Производство спирта из мелассы
Теоретические основы процесса ректификации и описание технологической схемы. Выращивание чистой культуры дрожжей. Расчёт ректификационной колонны с ситчатыми тарелками для разделения смеси "этиловый спирт-вода". Тепловой расчет и баланс установки.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 09.01.2018 |
Размер файла | 1,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Введение
Бродильная промышленность - одна из старейших отраслей промышленности в России.
Этиловый спирт находит широкое применение в народном хозяйстве в качестве растворителя, применяется в производстве дивинила, в пищевой и медицинской промышленности, в качестве горючего для ракетных двигателей, антифриза и т.д., а также является важным промежуточным продуктом органического синтеза в производстве сложных эфиров, целлулоида, искусственного шелка, ацетальдегида, уксусной кислоты, хлороформа, хлораля, диэтилового эфира и других продуктов.
Производство этилового спирта основывается на сбраживании крахмала из некоторых зерновых культур и картофеля с помощью ферментов, вырабатываемых дрожжевыми грибками. Также этиловый спирт можно производить из древесины (гидролизный спирт). Древесина содержит до 50% целлюлозы, и при ее гидролизе водой в присутствии серной кислоты образуется глюкоза, которую подвергают затем спиртовому брожению:
(C6 H10 O5 )x + xH2 O - xC6 H12 O6 ,
C6 H12 O6 - 2C2 H5 OH + 2CO2 .
Синтетический этиловый спирт получают гидратацией этилена.
Ректификация - это процесс разделения двойных или многокомпонентных смесей за счёт противоточного массо- и теплообмена между паром и жидкостью. Осуществляется ректификация разделением жидких смесей на практически чистые компоненты, отличающихся температурами кипения, путём многократных испарений жидкости и конденсации паров.
Ректификационная установка даёт наиболее полное разделение смесей жидкостей, целиком или частично растворимых друг в друге. Процесс заключается в многократном взаимодействии паров с жидкостью - флегмой,
полученной при частичной конденсации паров.В ректификационном аппарате снизу вверх движутся пары, а сверху подается жидкость, представляющая собой почти чистый НКК. При соприкосновении поднимающихся паров со стекающей жидкостью происходит частичная конденсация паров и частичное испарение жидкости. При этом из паров конденсируется преимущественно ВКК, а из жидкости испаряется преимущественно НКК. Таким образом, стекающая жидкость обогащается ВКК, а поднимающиеся пары обогащаются НКК, в результате чего выходящие из аппарата пары представляют собой почти чистый НКК. Эти пары поступают в конденсатор, называемый дефлегматором, и конденсируются. Часть конденсата, возвращаемая на орошение аппарата, называется флегмой, другая часть отводится в качестве дистиллята.
Как и во всех массобменных процессах эффективность ректификации зависит от поверхности контакта фаз. Для увеличения поверхности массобмена используют различные контактные устройства насадочного или барботажного типа. Наиболее распространенными ректификационными установками являются барботажные колонны с различными типами тарелок: колпачковыми, ситчатыми, провальными и т.п. Наиболее универсальны колонны с колпачковыми тарелками, но при разделении незагрязненных жидкостей в установках с постоянной нагрузкой, хорошо зарекомендовали себя аппараты с ситчатыми тарелками, отличающимися простотой конструкции и легкостью в обслуживании.
В данной курсовой работе рассмотрены основы процесса ректификации. Согласно заданию на курсовую работу, в котором указаны компоненты бинарной смеси: этанол-вода, выбрана колонна с ситчатыми тарелками, и проведен её расчет по исходным данным, указанным в задании. Выполнен материальный и тепловой балансы, определены основные размеры аппарата.
1. Литературно-патентный обзор по способу производства и основному технологическому оборудованию
Основными технологическими операциями производства спирта являются: подготовка сырья, приготовление сусла, сбраживание сусла, очистка спирта.
В результате патентного поиска были выявлены следующие патенты по совершенствованию способов производства спирта.
Способ производства спирта по патенту [1].
Способ предусматривает измельчение сырья, смешивание его с водой, выдержку массы в емкости при перемешивании и многократной циркуляции в циркуляционном контуре, подогрев смеси, ее стерилизацию, разваривание, вакуум-охлаждение до температуры осахаривания, осахаривание в осахаривателе с вводом в него ферментных препаратов с многократной циркуляцией потоков, охлаждение осахаренного сусла до температуры брожения, сбраживание и выделение спирта . В процессе измельчения сырья осуществляют его просеивание, отбор крупной фракции, ее термообработку и последующее дробление. После смешивания измельченного сырья с водой проводят электромагнитную обработку полученной смеси. Использование изобретения позволит повысить выход спирта с улучшенным качеством.
Способ производства спирта по патенту [2].
Настоящее изобретение относится к способу получения абсолютированного этилового спирта, который может быть использован в химической, электронной и фармацевтической промышленности. Способ включает подачу спирта -сырца или водно-спиртового раствора в колонну предварительного абсолютирования, работающую под вакуумом для получения дистиллята, который направляется в колонну окончательного абсолютирования, работающую при избыточном давлении, на которой отбирают абсолютированный спирт в виде кубовой жидкости, а дистиллят в виде возвратного потока направляют в колонну предварительного абсолютирования. При этом процесс ректификации на колонне предварительного абсолютирования осуществляется при абсолютном давлении 8,0-13,3 КПа с получением дистиллята с содержанием спирта 98,2-98,9 об.%, а процесс ректификации на колонне окончательного абсолютирования проводят при абсолютном давлении 0,1-0,5 МПа и содержании спирта в возвратном потоке 96,5-97,2 об.%. Предлагаемый способ позволяет получить целевой продукт высокого качества при использовании усовершенствованной технологической схемы процесса.
2. Составление и описание по стадиям эскизной технологической схемы производства
Технология получения этилового спирта из мелассы основана на ферментативном сбраживании сахаров дрожжевыми микроорганизмами и включает следующие основные процессы:
подготовка мелассы к сбраживанию;
приготовление мелассного сусла;
приготовление чистых культур спиртовых дрожжей;
дрожжегенерирование;
сбраживание сусла;
перегонка бражки.
2.1 Подготовка мелассы к сбраживанию
Процесс подготовки мелассы включает ряд операций, таких, как тепловая обработка, химическое антисептирование, подкисление, внесение питательных веществ, кларификация, гомогенизация и выдержка.
Меласса может быть заражена посторонними микроорганизмами, жизнедеятельность которых приводит к нарушению технологии сбраживания, нерациональным потерям сахаров, ухудшению качественных показателей продукции.
Наиболее эффективным для обеззараживания мелассы являются химическое автисептирование и тепловая обработка (стерилизация, пастеризация).
Антисептирование и подкисление. Мелассу обеззараживают и подкисляют добавлением серной или соляной кислоты, хлорной извести, формалина, сульфонола и других химических веществ.
Серную или соляную кислоту добавляют, чтобы обеззаразить мелассу и создать оптимальный для жизнедеятельности дрожжей рН среды в мелассном сусле.
Количество добавляемой кислоты рассчитывают исходя из потребности на нейтрализацию щелочных меласс и дополнительного расхода для подкисления сусла до рН 5,1--5,3 при однопоточной схеме сбраживания и рН 4,8--5,1 при двухпоточ-ной схеме. Кислоты перед добавлением в мелассу разбавляют 4--5-кратным количеством воды.
Подкисление серной кислотой ведется на большинстве спиртовых заводов. На заводах, имеющих цехи кормовых дрожжей и станции упаривания барды, применяются соляная кислота» соли которой не дают осадка на поверхностях теплообмена.
При однопоточной схеме сбраживания подкисляют всю мелассу, поступающую в производство. Выдержка подкисленной мелассы производится в течение 8--12 ч.
При двухпоточной схеме сбраживания подкисляют и антисептируют соляной или серной кислотой только ту часть мелассы, которая идет на приготовление сусла для дрожжей. Кислотность сусла для дрожжей составляет 0,9--1,0°, что соответствует рН 4,1--4,3. Антисептирование при этой кислотности достигается выдержкой в течение 4--8 ч.
Высокая кислотность иногда является недостаточной для предотвращения развития вредной микрофлоры, содержащейся в мелассе. Поэтому кроме кислотного антисептирования неразбавленной мелассы, особенно при однопоточной схеме сбраживания, применяют другие антисептики.
Хлорную известь, содержащую 32--35 % активного хлора задают в мелассу в виде водной вытяжки. Для этого к извести, загруженной в емкость, добавляют пятикратный объем воды, хорошо размешивают, дают раствору отстояться в течение 2--3 ч. Светлый раствор декантируют и задают в мелассу, хорошо перемешивая.
На 1 т мелассы нормального качества добавляют 0,5--0,6 кг хлорной извести и выдерживают в течение 2--3 ч. Для средне-инфицированной мелассы расход хлорной извести составляет 0,8--1,0 кг/т, выдержка --4--5 ч, для сильноинфицированной-- соответственно 1,2--1,5 кг/т и 5--6 ч. В мелассном сусле известь нейтрализуется за счет окислительных процессов, в том числе от добавления кислот на подкисление, вследствие чего не оказывает ингибирующего действия на дрожжи.
Сульфонол подавляет кислотообразующую микрофлору и не влияет на жизнедеятельность дрожжей. Расход на 1 т мелассы 70--100 г. Добавляется в виде водного раствора подобно хлорной извести. Сохраняет бактерицидные свойства в мелассе и мелассном сусле в течение 10--15 дней.
Тепловая обработка. Сильноинфицированная меласса, которая не исправляется кислотным и химическим антисептированием, подвергается тепловой обработке.
Стерилизация проводится путем нагрева мелассы до температуры 109--110°С и выдержкой при этой температуре в течение 1,5--2 мин. Нагрев осуществляется в теплообменниках, теплоносителем является пар. Нагретая меласса после выдержки в течение 1,5--2 мин подается в сборник, где с помощью аэрирования воздухом из нее удаляются летучие вещества.
Затем она охлаждается до 25--30 °С (водой или холодной мелассойчерез теплообменник).
Пастеризация в отличие от стерилизации проводится путем нагрева мелассы при более низких температурах (85--95 °С), но более длительном выдерживании (50--60 мин). Пастеризация применяется при средней степени инфицированности мелассы.
Внесение питательных компонентов. Для обеспечения высокоактивной жизнедеятельности дрожжей в процессе сбраживания в, мелассу вносятся питательные компоненты. В качестве фосфорного питания применяют 70%-ную ортофосфорную кислоту или диаммонийфосфат, азотистого --карбамид (мочевину). Используют и другие фосфор- и азотсодержащие вещества (табл. 5--1).
Питательные компоненты вводят в мелассу в виде предварительно
приготовленных растворов одновременно с серной или соляной кислотой. Кислоты и растворы солей вносят дозирование, пропорционально количеству
поступающей мелассы при выпуске мелассы из весов в мелассные сборники -- выдерживатели суточного запаса.
При переработке тростниковой (черной), сахаротростниковой и рафинадной меласс, тростникового сахара-сырца и дефектного белого сахара в смеси со свеклосахарной мелассой или отдельно расход питательных веществ для дрожжей на 1т сбраживаемых Сахаров указанных видов сырья, кроме свеклосахарной мелассы, составляет: ортофосфорная кислота (70%) или диаммонийфосфат --3,3 кг; карбамид или сернокислый аммоний -- соответственно 9 и 20 кг. Расход питательных веществ на свеклосахарную мелассу в этом случае сохраняется на уровне норматива при переработке ее одной.
2.2 Кларификация мелассы
На спиртовых заводах, имеющих производство хлебопекарных дрожжей, выделяемых из мелассно-спиртовых бражек, свекловичную мелассу рекомендуется кларифицировать (осветлять). Особенно необходима кларификация при переработке тростниковой и рафинадной меласс в чистом виде.
Осветление проводят на сепараторах-кларификаторах. Мелассу перед поступлением на установку разбавляют водой в соотношении 1 : 1, при этом раствор нейтрализуют или подкисляют до требуемой кислотности. Иногда разбавленную мелассу стерилизуют или пастеризуют, затем охлаждают в закрытых теплообменниках, после чего подают в кларификатор.
Содержание, сахара в осадке, отделяемом в кларификаторе при сепарировании, составляет около 25 %. Его вымывают горячей водой. Промывную воду после кипячения рекомендуется направлять в дрожжерастильные чаны при производстве кормовых дрожжей.
2.3 Выдерживание и гомогенизация
Меласса с добавленными в нее антисептиками (при необходимости), кислотами и питательными солями подается в сборники суточного запаса, где выдерживается не менее 8 ч. Для стабилизации режима сбраживания ее усредняют (гомогенизируют) путем перемешивания в сборниках насосом. Забор мелассы насосом производится с нижней части сборника, а подача -- в верхнюю. Усреднение производят в период приемки мелассы, а также во время забора ее на рассиропку.
Гомогенизация особенно необходима при переработке дефектной мелассы, а также при использовании тростниковой и рафинадной меласс в смеси со свеклосахарной.
Приготовление мелассного сусла. Для нормальной жизнедеятельности дрожжей и оптимальных условий сбраживания мелассу необходимо разбавить водой до концентрации сухих веществ 20--22 %. Для приготовления сусла рекомендуется применять артезианскую воду. Можно использовать конденсаты, полученные при упаривании послеспиртовой и последрожжевой барды спиртовых заводов, работающих на мелассе. При использовании для приготовления сусла для дрожжей прудовой или речной воды ее обрабатывают хлорной известью из расчета 20--30 мг активного хлора на 1 л воды с выдержкой в течение 1 ч.
При непрерывном брожении мелассное сусло готовят на непрерывнодействующих рассиропниках, представляющих собой аппараты для смешивания и растворения мелассы холодной и горячей водой в непрерывном потоке, с регулированием концентрации сусла (по плотности) и температуры сусла. Применяются также рассиропники трубчатого типа с диафрагмами, принудительным механическим размешиванием и др. При однопоточной схеме сбраживания сусло готовят только концентрацией сухих веществ 20--22 %. При двухпоточной схеме сусло для дрожжей готовится концентрацией 12 % СВ, а мелассное сусло, используемое для основного брожения, --32--34 % СВ. При работе по усовершенствованной двухпоточной схеме УкрНИИСПа рекомендуется сусло для дрожжей готовить концентрацией 8--9 % СВ, а основное сусло --35--36 % СВ. Соотношение потоков сусла для дрожжей и сусла основного при двухпоточных схемахсбраживания 1 : 1, вследствие чего средняя концентрация смеси равняется 22 %СВ.
Тростниковую (черную), сахаротростниковую и рафинадную мелассу перерабатывают по двухпоточной схеме вместе со свеклосахарной мелассой. Смесь меласс содержит до 20% сахара. Дрожжи размножают на свеклосахарной мелассе, а брожение ведут на смеси меласс. Концентрация сусла для дрожжегенерирования составляет 10--12 % СВ, а основного сусла -- 27-- 28 %ХВ.
Переработку сахара-сырца и дефектного белого сахара проводят, в смеси со свеклосахарной мелассой. При работе по однопоточной схеме концентрацию сахаромелассного раствора устанавливают из расчета получения зрелой бражки крепостью 8-- -8,5 % об. При применении двухпоточной схемы дрожжи приготавливают на сусле концентрацией 12--13 % СВ, а основное -сусло готовят на мелассе, оставшейся после приготовления дрожжей, и сахаре-сырце или дефектном белом сахаре. Концентрация основного сусла составляет при переработке дефектного сахара в количестве 25 % общей массы сахара в. смесителе 27--28 % СВ; 50 % --24--25; 75 % --21--22 % СВ.
2.4 Выращивание чистой культуры дрожжей
Для сбраживания сахаромелассных растворов на спирт применяют дрожжи расы В, гибридные дрожжи Г-67, Г-73, Г-75, Г-112.
Дрожжи расы В --осмофилы. Хорошо сбраживают сахарозу, фруктозу, глюкозу, но лишь на '/3 -- раффинозу (трисахарид). Плохо сбраживают мальтозу из-за низкой активности фермента мальтазы, расщепляющего мальтозу (дисахарид) на две молекулы глюкозы.
Гибридные дрожжи, полученные скрещиванием рас В и Яс пивными дрожжами, обладают высокой бродильной энергиейи почти полностью сбраживают раффинозу [вырабатывают фермент а-галактозидазу, расщепляющий сахар мелибиозу (оста-ток от расщепления раффинозы) на моносахара галактозу и глюкозу).
Свеклосахарную, тростниковую (черную) и рафинадную мелассы, содержащие значительные количества раффинозы, рекомендуют сбраживать двумя культурами дрожжей: расой В и гибридом Г-75 двухстадийным способом.
При производстве из мелассы спирта и хлебопекарных дрожжей, получаемых выделением их из спиртовой бражки, применяют дрожжи расы В в смеси с гибридом Г-112. Дрожжи расы В обеспечивают нормативный выход спирта из мелассы, а Г-112 -- высокую активность хлебопекарных дрожжей.
Чистые культуры дрожжей на спиртовые заводы поступают из научно-исследовательских институтов спиртовой промышленности -- ВНИИПрБ и УкрНИИСПа. Они поставляются в пробирках, закрытых пробками и залитых сургучом.
В зимнее время чистая культура дрожжей готовится на сусле-желатине, в летнее -- на сусле-агаре.
Разведение дрожжей из пробирок до объема 3 л проводят в лабораторных условиях в колбах, дальнейшее разведение ведут в дрожжегенераторном отделении в аппаратах чистой культуры (АЧК) вместимостью 20, 1000 и 5000 л. После этого дрожжи поступают в дрожжегенератор.
Для пробирки питательная среда (сусло) готовится из измельченного сухого ячменного солода. Сусло не подкисляется. Для стадий 2--4 в мелассное.сусло добавляют солодовое концентрацией 10--12 % СВ в количестве 10 % по объему (до стерилизации).
Для стадий 5--7 в мелассное сусло добавляют диаммонийфосфат (или ортофосфорную кислоту) и карбамид в количестве соответственно 0,12 и 0,2 % по массе мелассы (до стерилизации).
После задачи дрожжей из АЧК-1 в АЧК-2 подают стерильное мелассное сусло (подмолодки) в три приема. Объем первой подмолодки составляет 50%, второй --30, третьей -- 20% полезного объема АЧК-2. Подмолодки задают в период, когда видимая плотность АЧК-2 снижается до 10--11% до сахаромеру.
Брожение в аппаратах чистой культуры ведется с таким расчетом, чтобы к моменту передачи дрожжей в следующий аппарат содержание алкоголя в дрожжевой мелассе не превышало 2,5--3% об., т. е. при снижении видимой плотности ниже начальной видимой концентрации на 4,5--5,0 %.
Накопление спирта в дрожжегенераторе допускается не более 3,0-*-3,5 % об., а при работе по усовершенствованной двухпоточной схеме -- 2,8-- 3,0 % об..
По окончании стадии в АЧК-2 дрожжи в количестве 30 % передают в АЧК-3 и 20 % -- в другой АЧК-2. В последнем проводят разведение дрожжей с тремя подмолодками с осуществлением в дальнейшем стадий 7--8. При отсутствии второго АЧК-2 дрожжевую массу, оставшуюся после Отбора 30 % дрожжей в АЧК-3, разводят добавлением сусла.
На спиртовых заводах, вырабатывающих только спирт, ввод чистой культуры дрожжей из пробирки в производство осуществляется 1 раз в месяц, замена дрожжей в бродильной батарее производится 3--4 раза в месяц. На спиртовых заводах, имеющих цехи хлебопекарных дрожжей, выделяемых из бражки, количество замен дрожжей увеличивается до 10-^-12 в месяц.
Первую замену дрожжей производят путем разведения чистой культуры, начиная со стадии 7, для которой маточными служат дрожжи из АЧК-2. Для следующей замены разведение дрожжей начинают со стадии 5, для которой в качестве маточных используются дрожжи из 3-литровых колб, хранящихся в холодильнике.
2.5 Дрожжегенерирование и сбраживание
Сбраживание мелассного сусла с использованием дрожжей, выращенных в дрожжегенераторах, производят в бродильных аппаратах (чанах) в непрерывном потоке бражки, для чего бродильные чаны соединены между собой в непрерывнодействующую бродильную батарею.
Применяют два способа сбраживания: однопоточный и двухпоточный. Аппаратура для приемки, подготовки и брожения мелассы в этих схемах одинакова. Разница заключается лишь в том, что в однопоточной схеме (рис. '5--1) имеется один рассиропник мелассы, а в двухпоточной -- два: один для приготовления сусла для дрожжей, второй для основного мелассного сусла.
Различие в технологии однопоточного и двухпоточного способов заключается в применении для дрожжегенерирования мелассного сусла разных концентраций.
Обычная двухпоточная схема предполагает применение мелассного сусла двух концентраций сусла для дрожжей 12% СВ, основного сусла 32 % СВ.
Меласса из сборников суточного запаса подается в напорные баки, откуда поступает на рассиропку. Сусло для дрожжей' и основное сусло имеют раздельные сборники суточного запаса и напорные баки мелассы, что обусловлено различием в кислотности (сусло для дрожжей имеет кислую реакцию среды, основное сусло -- нейтрально-щелочную).
Сусло для дрожжей из рассиропника распределяется в дрожжегенераторы, где размножение дрожжей производится при непрерывном аэрировании среды сжатым воздухом из расчета 3--4 м3/ч на 1 м3 среды.
Дрожжи для засева дрожжегенераторов применяются в видечистой культуры и задаются из АЧК-3. Время, необходимое длявыхода на режим сбраживания после задачи чистой культурыв дрожжегенераторы, составляет 6--10 ч. Для гашения пены в дрожжегенераторы и бродильные чаны добавляют олеиновую кислоту и соапсток.
Дрожжегенераторы (в количестве 4--6 шт.) рекомендуется устанавливать над бродильными чанами. Вместимость дрожжегенераторов составляет 25--30 % общей вместимости при двухпродуктовом производстве и 20--25 % при однопродуктовом. Количество бродильных чанов составляет 9--10 шт. Дрожжи из дрожжегенераторов сливаются в первый бродильный чан непрерывно.
Одновременно в этот чан, подается основное мелассное сусло в соотношении 1:1. Бражка из первого аппарата непрерывно перетекает по переточным трубам в последующие. На перегонку она поступает из последнего чана, который после опорожнения и стерилизации становится головным.
Для улавливания спирта газы брожения из дрожжегенераторов и бродильной батареи направляются в пеноловушку, затем в спиртоловушку. Полученная при этом спиртеодержащая жидкость через мерник направляется в сборник бражки для перегонки.
Усовершенствованная двухпоточная схема сбраживания обеспечивает более высокий выход спирта по сравнению с обычной. Аппаратура для ведения технологии по этой схеме такая же как и для обычной двухпоточной схемы (рис. 5--2). Основой усовершенствованной двухпоточной схемы является снижение концентрации бродящего сусла на стадиях дрожжегенерирования и главного брожения.
Выращивание дрожжей в дрожжегенераторах ведется на сусле концентрацией 8--9% СВ. Сусло для дрожжей готовится на мелассе лучшего качества, в нее из расчета на всю перерабатываемую мелассу вносятся кислоты и питательные соли. Зрелые дрожжи из дрожжегенератора поступают в первый бродильный чан.
Основное сусло готовится более низкой концентрации СВ (35--36 %) и поступает на брожение не в один головной бродильный чан, а в первые три дробно с таким расчетом, чтобы поддерживать в них видимый отброд бражки: в первом чане 7,5--8,5 % СВ; во втором -- 8,0--9,0; в третьем -- 9,0--9,5 % СВ. Далее процесс брожения ведется, как и при обычной двухпоточной схеме.
Технологические показатели обычной и усовершенствованной двухпоточных схем сбраживания мелассы приводятся втабл. S--3. Спиртоулавливание ведется, как и при обычной двух-поточной схеме.
Переработка тростниковой (черной), сахаротростниковой и рафинадной меласс. Эти мелассы перерабатывают в смеси со свеклосахарной в соотношении 1:4. Рекомендуется применение двухпоточной схемы производства, при этом дрожжи размножают только на свеклосахарной мелассе.
Дрожжегенерирование при двухпоточной схеме ведут на сусле концентрацией 10--12% СВ, а при однопоточной--18-- 19 % СВ. При дрожжегенерировании проводится усиленная аэрация {4--5 m3/(m3-4) и количество биомассы увеличивается до 22--24 г/л.
Сусло для дрожжей и основное сусло подкисляют до рН 5,0--5,1 при применении карбамида и до рН 5,5--5,6 при использовании сульфата аммония. Длительность брожения составляет 26--28 ч.
Тростниковая и рафинадная мелассы могут быть переработаны в чистом виде. Длительность дрожжегенерирования при переработке тростниковой и рафинадной меласс составляет 7--8 ч. Аэрирование ведется непрерывно, расход воздуха 4--5 м3/(м3-ч). Рекомендуемый объем дрожжегенераторов 30^--35 % общего объема бродильной аппаратуры. Общая длительность брожения 30--36 ч.
Сахар перерабатывается только со свеклосахарной мелассой в количестве не более 75% общего содержания сахаров в смеси.
Сахарный раствор получают, смешивая в потоке сахар и воду, подаваемые в смеситель или же путем рециркуляции смеси воды и сахара в емкости с помощью насоса. Этот раствор подается мелассно-весовое отделение, где его смешивают с мелассой. В смесь добавляют требуемые для антисептирования и подкисления кислоты, питательные вещества для дрожжей. Смесь выдерживают не менее 3 ч, проводя, периодическую рециркуляцию с помощью насоса.
Для антисептирования сахарных растворов применяют сульфонол или формалин, а при их отсутствии -- хлорную известь. Расход воздуха в дрожжегенераторах 4,5--5 м3/(м3/ч). В бродильных чанах через 1,5--2 ч производится перемешивание бродящей массы в течение 35--45 мин миксерами или же рециркуляцией с помощью насоса. Общая продолжительность брожения (с учетом дрожжегенерирования) при переработке тростникового и дефектного белого сахара с содержанием СВ до 50 % общего количества сбраживаемых веществ смеси составляет 26--28 ч, а при содержании СВ 75 %чдостигает 30 ч.
При двухпоточной схеме дрожжи разводят на сусле из мелассы (концентрация 12--13% СВ, кислотность 0,8--1,0°Д). В это сусло задают вce требуемое по расчету для процесса брожения азотистое и фосфорное питание. Основное сусло для бродильной батареи готовят из мелассы, оставшейся после приготовления сусла для дрожжей, и сахара.
Санитарный режим дрожжебродильного отделения. Для борьбы с инфекцией в спиртовом производстве осуществляются антисептирование и стерилизация мелассы, обработка воды и воздуха, стерилизация оборудования.
Стерилизацию технологического оборудования рекомендуется проводить следующим образом. Сборники мелассы очищают, моют чистой водой, внутренние их поверхности покрываются раствором хлорной извести. Через трубопрoводы прокачивают раствор хлорной извести, после чего они пропариваются неменее 30 мин острым паром. Рассиропники и трубопроводы к ним промываются водой и пропариваются, как и предыдущее оборудование, в периоды профилактической стерилизации дрожжегенераторов.
Подвод пара осуществляется следующим образом: в дрожжегенераторах--в воздухораспределительную систему, в бродильных аппаратах в переточные линии (нижняя часть), а на отдельных заводах --дополнительно в нижнюю часть аппарата. Подвод пара к коммуникациям должен обеспечить прогрев всех участков. Для спуска остатков жидкости и конденсата, образующегося при пропарке, они оборудуются штуцерами в противоположных вводу пара точках.
При переработке нормальной по качеству мелассы дезинфекция и стерилизация технологического оборудования делаются 1 раз в 5--б сут. В случае использования дефектной мелассы или нарастания кислотности в бражке до 0,1° стерилизацию проводят чаще. На заводах, имеющих цехи хлебопекарных дрожжей, оборудование стерилизуют через 2--3 сут.
3. Теоретические основы процесса ректификации и описание технологической схемы
3.1 Теоретические основы процесса ректификации
Во многих химических производствах необходимо производить выделение чистых веществ из смесей жидкостей. Одним из наиболее распространенных методов разделения смесей является ректификация. Этот метод основан на различии в температурах кипения, а, следовательно, и в летучести компонентов смеси. Если летучесть компонентов различна, то состав пара над жидкостью отличается от состава жидкой смеси бульшим содержанием низкокипящего (легколетучего) компонента - НКК. Вследствие этого при противоточном контакте жидкой смеси с парами, который осуществляется при ректификации в результате массообмена, пары будут обогащаться НКК, а жидкость - высококипящим (труднолетучим) компонентом - ВКК.
В конечном итоге пары будут представлять собой более или менее чистый НКК, а жидкость - ВКК.
Процесс ректификации осуществляется преимущественно в тарельчатых или насадочных колонных аппаратах периодическим или непрерывным способом. На ректификацию поступает исходная жидкая смесь, содержание в которой НК составляет хf. В процессе ректификации смесь разделяется на две части: часть, обогащенную НКК - дистиллят и часть, обогащенную ВКК - кубовый остаток. Обозначим в долях НКК состав дистиллята - хр , а кубового остатка - хw .Исходная смесь подается в ту часть колонны, где жидкость имеет состав хf . Стекая вниз по колонне, она взаимодействует с поднимающимся вверх паром, образующимся при кипении кубовой жидкости в кипятильнике. Пар имеет начальный состав, примерно равный составу кубового остатка хw, т.е. является обедненным НКК. В результате массообмена происходит переход НКК из жидкости в пар, а ВКК - из пара в жидкость.
В точке ввода исходной смеси пар может иметь в пределе состав, равновесный с исходной смесью. Для более полного обогащения пара НКК верхнюю часть колоны орошают жидкостью состава хр, которая получается в дефлегматоре путем конденсации пара, выходящего из колонны. Эта часть конденсата называется флегмой. Другая часть конденсата пара выводится из дефлегматора в виде продукта разделения - дистиллата. Жидкость, отводимая из нижней части колонны, называется кубовым остатком. Таким образом, в ректификационной колонне осуществляется непрерывный процесс разделения подаваемой в колонну исходной бинарной смеси на дистиллат с высоким содержанием НКК и кубовый остаток, обогащенный ВКК. Если обозначить количество поступающей на ректификацию исходной смеси Gf, количество получаемого дистиллата Gp и количество кубового остатка Gw, то материальный баланс выразится равенством:
Gf = Gp + Gw (1)
Если заданы количество и состав исходной смеси и составы продуктов разделения, то для определения количеств дистиллата и кубового остатка уравнение дополняют уравнением материального баланса для НКК:
Gf хf= Gp хp + Gw хw(2)
Степень разделения - чистота получаемых при ректификации продуктов - определяется физико-химическими свойствами разделяемых веществ, размерами и конструкцией аппарата, условиями проведения процесса (гидродинамикой, давлением и пр.).
На рис 1 в координатах состав пара (у) - состав жидкости (х) графически представлена типичная зависимость между равновесными (линия 1) и рабочими (линия 2 и 3) составами фаз для бинарной смеси. Уравнения линий рабочих концентраций для верхней и нижней частей колонны имеют различный вид:
для верхней части
yв = R / (R + 1) x + xp / (R + 1); (3)
для нижней части
yн = (R + f) / (R + 1) x - (f - 1) Ч Ч xw / (R + 1), (4)
где f= Gf / Gp - удельное количество поступающей исходной смеси;
R = GR / Gp - флегмовое число, представляющее собой отношение количества флегмы, подаваемой на орошение колонны к количеству дистиллата.
В уравнениях рабочих линий составы взаимодействующих фаз выражаются только в мольных долях НКК.
Рис 1 - Х-Y-диаграмма. Зависимость между равновесными и рабочими составами фаз для смеси этиловый спирт-вода.
При расчетах процессов ректификации принимаются следующие допущения, мало искажающие фактические условия протекания процесса, но значительно упрощающие расчет:
1 Разделяемая смесь следует правилу Трутона, согласно которому отношение мольной теплоты испарения или конденсации к абсолютной температуре кипения для всех жидкостей является приближенно величиной постоянной.
Для смеси, состоящей из двух компонентов:
rсм / Tсм = r1 / T1 = r2 / T2 - const. (5)
Отсюда следует, что при конденсации 1 кмоль ВК в колонне испаряется 1 кмоль НК, т.е. мольное количество паров, поднимающихся по колонне постоянно.
2 Принимается, что Yp = xp , a Yw = xw , т.е. пренебрегается укрепляющим действием дефлегматора в процессе конденсации в нем паров и пренебрегается исчерпывающим действием кипятильника.
3 Теплоты смешения компонентов разделяемой смеси равны нулю.
Кроме того, в расчетах исходят из того, что смесь, подлежащая разделению, поступает в колонну нагретой до температуры кипения на питающей тарелке. В этом случае точка пересечения рабочих линий низа и верха колонны лежит на ординате x = хf .
Следует отметить, что питание колонны исходной смесью может осуществляться в виде пара и в виде жидкости с температурой ниже
температуры кипения смеси. Из анализа уравнений рабочих линий низа и верха колонны с учетом сделанных допущений следует, что рабочая линия верхней части колонны пересекает диагональ в точке А (при этом x = хр), а нижней - в точке В (x = хw). Между собой эти линии пересекаются в точке С, где x = хf.
По высоте точка С располагается между равновесной линией и диагональю и зависит от R, при Rmin точка С находится на равновесной линии, при Rmax - на диагонали.
По фазовой диаграмме (рис 1) графическим построением может быть найдено число теоретических ступеней изменения концентраций или число "теоретических тарелок". За "теоретическую тарелку" принимается такая условная тарелка, на которой (рис 1) пар состава у1, взаимодействуя с жидкостью состава х1, изменяет концентрацию до равновесной Y1*.
В этом случае число "теоретических тарелок" определяется построением ступеней между рабочими и равновесными линиями в пределах от хw до хр.
На реальных тарелках в колонне не достигается равновесного состояния между паром и жидкостью. Поэтому для аналогичного изменения концентрации требуется большее число действительных тарелок.
Отношение числа "теоретических тарелок" nт к числу действительных тарелок nд в колонне называют средним коэффициентом полезного действия тарелок (КПД колонны): зср = nт / nд .
Величина КПД как мера интенсивности работы тарелок зависит от гидродинамических условий на тарелке, физических свойств пара и жидкости, кривизны равновесной линии. В связи с тем, что все эти факторы могут изменяться с изменением концентрации, КПД каждой тарелки з будет отличаться от среднего для всех тарелок зср. Величина зср определяется опытным путем.
Проведение процесса ректификации требует затраты тепловой энергии. Тепло, необходимое для испарения кубовой жидкости, подводится в кипятильник. Обычно подвод тепла осуществляется насыщенным водяным паром, а для колонн малого диаметра можно использовать электронагрев.
Теоретический расход тепла на проведение процесса определяется из уравнения теплового баланса:
Qк = Gp (R + 1) rp + Gp cp tp + Gw cw tw - Gf cf tf , (6)
где rp - удельная теплота конденсации паров в дефлегматоре;
сf, cp, cw - соответственно, теплоемкости исходной смеси, дистиллата и кубового остатка;
tf, tp, tw - температуры кипения исходной смеси, дистиллата и кубовой жидкости, соoтвeтcтвeннo.
Теплоемкости и скрытая теплота конденсации смесей рассчитывается по правилу аддитивности. Фактический расход тепла несколько больше рассчитанного по уравнению теплового баланса за счет потерь тепла в окружающую среду.
3.2 Принцип работы ректификационного аппарата
Обычно ректификационный аппарат состоит из двух частей: верхней и нижней, каждая из которых представляет собой организованную поверхность контакта фаз между паром и жидкостью.
В нижней части исходная смесь взаимодействует с паром, начальный состав которого равен составу кубового остатка. Вследствие этого из смеси извлекается НКК.
В верхней ступени пар начального состава соответствующий составу исходной смеси, взаимодействует с жидкостью, начальный состав которой равен составу дистиллята. Вследствие этого пар обогащается НКК до требуемого предела, а ВКК извлекается из паровой фазы.
Пар для питания ректификационной колонны получается многократным испарением жидкости, имеющей тот же состав, что и кубовый остаток, а жидкость - многократной конденсацией пара, имеющего состав, одинаковый с составом дистиллята.
Полученный в конденсаторе дистиллят делится на две части. Одна часть направляется обратно в колонну - флегма, другая является отбираемым продуктом - дистиллят. Отношение количества возвращенного в колонну
дистиллята (флегмы) к количеству дистиллята, отобранного в виде продукта - называется флегмовым числом R.
В ректификационном аппарате снизу вверх движутся пары, а сверху подается жидкость, представляющая собой почти чистый НКК. При соприкосновении поднимающихся паров со стекающей жидкостью происходит частичная конденсация паров и частичное испарение жидкости. При этом из паров конденсируется преимущественно ВКК, а из жидкости испаряется преимущественно НКК. Таким образом, стекающая жидкость обогащается ВКК, а поднимающиеся пары обогащаются НКК, в результате чего выходящие из аппарата пары представляют собой почти чистый НКК. Эти пары поступают в конденсатор, называемый дефлегматором, и конденсируются. Часть конденсата, возвращаемая на орошение аппарата, называется флегмой, другая часть отводится в качестве дистиллята.
Как и для всех массобменных процессов эффективность ректификации зависит от поверхности контакта фаз. Для увеличения поверхности массобмена используют различные контактные устройства насадочного или барботажного типа.
3.3 Колонны с ситчатыми тарелками для разделения смеси «этиловый спирт-вода»
Колонны с ситчатыми тарелками гораздо проще по устройству и дешевле, чем, например, колонны с колпачковыми тарелками. Колонны с ситчатыми тарелками (рис 2) состоят из вертикального цилиндрического корпуса 1 с горизонтальными тарелками 2, в которых равномерно по всей поверхности просверлено значительное число мелких отверстий. Для слива жидкости и регулирования её уровня на тарелке есть переливные трубки 3. нижние концы трубок погружены в стаканы 4, находящиеся на лежащих ниже тарелках, и образуют гидравлические затворы.
Рис 2 -- Схема устройства ситчатой колонны
1 - корпус; 2 - ситчатая тарелка; 3 - переливная трубка; 4- стакан
Газ (пар) проходит в отверстия тарелки (рис 4) и распределяется в жидкости в виде мелких струек; лишь на некотором расстоянии от дна тарелки образуется слой пены и брызг - основная область массообмена и теплообмена на тарелке.
Рис 3 -- Схема работы ситчатой тарелки
В определенном диапазоне нагрузок ситчатые тарелки обладают довольно большой эффективностью. Для того, чтобы КПД тарелки не уменьшалось резко, давление и скорость газа (пара), проходящего через отверстия тарелки, должны быть достаточными для того, чтобы преодолеть давление слоя жидкости на тарелке и предотвратить тем самым стекание жидкости через отверстия.
Кроме того, протекание жидкости через отверстия увеличивается с увеличением диаметра тарелки и при отклонении от строго горизонтального положения. Поэтому диаметр и число отверстий следует подбирать такими, чтобы жидкость удерживалась на тарелках и не увлекалась механически паром. Обычно принимают диаметр отверстий ситчатых тарелок 0,8-3 мм.
Очистка, промывка и ремонт ситчатых тарелок проводятся относительно удобно и легко.
Но есть и минусы. Ситчатые колонны эффективно работают только при определенных скоростях ректификации, и регулирование режима их работы. При значительных нагрузках потеря напора довольно большая. Кроме того, как указывалось ранее, тарелки должны быть расположены строго горизонтально, т.к. иначе газ (пар) будет проходить через часть отверстий, не соприкасаясь с жидкостью. А в случае внезапного прекращения поступления газа (пара) или значительно снижения его давления тарелки ситчатой колонны полностью опоражниваются от жидкости, и для достижения заданного режима процесса требуется вновь пустить колонну.
Чувствительность к колебаниям нагрузки, а также загрязнениям и осадкам, которые быстро забивают отверстия тарелки, ограничивают область использования ситчатых колонн. Но для ректификации спирта и жидкого воздуха (кислородные установки), главным образом применяют именно их.
Для повышения эффективности ситчатых тарелок увеличивают длительность контакта между жидкостью и газом (паром), например, принудительным круговым движением жидкости на тарелке при одинаковом направлении её движения на всех тарелках колонны.
4. Расчёт ректификационной колонны
4.1 Исходные данные
Производительность: GF = 6000 дал/сут = 0,55кг/с;
Смесьпаров: этиловый спирт -вода;
Массовая концентрация по летучему компоненту:
Исходная смесь: xF = 0,48 масс.долей;
дистиллят: xD = 0,80 масс.долей;
кубовый остаток: xW = 0,064 масс.долей;
Давление греющего пара: р0 = 3,4атм.
Принимаем:
начальная температура исходной смеси: tнач =18оС;
конечную температуру дистиллята и кубового остатка: tкон = 25оС;
начальная температура охлаждающей воды: tн.в. = 20оС;
конечная температура охлаждающей воды: tк.в. = 40оС;
4.2 Материальный баланс
Рассчитываем материальный баланс ректификационной колонны непрерывного действия:
GF = GD + GW GFxF = GDxD + GWxW (7)
гдеGF, GD, GW - массовые расходы питания (исходной смеси), дистиллята и кубового остатка соответственно,кг/с.
Подставляя известные величины, определяем массовые расходы дистиллята и кубового остатка:
GD + GW = 0,55
GD•0,80 + GW•0,06 = 0,55•0,48
GD = 0,55 - GW
(0,55- GW ) •0,80+ GW •0,064=0,55•0,48
0,44-0,8•GW +0,064•GW=0,264
0,74•GW=0,176
GW=0,238
GD = 0,312 кг/с
Для дальнейших расч?тов выразим концентрации питания, дистиллята и кубового остатка в мольных долях.
- питание:
XF= (xF/ Мс) / (xF/ Mc+(100 - xF) / MB(8)
XF = (48/46) / (48/46 + (100 - 48)/18) = 0,26;
дистиллят:
XD = (xD/ Мс) / (xD/ Mc+(100 - xD) / MB(9)
XD = (80/46) / (80/46 + (100 - 80) /18) = 0,61;
Кубовый остаток:
XW = (xW/ Мс) / (xW/ Mc+(100 - xW) / MB(10)
XW = (6/46) / (6/46 + (100 - 6) /18) = 0,024;
где Мс - мольная масса этилового спирта, равная 46 г/моль;
Мв - мольная масса воды, равная 18 г/моль.
Рассчитываем относительный мольный расход питания:
F = (XD - XW) / (XF - XW) (11)
F= (0,61 - 0,024) / (0,26 - 0,024) = 2,483
Определяем минимальное число флегмы:
Rмин = (XD - Y*F) / (Y*F - XF) (12)
Rмин = (0,61 - 0,461) / (0,461 - 0,26) = 0,741
где Y* F - мольная доля метанола в паре, равновесном с жидкостью питания, определенная по диаграмме (рис 4) для XF = 0,26 и равная 0,461.
Рис.4. Диаграмма равновесия Y* - X для определения мольной доли метанола в паре, равновесном с жидкостью.
Рассчитываем рабочее число флегмы:
R = 1,3•Rмин + 0,3 (13)
R = 1,3•0,741 + 0,3 = 0,522
Составляем уравнения рабочих линий.
- для верхней части колонны:
Y = R/(R+1)X + XD/(R+1) (14)
Y = 0,343•X + 0,400
- для нижней части колонны:
Y = [(R+F)/(R+1)]X - [(F-1)/(R+1)]XW (15)
Y = 1,974•X - 0,023
4.3 Определение скорости пара и диаметра колонны
Рассчитываем средние концентрации жидкости.
для верхней части колонны:
X'cp = (XF + XD)/2 (16)
X'cp = (0,26 + 0,61)/2 = 0,435
для нижней части колонны:
X''cp = (XF + XW)/2 (17)
X''cp = (0,26 + 0,024)/2 = 0,142
Определяем концентрацию пара по уравнениям рабочих линий.
для верхней части колонны:
Y'cp = 0,343•X'cp + 0,400 = 0,343•0,435 + 0,400 = 0,549
для нижней части колонны:
Y''cp = 1,974•X''cp - 0,023 = 1,974•0,142 + 0,023 = 0,303
Определяем среднюю температуру жидкости по диаграмме (рис 5):
Рис.5. Диаграмма равновесия t - x,y для определения средних температур жидкости в верхней и нижней частях колонны.
При X'cp = 0,435 средняя температура в верхней части колонны:
t'cp.ж. = 81 оС;
При X''cp = 0,142 средняя температура в нижней части колонны:
t''cp.ж. = 89,3 оС
Определяем среднюю температуру пара по диаграмме (рис 6):
Рис.6. Диаграмма равновесия t - x,y для определения средних температур пара в верхней и нижней частях колонны.
При Y'cp = 0,549средняя температура в верхней части колонны:
t'cp.п. = 84,4 оС;
При Y''cp = 0,303средняя температура в нижней части колонны:
t''cp.п. = 94,8 оС
Так как в нашем случае в аппарате большой производительности (GF = 1,98т/ч) при атмосферном давлении ректификации подвергается смесь жидкостей этанол - вода, не содержащая взвешенные частицы, выбираем для осуществления процесса ситчатые тарелки [3]. По справочным данным [3] принимаем расстояние между тарелками h = 500 мм.
4.4 Определение числа тарелок и высоты колонны
По диаграмме (рис 7) определяем число ступеней изменения концентрации:
Y*, %
X, %
Рис.7. Диаграмма равновесия Y* - X
для определения ступеней изменения концентрации в верхней и нижней частях колонны.
По диаграмме (рис 8) определяем значение среднего к.п.д. тарелок: При б'?м'см. = 2,142•0,365 = 0,782 средний к.п.д. в верхней части колонны:
з
б?м
Рис. 8. Диаграмма для определения приближенного к.п.д. тарелок
з'гр = 0,494;
При б''?м''см. = 1,933•0,306 = 0,591 средний к.п.д. в верхней части колонны:
з''гр = 0,521;
Определяем длину пути жидкости на тарелке:
l = D - 2•b = 1,8 - 2•0,364 = 1,072 м,
где b - расстояние от края тарелки до площади, занимаемой отверстиями, равное:
(L / 2)2 + (Rm - b)2 = R2m(20)
где Rт - радиус тарелки, равный половине диаметра аппарата, м.
По рис.9 определяем значение поправки на длину пути: Д = 0,039.
Д
l, м
Рис.9. Зависимость поправки Д от длины пути жидкости на тарелке l.
Рассчитываем средний к.п.д. тарелок.
в верхней частиколонны:
з' = з'гр•(1+ Д) = 0,494•(1+0,039) = 0,457
в нижней частиколонны:
з'' = з''гр•(1+ Д) = 0,521•(1+0,039) = 0,52
Тогда общее число тарелок n = 15, с запасом nз = 18, из них в верхней части колонны n'з = 9 и в нижней части колонны n''з = 9. Рассчитываем высоту тарельчатой части колонны:
НТ = (nз - 1)•h = (18 - 1)•0,5 = 8,5 м
Рассчитываем высоту укрепляющей части колонны:
НУ = (n'з - 1)•h = (9 -1 )•0,5 = 4 м
Рассчитываем высоту исчерпывающей части колонны:
НИ = (n''з - 1)•h = (9 - 1)•0,5 = 4 м
Определяем общее гидравлическое сопротивление тарелок:
ДР = ДР'• n'з + ДР''• n''з = 458,407•9 + 389,909•9 = 7634,844 Па ? 0,078 кгс/см2
4.5 Тепловой расчет установки
По диаграмме (рис 10) определяем распределение температур по высоте колонны:
t, оС
x, y, %
Рис. 10. Диаграмма равновесия t - x,y
для определения распределения температур по высоте колонны
Температура вверху колонны при XD=0,61:tв = 79,3 оC
Температура внизу колонны при XW=0,024:tн = 98,9оC
Тепло?мкость воды при температурах от 70 до 90 оС: св = 4190 Дж/(кг•К) Тогда:
сF = XF•cм + (1- XF)•cв = 0 ,115•3347,81 + (1-0,115)•4190 = 4093,148 Дж/(кг•К)
Рассчитываем расход теплоты, получаемой в кубе - испарителе от греющего пара:
Qk = QD + GD•cD•tв + GW•cW•tн - GF•cF•tсм + Qпот,
где Qпот - тепловые потери, принимаемые в размере 3 % от полезно затрачиваемой теплоты [5].
Qk = 1,03•(7256995+2,713•3279,39•79,3+6,176•4231,9•98,9-8,889•4093,148•85,7)
Qk = 7650617 Вт
Выводы
На основе материального расчета рассчитаны материальные потоки в колонне и определен диаметр ректификационной колонны - 600 мм. Найдено оптимальное флегмовое число R = 1,8. Рассчитано действительное число тарелок: 6 в верхней и 12 в нижней части колонны. Проведён тепловой расчета.
Заключение
В данной курсовой работе рассмотрены основы процесса ректификации, Согласно заданию на курсовую работу, в котором указаны компоненты бинарной смеси: этанол-вода, выбрана колонна с ситчатыми тарелками, и проведен её расчет по исходным данным, указанным в задании. Выполнен материальный и тепловой балансы, определены основные размеры аппарата и подобраны нормализованные конструктивные элементы.
Для расчетов была выбрана колонна с ситчатыми тарелками, так как они наилучшим образом подходят для проведения разделения незагрязненных жидкостей с постоянной нагрузкой.
Список используемых источников
спирт меласса ректификация смесь
Заявка 2004109203/13 Российская Федерация, МПК С12Р 7/06. Способ производства этилового спирта из крахмалосодержащего сырья/Поликашин В.Н. (РФ); заявитель ООО "ППФ_ЮСТИС"; пат. поверенный Пилишкина Л.С._№ 0895; заявл. 29.03.2004; опубл. 27.10.2006, Бюл. № 30 _ 34с.: ил.
Заявка: 2010113426/04, Российская федерация, МПК С07С 31/08 C07C 29/74. Способ получения спирта этилового абсолютированного/ Леонтьев В.С. (РФ); заявитель ФГУП "РНЦ "Прикладная химия"; заявл. 06.04.2010; опубл. 10.05.2012 Бюл. № 13 - 144с.: ил.
Основные процессы и аппараты химической технологии, пособие по проектированию под ред. Ю.И. Дытнерского. М., «Химия» 1991 г.
К.Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л., «Химия», 1987 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарной смеси ацетон-вода. Материальный баланс колонны. Скорость пара и диаметр колонны. Гидравлический расчет тарелок, определение их числа и высоты колонны. Тепловой расчет установки.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 02.05.2011Особенности проектирования установки для непрерывной ректификации бинарной смеси метиловый спирт–вода с производительностью 12 т/ч по исходной смеси. Описание технологической схемы процесса, составление материального баланса, тепловой расчет дефлегматора.
курсовая работа [30,7 K], добавлен 17.05.2014Изучение ректификации как процесса многократного частичного испарения жидкости и конденсации паров. Определение параметров и разработка проекта ректификационной тарельчатой колонны с ситчатыми тарелками для разделения смеси бензол - уксусная кислота.
курсовая работа [235,2 K], добавлен 20.08.2011Расчет ректификационной колонны с ситчатыми тарелками для разделения бинарной смеси ацетон – бензол. Определение геометрических параметров колонны, гидравлического сопротивления и тепловых балансов. Расчет вспомогательного оборудования установки.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 16.06.2023Характеристика процесса ректификации. Технологическая схема ректификационной установки для разделения смеси гексан-толуол. Материальный баланс колонны. Гидравлический расчет тарелок. Определение числа тарелок и высоты колонны. Тепловой расчет установки.
курсовая работа [480,1 K], добавлен 17.12.2014Расчет и проектирование колонны ректификации для разделения смеси этанол-вода, поступающей в количестве 10 тонн в час. Материальный баланс. Определение скорости пара и диаметра колонны. Расчёт высоты насадки и расчёт ее гидравлического сопротивления.
курсовая работа [56,3 K], добавлен 17.01.2011Виды мелассы, ее доставка и хранение. Вспомогательные материалы в спиртовом производстве. Подготовка сырья к сбраживанию. Выращивание чистой культуры дрожжей. Особенности перегонки бражки и выхода спирта, его применение в разных областях промышленности.
реферат [29,4 K], добавлен 02.07.2013Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси "вода - уксусная кислота". Технологическая схема и ее описание. Подбор конструкционного материала. Подробный расчет ректификационной колонны и холодильника дистиллята.
курсовая работа [738,6 K], добавлен 23.03.2015Материальный баланс процесса ректификации. Расчет флегмового числа, скорость пара и диаметр колонны. Тепловой расчет ректификационной колонны. Расчет оборудования: кипятильник, дефлегматор, холодильники, подогреватель. Расчет диаметра трубопроводов.
курсовая работа [161,5 K], добавлен 02.07.2011Сущность процесса ректификации. Проектирование ректификационной установки с тарельчатой колонной непрерывного действия метиловый спирт–вода. Расчет расхода кубового остатка и дистиллята, и габаритных размеров колонны. Подбор вспомогательного оборудования.
курсовая работа [629,4 K], добавлен 14.11.2012Технологическая схема колонны ректификационной установки, определение рабочего флегмового числа, скорости пара и размеров колпачков. Вычисление патрубков, штуцеров и гидравлического сопротивления устройства для разделения смеси ацетон-метиловый спирт.
курсовая работа [303,2 K], добавлен 23.04.2011Технологическая схема тарельчатой ситчатой ректификационной колонны. Свойства рабочих сред. Материальный баланс, определение рабочего флегмового числа. Расчет гидравлического сопротивления насадки. Тепловой расчет установки, холодильника дистиллята.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.09.2014Расчет и подбор кипятильник ректификационной установки и его тепловой изоляции. Особенности процесса ректификации, описание его технологической схемы. Схема конструкции аппарата. Выбор оптимального испарителя, расчет толщины его тепловой изоляции.
курсовая работа [409,8 K], добавлен 04.01.2014Описание действия установки для разделения бинарной смеси этанол - вода. Составление и описание технологической схемы ректификационной установки, расчет основного аппарата (колонны), подбор вспомогательного оборудования (трубопроводов и обогревателя).
курсовая работа [480,7 K], добавлен 08.06.2015Технологическая схема ректификационной установки для разделения смеси вода – уксусная кислота. Физико-химические характеристики продукта. Определение скорости пара и диаметра колонны. Технологический расчет аппарата. Физические свойства уксусной кислоты.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 17.02.2015Понятие и технологическая схема процесса ректификации, назначение ректификационных колонн. Расчет ректификационной колонны непрерывного действия для разделения смеси бензол-толуол с определением основных геометрических размеров колонного аппарата.
курсовая работа [250,6 K], добавлен 17.01.2011Процесс ректификации. Технологическая схема ректификационной установки для разделения смеси диоксан–толуол. Расчет параметров дополнительных аппаратов для тарельчатой колонны. Выбор конструкционных материалов, расчет теплового и материального баланса.
курсовая работа [461,0 K], добавлен 30.11.2010Материальный баланс колонны ректификационной установки. Построение диаграммы фазового равновесия. Число теоретических тарелок колонны, расход пара и флегмы в колонне. Внутренние материальные потоки. Расчет площади поверхности кипятильника и дефлегматора.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 11.05.2015Гидравлический и тепловой расчет массообменного аппарата. Определение необходимой концентрации смеси, дистиллята и кубового остатка. Материальный баланс процесса ректификации. Расчет диаметра колонны, средней концентрации толуола в паре и жидкости.
курсовая работа [171,0 K], добавлен 27.06.2016Понятие процесса ректификации. Расчет материального баланса процесса. Определение минимального флегмового числа. Конструктивный расчёт ректификационной колонны. Определение геометрических характеристик трубопровода. Технологическая схема ректификации.
курсовая работа [272,4 K], добавлен 03.01.2010