Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего

профессионального образования

«технологический колледж»

КУРСОВАЯ РАБОТА

проект фильтрационного отделения ликероводочного завода производственной мощностью 4,0 млн. дал изделий в год

по ПМ 02.01 ВВЕДЕННИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СПИРТОВОГО И ЛИКЕРОВОДОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

для специальности 19.02.05.

Технология бродильных производств и виноделие

21.04.2016 г.



Министерство образования и науки

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего

профессионального образования

«технологический колледж»

ЗАДАНИЕ

На курсовую работу студента группы: Т-4-156 Погорелова Сергея Валерьевича.

Тема работы: Проект фильтрационного отделения ликероводочного завода производственной мощностью 4,0 млн. дал изделий в год.

Индивидуальное задание:

1. Расчет вести по водке «Русский бриллиант».

2. Влияние щелочности воды на качество готового изделия.

Содержание пояснительной записки курсовой работы:

Введение

1 Технологическая часть

1.1. Анализ схем и выбор оптимального варианта

1.2. Описание технологической схемы

1.3. Расчет продуктов и вспомогательных материалов

1.4. Расчет и подбор оборудования

1.5. Влияние щелочности воды на качество готового изделия.

1.6. Технохимический контроль производства

1.7. Производственная санитария

2 Графическая часть

Заключение

Список источников и литературы

Дата выдачи задания «___» ___________20___г.

Дата окончания задания «___»___________20___г.

Заведующий отделением Рыжова Е.В.

Руководитель курсовой работы Груздова Е.В.



Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Анализ схем и выбор оптимального варианта

1.2 Описание технологической схемы

1.3 Расчет продуктов и вспомогательных материалов

1.4 Расчет и подбор оборудования

1.5 Влияние щелочности воды на качество готового изделия

1.6 Технохимический контроль производства

1.7 Производственная санитария

2. Графическая часть

Заключение

Список источников и литературы



Введение

Водка родилась на Руси в 1533 году. В Новгородской летописи упоминается, что применялась она как лекарство и называли её наши предки - «огонь здоровья». Несколько столетий разрабатывались, совершенствовались, накапливались способы и рецепты изготовления этого напитка, прославившего Россию за рубежом.

Производство водки - это не просто разбавление спирта водой до 40 % об. Это сложный процесс, где строгое соблюдение технологии, производственной дисциплины и творческое отношение к делу определяют успех. Для производства водки используются зерновые спирты "Люкс", "Экстра" и высшей очистки. Не меньшее внимание уделяется и воде. Важное значение имеет соблюдение технологического режима. Смесь спирта и воды становятся по-настоящему водкой только после фильтрации через активный уголь. Также водка фильтруется через кварцевый песок. После такой фильтрации появляются кристальная прозрачность и характерный лучистый блеск напитка.

Актуальность выбранной темы заключается в том, что ликёроводочная промышленность находится в упадке, поэтому нужно уделять большое внимание совершенствованию и развитию технологий, разработке новых приемов и подходов к решению сложных проблем в технологии приготовления водки.

Цель работы: осуществить проектирование фильтрационного отделения ликёроводочного завода производственной мощностью 4 млн дал изделий в год.

Объектом исследования, на который направлена исследовательская деятельность, является фильтрационное отделение.

Предметом исследования является изучение влияния щелочности воды на качество готовой продукции.

Задачи работы:

- анализ схем и выбор оптимального варианта;

- описание технологической схемы;

- расчет продуктов и вспомогательных материалов;

- расчет и подбор оборудования;

- рассмотрение влияние щелочности воды на качество готового изделия;

- изучение технохимического контроля;

- производственная санитария в фильтрационном отделении.

Теоретическая значимость курсовой работы заключается в глубоком изучении данной темы, а также, в актуальности рассматриваемой в ней проблемы, а именно - влияние щелочности воды на качество готовой продукции. [2,4]

1. Технологическая часть

Технологический процесс производства водок состоит из следующих операций:

- приемка спирта;

- подготовка воды;

- приготовление водно - спиртовой смеси (сортировки);

- предварительная фильтрация;

- обработка сортировки активным углем;

- окончательная фильтрация;

- контроль качества и доведение водки до стандартной крепости;

- розлив в бутылки;

- оформление и упаковка.

Фильтрование - один из основных приемов в технологических схемах изготовления алкогольной продукции. Эта операция применяется на различных этапах производства неоднократно с целью осветления, придания необходимой прозрачности и сохранения стабильных свойств в процессе хранения.

В сортировке содержится небольшое количество взвешенных частиц (сотые или тысячные доли процента). Для освобождения от них сортировку фильтруют до и после обработки активным углем. Фильтрация водки через песочные фильтры после угольной очистки необходима для задержания мелкодисперсных частичек угля, образующихся в процессе очистки вследствие гидростатического воздействия потока жидкости.

В качестве фильтрующего материала применяют кварцевый песок. Размеры пор фильтрующего материала, как правило, меньше размеров взвешенных частиц, находящихся в фильтруемой жидкости, однако некоторые частицы меньшего размера вначале проходят через поры фильтрующего материала и поэтому первые порции фильтрата получаются мутными. В дальнейшем на фильтрующий материале образуется слой взвешенных частиц, через который фильтруется сортировка, и фильтрат получается прозрачным.

Фильтрация происходит под давлением столба жидкости: сортировка поступает на фильтр самотеком из напорного бака, расположенного выше фильтров. По мере увеличения количества профильтрованной жидкости высота слоя осадка на фильтрующем материале увеличивается. Пропорционально высоте этого слоя увеличивается сопротивление, и скорость фильтрации уменьшается. Поэтому необходимо периодически очищать фильтрующую поверхность от образовавшегося осадка. [1,4]

1.1 Анализ схем и выбор оптимального варианта

Приготовление водки складывается из следующих технологических операций: приготовление водно-спиртовой смеси (сортировки), ее фильтрация и обработка активным углем, доведение крепости до стандартной (корректировка), розлив в бутылки и внешнее оформление.

Приготовление сортировки можно организовать двумя способами: периодическим и непрерывным. Водно-спиртовую смесь по периодическому способу приготавливают следующим образом: в чан-смеситель подают рассчитанные количества сначала спирта, а затем умягченной воды; спирт с водой перемешивается при помощи мешалки; готовую сортировку перекачивают в напорный чан.

Недостатки периодического метода:

- невысокая производительность оборудования;

- оборудование металлоемкое, занимает большие производственные площади;

- потери спирта из-за не герметичности оборудования;

- трудно получить однородную смесь;

- процесс не автоматизирован.

Суть непрерывного способа заключается в том, что спирт и умягченная вода из емкостей поступают в напорные бачки, снабженные поплавковыми регуляторами уровня, потоки спирта и воды измеряются стеклянными ротаметрами, регулируются вентилями и смешиваются в смесителе.

Основной недостаток непрерывного способа состоит в том, что не всегда требуется высокая производительность, это эффективно для заводов большой производственной мощности.

Преимущества:

- высокая производительность оборудования;

- автоматизация процесса обеспечивает стабильность параметров сортировки;

- за счет герметизации оборудования снижаются потери спирта на 0,03%;

- сокращение производственных площадей т.к. оборудование менее металлоемкое.

Обработка сортировки активным углем. Сортировку обрабатывают динамическим (периодическим) и во взвешенном слое угля (непрерывным) способами.

Динамически способ применяется на большинстве ликеро-водочных заводов и заключается в том, что сортировку пропускают через одну или две последовательно соединенные колонки, загруженные активным углем.

Достоинства динамического способа:

- подходит для заводов с малой мощностью, т.к. не высокая производительность установки.

Недостатки:

- не достаточно качественное фильтрация сортировки активным углем.

Обработка сортировки во взвешенном слое угля, подразумевает проход сортировки через три - четыре контактора последовательно, при этом сортировка взрыхляет слой угля и занимает весь объем контактора.

Преимущества обработки сортировки во взвешенном слое угля:

- качественная фильтрация сортировки, из-за большого контакта ее с углем;

- высокая производительность оборудования;

После анализа методов, приготовления сортировки и методов фильтрования сортировки целесообразно применить непрерывный способ приготовления сортировки, и метод обработки сортировки во взвешенном слое угля. [2,4,6]

1.2 Описание технологической схемы

водка технологический спирт уголь

Непрерывнодействующая установка по обработке сортировки мелкозернистым активным углем во взвешенном слое.

Основным аппаратом установки является контактор 2, представляющий собой цилиндрический сосуд диаметром 700 мм и высотой 3500 мм, оканчивающийся коническим днищем, а в верхней части - сепаратором. Сортировка подается в аппарат через кольцевую перфорированную трубу, расположенную в конической части или несколько выше ее.

Сепаратор состоит из трех частей: цилиндрической обечайки диаметром 1200 мм и высотой 400 мм, конической крышки и переходного корпуса, с помощью которого он соединяется с корпусом аппарата. На крышке расположен люк, предназначенный для загрузки аппарата активным углем, со штуцером для выведения обработанной сортировки. Кроме того, сепаратор имеет патрубок для удаления воздуха в спиртоловушку и смотровые окна. Такими же окнами снабжена и цилиндрическая часть корпуса аппарата, около конического днища имеющая люк для выгрузки угля.

Сортировка центробежным насосом, находящимся в сортировочном отделении, непрерывно подается в фильтр предварительной очисти 1. Для этой цели используют двухпоточные песочные фильтры. Затем сортировка последовательно проходит 3-4 контактора, направляясь в каждом из них снизу-вверх.

В контакторы предварительно на 55-60% по объему загружают активный уголь. При подаче сортировки со скоростью 5-8 л/(м2*с), т.е. выше критической, уголь взрыхляется и занимаемый им объем увеличивается на 140-160%. Благодаря турбулентному режиму движения, небольшим размерам зерен угля массообмен между сортировкой и активным углем происходит интенсивно.

Водно- спиртовая суспензия угля, достигнув сепаратора, в связи со значительно большим его диаметром по сравнению с цилиндрической частью аппарата, резко снижает скорость движения до величины, ниже критической. Принятый способ подачи сортировки создает направление потока от центра к периферии, вследствие чего зерна угля вновь увлекаются вниз. Воздух удаляется из аппарата через специальный отделитель и затем поступает в спиртоловушку.

Обработанную углем сортировку направляют для выделения увлеченных мельчайших частичек угля на две группы фильтров - предварительных 4 с намывным слоем и окончательных песочных 5. Суспензия фильтрующего материала готовится в бачке 3. Сортировка отбирается через ротаметр 6.

Последовательность подключения контакторов может изменяться в зависимости от снижения активности угля и периодического отключения отдельных контакторов для регенерации угля с помощью пара. Установка имеет производительность 500 дал/ч и заменяет 10 обычных угольных колонок, работающих по динамическому способу. [1,6]

1.3 Расчет продуктов и вспомогательных материалов

Производительная мощность данного ликероводочного завода 4 млн дал изделий в год. Расчет ведется по водке «Русский Бриллиант» при следующем условии:

- Годовая производственная программа по выпуску водки

Таблица 1

Виды изделия	%	млн. дал
"Русский Бриллиант"	85	3,4
Всего	85	3,4

1.3.1 Расход спирта

При определении расхода спирта необходимо учесть его безвозвратные потери. Потери спирта имеют место при приготовлении водно-спиртовой смеси, при обработке ее активным углем, при. фильтрации и розливе.

Величина потерь принимается по практическим данным завода, на котором проводится практика, с учетом способа приготовления сортировки, принятом в проекте. Для расчета принимаются следующие величины потерь.

Таблица 2 Потери спирта

Виды изделия	Общая сумма потерь,%	в том числе
		в очистном отделении	в розливочном отделении
Водка "Русский Бриллиант"	0,97	0,40	0,57

Водка "Русский Бриллиант" готовится на спирте «Люкс», крепость которого не ниже 96,3 % об, крепость водки 40% об.

Расход спирта на 1000 дал водки «Русский бриллиант» в пересчете на безводный спирт с учетом потерь составит:

(1000 * 0.4) (1-0.0097) = 396,12 дал

На годовую производственную программу:

396,12 * 3400 = 1346808 дал

В сутки:

1346808/261 = 5160,18 дал

Расход спирта этилового ректификованного «Люкс» на 1000 дал водки "Русский Бриллиант":

(396,12 * 100) / 96,3 = 411,34 дал

На годовую программу:

411,34 * 3400 = 1398556 дал

В сутки:

1398556 / 261 = 5358,45 дал

1.3.2 Расход умягченной воды

При расчете расхода воды условно принимается, что принятые потери спирта, сопровождаются такими же по величине потерями воды, поэтому расчет расхода умягченной воды ведется по объему спирта ректификованного по каждому виду водки в соответствие с данными таблицы 63. [3].

Расход воды на 1000 да водки "Русский Бриллиант":

(411,34 * 147,87) / 100 = 608,24 дал

На годовую программу:

608,24 * 3400 = 2068016 дал

В сутки:

2068016 / 261 = 7923,43 дал

1.3.3 Водно-спиртовая смесь

Количество приготавливаемой водно-спиртовой смеси больше количества выпускаемой водки. Это объясняется тем, что часть водно-спиртовой смеси возвращается на переработку в виде возвратных продуктов: исправимый брак из розлива, водно-спиртовая смесь из фильтров, угольных колонок, получаемая при их обдержке, часть водно-спиртовой смеси возвращается из напорных чанов, доводных. Примем для данного расчета общую сумму возвратных продуктов 3 % от объема выпускаемой продукции.

Кроме того часть водно-спиртовой смеси не возвращается в очистное отделение. Это неисправимый брак, его объем принимается 0,1 % от объема выпускаемой продукции. Объем сортировки увеличивается и за счет ее потерь.

Объем сортировки на 1000 дал водки "Русский Бриллиант":

1000 * (100+3+0,97) / 100 = 1040,7 дал

На годовую программу:

1040,7 * 3400 = 3538380 дал

В сутки:

3538380 / 261 = 13557 дал

1.3.4 Возвратные продукты

Объем возвратных продуктов на 1000 дал водки «Русский бриллиант»:

1000 * 0,3 = 30 дал

На годовую программу:

30 * 3400 = 102000 дал

В сутки:

102000 / 261 = 390,8 дал

1.3.5 Водка

Если учесть потери водки в отделении приготовления водки и принять, что в цехе розлива получается весь неисправимый брак и возврат продуктов 1,5 % от объема продукции; то объем водки в доводных чанах составит для водки "Русский Бриллиант":

[1000 * (100+0,1+1,57+0,57)] / 100 = 1022 дал

На годовую программу:

1022 * 3400 = 3474800 дал

В сутки:

3474800 / 261 = 13313,41 дал

Расчет др. материалов, идущих на приготовление водки '' Русский Бриллиант" ведется в соответствии с рецептурой на данный вид водки.



1.3.6 Расход сахарного сиропа

Расход 65,8 % -ного раствора сахарного сиропа 9,2 л на 1000 дал. (9,2 г на. 1000 дал).

На годовую производительность:

9,2 * 3400 = 31280 л

В сутки:

31280 / 261 = 119,84 л

1.3.7 Расход фруктозы

Расход фруктозы 5 кг на 1000 дал

На годовую производительность:

5 * 3400 = 17000 кг

В сутки:

17000 / 261 = 65,13 кг

1.3.8 Расход лактозы

Расход лактозы 0,5 кг на 1000 дал

На годовую производительность:

0,5 * 3400 = 1700 кг

В сутки:

1700 / 261 = 6,51 кг

1.3.9 Расход активного угля

При нормальной прочности угля расход его составляет около 1,2 кг на 1000 дал

На годовую производительность:

1,2 * 3400 = 4080 кг

В сутки:

4080 / 261 = 15,63 кг



Таблица 3 Сводная таблица

Компоненты	Количество продуктов
	На 1000 дал	На год. прогр.	В сутки
1. Спирт этиловый ректификованный «Люкс», дал	411,34	1398556	5358,45
2. Умягчённая вода, дал	608,24	2068016	7923,43
3. Сортировка, дал	1040,7	3538380	13557
4. Возвратные продукты, дал	30	102000	390,8
5. Водка в доводных чанах, дал	1022	3474800	13313,41
6. Сахарный сироп, л	9,2	31280	119,84
7. Фруктоза, кг	5,0	17000	65,13
8. Лактоза, кг	0,5	1700	6,51
9. Активный уголь, кг	1,2	4080	15,63

1.4 Расчет и подбор оборудования

1.4.1 Установка для умягчения воды

Объем катионитового материала, загружаемого в фильтр, определяется по формуле:

VB * Ж

VK = --------------------

n *(Е - Ж * g) * К(1.1)

где VK- суточный объем умягченной воды, м3;

Ж - величина снижения общей жесткости воды от начальной Жн до конечной Жк, мг-экв/л, Ж = Жн - Жк;

п - число циклов в сутки, (1 - 2), зависит от жесткости водопроводной воды;

Е - емкость поглощения катионита, г-экв/ м*;

g - объем воды, необходимой для промывки 1 м3 катионита. после регенерации м3, (4-5);

К - коэффициент набухания катионита.

79,23 * (53 - 0,1)

Vк= -------------------------- = 0,72 м3

1 * (410 - 4,5 * 5,2) * 1,47

По рассчитанной величине Vк подбирается фильтр N°3 [2] с VK= 0,51 м3, F = 0,34 м3. Продолжительность фильтрации в одном цикле определяется по формуле:

Е -g * Ж

T = --------------

Q4 * Ж (1.2)

где Q4 - средняя часовая производительность фильтра в пересчете на 1м3 катионита, м3/ч, (3 - 6);

410 - 4,5 * 5,2

T = -------------------- = 14,8 ч

5 * 5,2

Скорость фильтрации равна:

VB

V= ------------

T * F

где F - площадь сечения фильтра, м2. (принимается из технической характеристики фильтра);

79,23

V = ------------------ = 10,81 м/ч,

14,8 * 0,34

Расход воды на промывку, взрыхление катионита и отмывку от соли



V1 *F*T

VB1= ------------ (м3)

60 (1.4)

где V1 - скорость воды в фильтре, м/ч, (при промывке и взрыхлении 8 - 12, при отмывке от соли б - 8);

1 - продолжительность, мин, (промывке и взрыхлении - 10; отмывке от соли 25 - 30);

На промывку и взрыхление:

10 * 0,34 * 10

VB1 = ---------------- = 0,57 м3,

60

На отмывку от соли:

7 * 0,34 * 30

Vg1 = ---------------- =1,19 м3,

60

Суммарный расход воды VB l = 0,57 + 1,19 = 1,76 м3.

Фильтров устанавливается 2: работает один, второй на регенирации.

Техническая характеристика Na -- катионитового фильтра (принимается по справочнику технолога ликероводочного производства или Динабург A.M. Ройтер И. М. Оборудование ликероводочного производства 1959).

Расход соли на одну регенерацию катионита определяется по формуле:

с * Е * Vк * 100

m = ------------------ кг,

а (1.5)

где с - нормативный расход соли на 1 г-экв солей жесткости, кг (для сульфо угля - 0,28);

а - содержание NaCI в поваренной соли, %, (95).

0,28 * 410 * 0,51 * 100

т = ------------------------ = 61,6 кг,

95

По расходу соли подбирается типовой солерастворитель (по той же литературе что и фильтры).

Вместо Na - катионитовой установки можно проектировать установку для обработки воды обратным осмосом. Принцип работы, техническая характеристика установки отечественного производства приводится в Технологии спирта и спирто-продуктов, под редакцией В,В Ильинича, ELGA - по данным Калужского СВК).

1.4.2 Мерники для спирта

Суточная потребность в спирте «Люкс» составляет 5358,45 дал. Спирт можно принимать 2 раза в сутки. Таким образом, суммарный объем мерников в этом случае должен составить 2680 дал. Следует установить мерники на 1000 дал - 3шт.

1.4.3 Сборник умягченной воды

Суточная потребность в воде, умягченной 54,4 м3. Проектируется два сборника на 12-ти часовой запас воды. Следовательно, полезный объем одного мерника составит:

79,3 * 12

Vполез = ------------ = 19,8 м3

24 * 2

Vполез

Vполез = -------- м3

ц



где ц - коэффициент заполнения сборника, (0.95)

19,8

Vполн. = -------- = 20,9 м3.

0,95

Геометрические размеры сборника определяются из уравнения геометрического объема:

V = B*H*L м3, (1.6)

где В - ширина, сборника, м;

Н - высота, м, (2/3 * В); L - длина, м, (2/3 * В);

При Н = 2/3 * В, L = 2/3 * В, V = В3 м3,

В = 3vV м

В = 3v20,9 = 2,8 м

Н = 2/3 * 2,8 = 1,9 м, L = 2,8 * 3/2 = 4,2 м.

Техническая характеристика (по полученным расчетам).

Основным оборудованием, определяющим работу очистного отделения, является угольно-очистительные батареи.

Количество батарей по видам водок определяется по формуле:

n = П / Z * T * V шт (1.7)

где П - годовая производительность завода по видам водок, дал, (по сортировке);

Z - Число рабочих дней в году, (253 - 261);

T - время работы батареи, ч, (20 - с учетом снижения скорости фильтрации в ночное время);

V - скорость фильтрации, дал/ч, (принимается по инструкции на производство водки).

3538380

n = -------------- = 12 шт

261 * 20 * 60

Месячный выпуск водки ''Русский Бриллиант'' 3538380 / 12= 294865 дал

Суточная производительность одной батареи по водке "Русский Бриллиант"

Асут = T * V дал/сут

Асут = 20 * 60 = 1200 дал/сут

Число дней работы всех батарей (по видам водок).

294865 / 1200 = 246 дней

Регенерация угольных колонок производится после пропуска, от 15 до 100 тысяч дал сортировки. Для расчета принимается 60000 дал.

60000/1200 = 50 дней

При естественном охлаждении угля продолжительность регенерации принимается 3-4 дня. Обработка паром 3 - 4 ч, расход пара 4 кг на 1 кг угля. Регенерируют уголь 3-4 раза в год.

1.4.4 Холодильник

Средняя продолжительность регенерации составляет 3 - 4 ч, время работы холодильника - 3 часа. При регенерации угля выход дистиллята крепостью 55 - 60 %об составляет 50 - 60 дал (0,5 - 0,6 м3).

Для расчета принимается 60 дал крепостью 55 % об (47,18 % масс). Температура конденсации пара. 82,3 °С, плотность дистиллята 0,92 кг/л, теплота конденсации 381 кДж/кг. [4].

Тепло, отводимое при конденсации паров, определяется по формуле:



Q = Д * r кДж/ч, (1.8)

где Д - часовое количество дистиллята, кг/ч; r - теплота конденсации, кДж/кг.

Q = (60 * 10 * 0,92 * 381) / 3 = 70104 кДж

Расход воды на конденсацию составит:

W = Q / [Св * (t2 - t1)] кг/ч, (1.9)

где Св - теплоемкость воды, кДж/кг, (4.187);

t1 - температура воды, поступающей на охлаждение, оC, (13);

t2 - температура, отработавшей воды, °С, (70).

W = 70104 / 4,187 * (70 -13) = 293,5 кг/ч

Поверхность охлаждения определяется по формуле:

F = Q / K * ?t м2, (1.10)

где К - коэффициент теплопередачи, кДж/м2 *ч*град, (для ориентированных расчетов принимается 570);

?t - средне логарифмическая разность температур, °С.

82,30 пар> 82,30

700 <вода 130

?tм = 12,30 ?t0 =69,30

?t = (?tо - ?tм) / 2,3 * Lg (?t 0 / ?t м )

?t = (69,3 - 12,3) / 2,3 * Lg (69,3 / 12,5) = 330

F - 70104 /570* 33- 3,72 м2

Принимается типовой трубчатый холодильник с поверхностью охлаждения 5 м2. Техническая характеристика [3].

1.4.5 Сборник отгонов

Полезный объем сборника принимается 0.6 м3. Полный объем сборника определяется по формуле (3.5).

Vполн = 0,6 / 0,95 = 0,63 м3

Размеры сборника определяются по формуле (1.6).

В =

Н = 2/3 * 0,86 = 0,57 м, L = 0,86 * 3/2 = 1,29 м.

Техническая характеристика

Объем полный, м3 0,63

Габаритные размеры, мм

Длина 1290

Ширина 860

Высота 570

Расчет чанов-смесителей, напорных и доводных чанов производится по максимальной суточной производительности отделения по видам водок

Пmax сут = n * T * V дал/сут, (1.1 1)

где n - число батарей, шт;

T - продолжительность фильтрации, ч (20);

V - скорость фильтрации, дал/ч, (60).

П max сут = 12 * 20 * 60 = 14400 дал/сут.

1.4.6 Чан смеситель

Общая полная емкость чанов-смесителей определяется по формуле

Vполн = (Пmax сут * T) / (ц * t) дал, (1.12)

где T - длительность полного оборота чана, ч, (принимается для "Столичной'' - 5ч, "Московской особой' - 2.5 ч, остальных водок - 1.5 ч);

ц - коэффициент заполнения, (0.9);

t - продолжительность работы сортировочного отделения; в сутки, ч, (0.8).

Vполн = (14400 * 1,5) / (0,9 * 8) = 3000 дал

Принятой вместимости сортировочного чана определяется количество чанов

n = Vполн/Vч, шт, (1.13)

где Vч - вместимость чана, дал, (принимается по таблице 10, [1 ])

n = 3000 /1000 = 3 шт

Если предусматривается перемешивание сортировки воздухом, то расход его составляет 1 м3/мин на 1м2 поперечного сечения чана.

Техническая характеристика (таблица 10, стр265, [1]).

1.4.7 Напорный чан

Общий полезный объем напорных чанов равен максимальной суточной производительности завода по видам водок плюс полезный объем одного чана-смесителя

Vполез = Пmax.сут + Vcм * ц дал

Vполез = 1400 + 1000 * 0,9 = 15300 дал

Vполн = Vполез / ц1 дал, (1.14)

где ц1 - коэффициент заполнения напорного чана, (0,95)

Vполн = 15300 / 0,95 = 16105,3 дал

Емкость одного напорного чана желательно принимать равной одной, двум или трем емкостям чана-смесителя

n = 16105,3 / 1600 = 11 шт

Техническая характеристика (таблица 12, стр.280, [1]).

1.4.8 Доводные чаны

Полный объем чанов определяется по формуле

Vполн = Пмах сут * (24 - Tр) / (ц * 24) дал, (1.15)

где Tр - время работы цеха розлива, ч,(8);

ц - коэффициент заполнения, (0.9).

Vполн = 14400 * (24 - 8) / (24 * 0,9) = 10666,7 дал

Принято устанавливать не менее двух чанов одинаковой емкости плюс один чан для сбора фильтрующейся водки.

n = 10666,7 / 1000 = 11 шт

Принимается 11 чанов на 1000 дал и 1 чан на 200 дал. Техническая характеристика (таблица 11, стр.278, [1]).

1.4.9 Песочные фильтры

Количество песочных фильтров определяется по формуле

П = Пmах сут / T* V шт, (1.16)

где T - продолжительность фильтрации, ч (20);

V - скорость фильтрации, дал/ч, (для однопоточных-100 - 1.50, для двухпоточных - 200 - 250).

n = 14400 / 20 * 125 = 6 шт

Принимается 6 однопоточных песочных фильтра для предварительной очистки и 6 фильтра, окончательной очистки.



1.4.10 Сборник возвратных продуктов

Полезная вместимость сборника на суточный запас 263,22 дал (2,63 м3). Полный объем сборника определяется по формуле (1,15)

Размеры сборника определяются по формуле (1.6)

В = 3v2,77 = 1,4 м

Н = 2/3 * 1,4 = 0,93 м, L = 1,4 * 3/2 = 2,1 м.

Техническая характеристика

Объем полный м3 2,8

Габаритные размеры мм

Длина 2100

Ширина 1400

Высота 930

Если проектируется установка для непрерывного производства водки, то количество установок по видам водок определяется по формуле (1.7). При этом скорость фильтрации принимается 200 - 500 дал/ч, продолжительность фильтрации 24 ч. Сборники спирта и воды должны быть емкостью не менее полусуточного (12 - ти часового) расхода. Напорные чаны принимаются по суточному расходу сортировки. Сборники готовой продукции принимаются также, как и при периодическом методе. Производительность насоса для подачи сортировки принимается 500 дал/ч, (5м3/ч).

1.4.11 Насос

Предназначен для перекачивания сортировки из чана-смесителя в напорный чан. Производительность насоса определяется по формуле

Q = V * 60 / T м3/ч, (1.17)

где T - продолжительность перекачивания, мин, (10 - 30);

V - объем перекачиваемой жидкости, м3, (1000 дал = 10 м3).

Q = 10 * 60 / 30 = 20 м3/ч

Но действительная производительность насоса на 20 - 30 % выше расчетной

Qд = Q * ? g м3/ч, (1.18)

где ? g - запас производительность, м3/ч, (20 - 30% Q).

Qд = 20 + 0.25 * 20 = 25 м3/ч

Полный напор насоса определяется через геометрический напор, который выражается вертикальным расстоянием от нижней точки поступления жидкости в насос до верхней точки ее подъема. Напор геометрический определяется, как сумма высот этажей, где транспортируется жидкость. Причем, высота этажей берется полная с учетом промежуточных межэтажных перекрытий. Из-за того, что трубопроводы часто имеют повороты, колена, снабжены арматурой, для подбора насоса используется не геометрический, а полный напор, который больше геометрического на величину потерь напора на местные сопротивления.

H = Hr + ? h м, (1.19)

где Нг - сумма высот этажей, м;

? h - величина потерь напора на местные сопротивления, м, (25 - 30% Нг). По справочникам или каталогам подбирается насос, у которого оба параметра QH и Н были бы равны или больше рассчитанных значений.

Насос и электропривод к нему устанавливаются на фундаменте, размеры, которого принимаются равными: длина -1.0 м, ширина -0.5 м. Насос во взрывобезопасном исполнении и устанавливать желательно в отдельном помещении для насосов или за перегородкой, отделяющей основное оборудование.



1.5 Влияние щелочности воды на качество готового изделия

Вода, наряду со спиртом является основным сырьевым материалом, используемым в производстве ликероводочных изделий. При получении качественных ликероводочных изделий требуется повышенная степень ее чистоты: глубокая очистка от органических примесей.

Качество воды определяется совокупностью растворенных в воде минеральных солей, органических веществ и газов, а также содержанием взвешенных частиц и живых организмов. Химический состав воды обычно характеризуется следующими показателями: концентрация водородных ионов (H+), pH, жесткость, щелочность, окисляемость, сухой и прокаленный осадок, потеря при прокаливании, общее солесодержание (сумма катионов и анионов), растворенный кислород, свободная углекислота, сероводород, сульфиды, активный хлор (при хлорировании воды).

На многих ликероводочных предприятиях в настоящее время подготовка технологической воды происходит по следующей схеме: осветление на кварцевых фильтрах - умягчение натрий-катионированием - обессоливание на мембранных фильтрах установки обратного осмоса - УФ-облучение.

При данной схеме подготовки воды будет происходить увеличение активной щелочности воды на величину, равную карбонатной жесткости исходной воды. После обработки содержание бикарбонатов не изменяется, а общее солесодержание увеличивается за счет эквивалентного обмена ионов Ca+2 и Mg +2 на четыре иона Na+, образуя активную щелочность. Такая вода должна дополнительно обрабатываться на Н-катионитовом фильтре нейтрализоваться сильными кислотами.

Содержание щелочи в водках и настойках нежелательно по многим причинам: щелочная среда способствует выщелачиванию стекла из бутылок; щелочь опасна в том отношении, что она, воздействует на спирт, переводит его в альдегид; в процессах настаивания плодово-ягодного и растительного сырья в щелочных водно-спиртовых растворах аминокислоты, соединяясь с карбонатами (реакции происходят в щелочной среде), образуют карбоаминокислоты, а положительно заряженные группы белков будут реагировать с ионами бикарбоната, образуя нестабильные системы; органические кислоты или их соли в щелочной водно-спиртовой среде тоже будут претерпевать превращения или нейтрализоваться за счет свободной щелочи, или будет происходить реакция замещения на ион Na+.

Но самое главное - это отрицательное действие на организм человека водно-спиртовых щелочных растворов. При употреблении щелочных водок происходит усиленное воздействие на слизистую ткань желудка этилового спирта, который всасывается очень быстро и нарушает синтез протеолитических ферментов пищеварительного тракта, в результате чего не образуется пепсин (желудочный сок) нужной активности, а щелочная среда водок нейтрализует желудочный сок.

Таким образом проблема качества воды для приготовления водочных изделий весьма актуальна. В настоящее время много говорится о фальсификации, отравлениях, принимаются определенные меры, но никто пока не может ответить на вопросы - какая вода нужна для водок и ликероводочных изделий? Эта проблема требует неотложного решения широким кругом специалистов: медиками, биохимиками, токсикологами, энергетиками, работниками пищевой промышленности. [3]

1.6 Технохимический контроль производства

Технохимический контроль направлен на улучшение качества продукции, внедрение рациональных технологий, соблюдение норм расхода сырья и материалов, снижение их потерь.

Технохимический контроль представляет собой совокупность показателей, характеризующих химический состав и физико-химические показатели сырья, полупродуктов, вспомогательных материалов, используемых в производстве готовой продукции, а также установление идентичности полученных результатов значениям соответствующих стандартов.

Каждое изделие по своим органолептическим и физико-химическим показателям должно строго соответствовать предусмотренным нормам в рецептурах на ликероводочные изделия и техническим условиям действующих государственных стандартов. Периодичность отбора проб проводят каждые сутки. [3,5]

Показатели водки «Русский бриллиант»:

Таблица 4 Физико-химические показатели

Показатели	Показатели качества	Методика контроля по НТД
Крепость, %	40	ГОСТ 5363 Водка. Правила приемки и методы анализа.
Щелочность соляной кислоты с (HCL) = 0,1 моль/дм3, израсходованный на титрование 100 см3 водки, см3, не более	3,0
Массовая концентрация альдегидов в пересчете на уксусный в 1 дм3 безводного спирта, мг, не более	3	ГОСТ 30536-2013. Водка и спирт этиловый из пищевого сырья.
Массовая концентрация сивушного масла в пересчете на смесь изоамилового и изобутилового спиртов (3:1) в 1 дм3 безводного спирта, мг, не более	2
Массовая концентрация эфиров в пересчете на уксусно-этиловый эфир в 1 дм3 безводного спирта, мг, не более	18
Объемная доля метилового спирта в пересчете на безводный спирт, %, не более	0,03

Таблица 5 Органолептические показатели

Показатели	Показатели качества	Методика контроля по НТД
Внешний вид	прозрачная жидкость, без посторонних включений	ГОСТ 5363 - 93 Водка. Правила приемки и методы анализа
Цвет	Бесцветный
Вкус	мягкий, присущий водке
Аромат	характерный, водочный



1.7 Производственная санитария

Санитария это комплексная внешняя и внутренняя обработка оборудования (в данном случае - ликероводочного производства) и производственных площадей.

Различают несколько способов борьбы с загрязнениями и источниками инфекции на спиртовых заводах. Мойка включает в себя очистку от органических и неорганических солей и микроорганизмов.

Дезинфекцией принято называть обеззараживание, истребление заразных начал и источников инфекции (организмов, вызывающих заболевания; бактерий, грибков).

Моющие средства, рекомендуемые для мойки оборудования спиртовых заводов, должны удовлетворять следующим требованиям: умягчать воду для предотвращения выпадения осадка нерастворимых солей при нагревании, то есть связывать соли кальция и магния в жесткой воде, превращать их в сложные растворимые соли; увеличивать смачивающую способность воды для облегчения мойки; растворять белки для облегчения их удаления.

Моющие средства могут быть однородными химическими веществами или представлять собой смесь нескольких химических соединений, обладающую более повышенным моющим действием.

В спиртовой промышленности используют в основном кальцинированную и каустическую соду, а также моющие синтетические порошки различной рецептуры.

Горячие моющие растворы поступают в оборудование с помощью насоса и под напором омывают стенки, днище, трубопроводы оборудования. При температуре 50-60С0, при такой температуре растворы хорошо омыляют различные поверхности и разрушают остатки белков, если снизить температуру до 30-40С0, то моющая способность резко снижается. [1,3]



Заключение

В данной курсовой работе была поставлена цель спроектировать фильтрационное отделение ликероводочного завода. Было подробно изучено влияние щелочности воды на качество готового изделия.

В процессе выполнения курсовой работы было спроектировано фильтрационное отделение ликероводочного завода производственной мощностью 4 млн дал изделий в год.

В данном проекте подробно описана схема непрерывной обработки сортировки во взвешенном слое активного угля, и было выявлено, что это наиболее рациональный способ фильтрации для ускорения процесса производства и улучшения качества готовой продукции.

Цель курсовой работы была достигнута.



Список источников и литературы

1. Бачурин П.Я., Устинников Б.А. Оборудование для производства спирта и спиртопродуктов, Москва «Агропромиздат» - 1985 год.

2. Динабург А.М., Ройтер И.М. Оборудование ликероводочного производства, Москва, «Пищепромиздат» - 1958 год

3. Справочник технолога ликероводочного производства под редакцией Яровенко В.П., «Пищевая промышленность» - 1978 год

4. Попов В.И. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности (четвертое издание)

5. ГОСТ 5363 Водка. Правила приемки и методы анализа; ГОСТ 30536-2013. Водка и спирт этиловый из пищевого сырья.

Дополнительные источники:

6. Масалыкина Л.П. Учебно - методический комплекс студента по технологии производства. Модуль № 5. - 2000 год.

Размещено на Allbest.ru

...