

- выход из трубы = 1х2 =2;

- нормальный вентиль = 3,5х2 = 7;

- дроссельная заслонка = 0,9 при

- колено под углом 90 = 1,6х4 = 6,4. Следовательно,

= 2 + 7 + 0,9 + 6,4 = 16,3.

Определяем Потери напора:

по всасывающей линии

h = = 45 м

2) в нагнетательной линии

h = = 35,64 м

Общие потери напора:

h = 45 + 35,64 = 80,64 м

3. Выбор насоса. Определяем полный напор, развиваемый насосом:

= 84,27 м

Полезная мощность насоса:

N = 0,000057*600*9,81*84,27 = 28,27 Вт = 0,028 кВт.

Принимая = 1 и = 0,6 - КПД соответственного насоса и передачи электродвигателя к насосу. Для насосов малой производительности, определяем мощность на валу двигателя:

N = 0,028/(0,6*1) = 0,047 кВт.

Мощность, потребляемая двигателем от сети при =0,8:

N = 0,047/0,8 = 0,059 кВт

С учетом коэффициента запаса мощности устанавливаем двигатель мощностью

N = 0,059*1,5 = 0,0885 кВт.

Устанавливаем центробежный насос марки ХМ 2/25 со следующей характеристикой: производительность = 2 м/ч, напор = 25 м.

Насос снабжен электродвигателем А471В2 с номинальной мощностью 1,1 кВт.

4. Шнековые транспортеры.

С помощью одного из шнековых транспортеров перемещается зерно массой 1000 кг из бункера в дробилку, с помощью второго - измельченное зерно массой 995 кг из дробилки в первый смеситель. К установке принимаем шнековые транспортеры УШЧ-1612 длиной до 20 м, производительностью 2,08 т/ч, диаметром винта 160 мм, шагом винта 125 мм, шириной 270 мм, высотой 352 мм в количестве - 2.



Контроль производства и управление технологическим процессом.

Наименование стадий, места измерений параметров или отбора проб	Наименование обьектов контроля	Контролируемый параметр	Регламентированный норматив (размерность)	Методы и средства контроля	Режим работы по статистическим методам управления качеством продукции или АСУТП	Кто производит контроль и в каком документе регистрируют результаты
ВР 1.1 Прием и хранение сырья	Зерно тритикале	Влажность	10%	Весовой, весы	10%+3	Журнал лабораторный, лаборант
ВР 2.1 Подготовка вспомогательных растворов	Раствор NaCO	Концентрация	0,35%	Химический	0,35%	Лаборант, рабочий журнал
ТП 4 Измельчение	Измельченное зерно тритикале	Время Диаметр частиц и отверстий сита	15 мин 1 мм	Часы	15 мин 1 мм	Цеховой журнал, лаборант
ТП 5 Экстрагирование	Смесь измельченного зерна, воды и раствора NaCO	Время	1 ч	Часы	1 ч	Цеховой журнал, лаборант
ТП 6 Центрифугирование	Надосадочная жидкость	Содержа-ние СВ	8%	ФЭК, рефрактометр	8%	Рабочий журнал, лаборант
ТП 7 Осаждение и формирование осадка	Смесь надосадочной жидкости, воды и лимонной кислоты	Время	3 ч	Часы	3 ч	Цеховой журнал, лаборант
ТП 8 Центрифугирование	Осадок	Содержание СВ	20%	ФЭК, рефрактометр	20%0,5%	Рабочий журнал, лаборант
ТП 9 Высушивание осадка	Высушенный продукт	Темпера-тура Количество влаги	130на входе и 60на выходе из сушилки 3%	Термометр Весовой, аналитические весы	5 3%0,1%	Цеховый журнал, лаборант
ТП 10 УМО	Упакованный продукт	Вес фасовки Внешний вид Цвет Содержание влаги Наличие посторонних объектов в упаковке	0,5 кг Мелкий порошок (кристаллы) От белого до желто-коричневого 3% Отсутствие посторонних объектов	Весовой, весы Визуально Визуально Визуально	0,05 кг 3%0,1%	Цеховой журнал, лаборант

1. Калунянц

2. Иоффе

3. Павлов, Романков, Носков

4. Лащинский, Толчинский

Материальный баланс процесса получения фермента протеазы из 1 т зерна тритикале

Израсходовано

Получено

Выход фермента, %

Наименование сырья и продуктов.

Кол-во кг

Содержание а.с.в, кг.

Активность, ед/г

Общая активность, ед. х 10

Наименование конечного прод., отходов и потерь.

Кол-во кг

Активность, ед/г,

Общая активность, ед. х 10

Содержание а.с.в, кг.

На стадии %

К исход. %

Стадия ТП - Измельчение.

Зерно тритикале

G=1000

G=900

Измельченное зерно

G=995

G=895,5

100

100

Механические потери

G=5

G=4,5

Итого:

G=1000

G=900

G=1000

G=900

Стадия ТП - Экстрагирование.

Измельченное зерно

G=995

G=895,5

А=14,67

А=1,46

Смесь (осадок и надосадочная жидкость)

G= 6100,86

А=2,38

А=1,45

G=903,67

613

610

Вода

G=4975

Потери

G= 61,64

а=0,01

G=9,13

NaСО

G=17,5

G=17,3

Вода, смешиваемая с NaСО

G=175

Итого:

G= 6162,5

G= 912,8

А=1,46

G= 6162,5

А=1,46

G= 912,8

Стадия ТП - Центрифугирование.

Смесь (осадок и надосадочная жидкость)

G= 6100,86

G= 903,67

А=2,38

А=1,45

Осадок

G= 4156,9

(0,02)

G=806,44

Надосадочная жидкость

G= 1885,64

А=7,48

А=1,41

G=70,12

31

189

Потери

G= 58,32

а=0,04

G= 27,11

Итого:

G= 6100,86

G= 903,67

А=1,45

G= 6100,86

А=1,45

G= 903,67

Стадия ТП - Осаждение и формирование осадка.

Надосадочная жидкость

G= 1885,64

G=70,12

А=7,48

А=1,41

Смесь (осадок и надосадочная жидкость) Потери

G= 7434,28 G= 391,28

А=1,8

А=1,34 а=0,07

G= 57,0 G= 293,29

394

743

Вода

G= 5656,92

Лимонная кислота

G= 283

G= 280,17

Итого:

G= 7825,56

G= 350,29

А=1,41

G= 7825,56

А=1,41

G= 350,29

Стадия ТП - Центрифугирование.

Смесь (осадок и надосадочная жидкость)

G= 7434,28

G= 57,0

А=1,8

А=1,34

Осадок

G= 256,96

А=50,98

А=1,31

G= 50,36

3

26

Надосадочная жидкость

G= 7028,64

(0,02)

G= 4,56

Потери

G= 148,68

а= 0,03

G= 2,08

Итого:

G= 7434,28

G= 57,0

А=1,34

G= 7434,28

А=1,34

G= 57,0

Стадия ТП - Высушивание осадка.

Осадок

G= 256,96

G= 50,36

А=50,98

А=1,31

Высушенный продукт

G= 50,88

А=251,57

А=1,28

G= 49,35

20

5

Потери

G= 206,08

а=0,03

G= 1,01

Итого:

G= 256,96

G= 50,36

А=1,31

G= 256,96

А=1,31

G= 50,36

Стадия ТП - УМО - Упаковка, маркировка, отгрузка.

Высушенный продукт

G= 50,88

G= 49,35

А=251,57

А=1,28

Упакованный продукт

G= 50,63

А=250

А=1,27

G= 49,1

99,5

5

Потери

G= 0,25

а=0,01

G= 0,25

Итого:

G= 50,88

G= 49,35

А=1,28

G= 50,88

А=1,28

G= 49,35

Размещено на Allbest.ru

...