Калошин Ю.А. Оборудование отрасли. Технологическое оборудование отрасли (оборудование жироперерабатывающих предприятий). Часть II - файл n1.doc

Калошин Ю.А. Оборудование отрасли. Технологическое оборудование отрасли (оборудование жироперерабатывающих предприятий). Часть II
Скачать все файлы (393.5 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc394kb.10.01.2014 23:49скачать

n1.doc

  1   2   3   4


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ

(образован в 1953 году)

__________________________________________________________

Кафедра «Пищевые машины»



Дистанционное Пищ. маш. – 11.22.1706. зчн. плн.

обучение Пищ. маш. 11.22.1706. зчн. скр.

Пищ. маш. – 11.22.2707. зчн. плн.

Пищ. маш. – 11.22.2707. зчн. скр.

Ю.А. Калошин

Оборудование отрасли.

Технологическое оборудование отрасли

(оборудование жироперерабатывающих

предприятий).

Часть II.




Учебно-практическое пособие предназначено

для студентов факультета Технологический менеджмент

5 полного и 3 сокращенного курсов специальности 2707

и факультета Управления и информатизации

4, 5 полного и 3, 4 сокращенного курсов специальности 1706





www.msta.ru

4257

Москва – 2004 г.

УДК 664. 3

К 17



 Калошин Ю.А. Оборудование отрасли. Технологическое оборудование отрасли (оборудование жироперерабатывающих предприятий). Часть II.

Учебно-практическое пособие. – М, МГУТУ, 2004г.


В учебно-практическом пособии кандидата технических наук, профессора Ю.А. Калошина в кратком системном виде изложено содержание дисциплины «Оборудование отрасли. Технологическое оборудование отрасли (оборудование жироперерабатывающих предприятий). Часть II.». Рассмотрены машины и аппараты, входящие в поточные линии производства.

После каждой темы даны вопросы и тесты, позволяющие контролировать степень усвоения материала. Указан перечень лабораторных работ, проводимых по данной специальности.


Пособие предназначено для студентов факультета Технологический менеджмент 5 полного, 3 сокращенного курсов специальности и факультета Управления и информатизации 4, 5 полного и 3, 4 сокращенного курсов специальности 1706.

Автор: Калошин Юрий Аркадьевич


Рецензенты: заведующий кафедрой «Процессы и аппараты» МГУПП, д.т.н., профессор Плаксин Ю.М.

Заведующий кафедрой «Технология жиров и биоорганического синтеза» МГУПП, доцент, к.т.н. Левинская С.А.

Редактор: Свешникова Н.И.
ISBN

© Московский государственный университет технологий и управления, 2004

109004, Москва, Земляной вал, 73

Содержание
Глава 4. Оборудование для расщепления жиров, производства глицерина и жирных кислот………………………………………………………………….4

4.1. Оборудование для расщепления жиров…………………………………....4

4.2. Оборудование для получения технического глицерина……………….….8

4.3. Оборудование для получения глицерина высших сортов…………….…11

4.4. Оборудование для дистилляции и ректификации жирных кислот……..14

Вопросы для самопроверки по теме…………………………………………...22

Тесты по теме……………………………………………………………………23
Глава 5. Оборудование для производства мыла………………………..……23

5.1. Оборудование для варки мыльной основы……………………………….25

5.2. Оборудование для охлаждения, кристаллизации и сушки мыла………..30

5.3. Оборудование для механической обработки мыла………………………31

5.4. Оборудование для резки мыла…………………………………………….36

5.5. Оборудование для штамповки мыла………………………………...……37

5.6. Оборудование для завертки, укладки и упаковки мыла……………..….40

Вопросы для самопроверки по теме…………………………………………..44

Тесты по теме………………………………………………………………..….45
Правильные ответы на тесты по главам……………………………………….50

Тесты по дисциплине……………………………………………………….…. 50

Список использованной литературы…………………………………………..50


Глава 4. Оборудование для расщепления жиров, производства глицерина и жирных кислот

Расщепление жиров и растительных масел производится с целью получения глицерина и жирных кислот, широко применяемых в различных отраслях народного хозяйства.

Для производства мыла, стеарина, олеина, высших жирных спиртов в производстве моющих средств, алкидных и галифталевых смол в лакокрасочной промышленности и для многих других технических целей применяются жирные кислоты.

Для производства пластических масс (эпоксидные и полиамидные смолы, полиэтилен и пр.), специальных лаков и красок, пищевых (производство моно- и диглицеридов), парфюмерно-косметических и фармацевтических продуктов применяется глицерин. В косметической промышленности глицерин используют в качестве добавки для кремов, помады и других средств, в парфюмерной – как вспомогательное средство при экстракции эфирных масел.

Глицерин широко применяется и в других областях: при изготовлении тканей, специальных сортов бумаги, резины; для получения копировальных чернил и печатной краски; для смазки часов и машин; для консервирования анатомических препаратов; в производстве клея и желатина; в фотографии; в оборонной промышленности и т.д.

Поэтому потребность в продуктах расщепления жира всегда ощутима. Несмотря на освоение производства жирных синтетических кислот и глицерина.
4.1. Оборудование для расщепления жиров

На большинстве предприятий нашей страны, вырабатывающих глицерин и жирные кислоты, гидролиз жиров проводят безреактивным методом, что обусловлено более высоким качеством получаемого глицерина и снижением потерь его в процессе производства.

При воздействии воды с жиром происходит гидролитическое расщепление последних. На практике этот процесс носит название гидролиза (омыления) или расщепления жира. Конечный результат гидролиза триглицеридов может быть выражен уравнением реакции.

С2Н5(СООR)3+H2O?3RCOOH+C3H5(OH)3

Триглицериды F+вода W ? жирные кислоты G + глицерин S

Известны следующие методы гидролиза жира:

Наиболее прогрессивным и распространенным с точки зрения качества получаемых продуктов, а также глубины расщепления является высокотемпературный гидролиз. Остальные методы самостоятельного значения в настоящее время не имеют, и их аппаратурное оформление не рассматривается.

МАС безреактивного, высокотемпературного расщепления жиров в автоклавах приведена на [3, с. 260, рис. 136]. Жиры со сливной станции или из цеховых емкостей подаются на весы 1, после чего через воронку 2 сливаются в емкость 3, установленную над дозаторами и предназначенную для хранения запаса жиров, обеспечивающих бесперебойную работу автоклавного отделения.

Из емкости 3 в соответствии с графиком работы автоклавов жиры насосами 4 подаются в мерники 14. Подача конденсата и второй глицериновой воды осуществляется через мерники 15. Из мерников 14 и 15 компоненты, участвующие в процессе расщепления, насосом высокого давления 5 подаются в автоклав 13. Перемешивание реакционной массы в автоклаве осуществляется острым паром, подаваемым под давлением 2,5МПа.

По окончании первой фазы расщепления и отстоя глицериновая вода выдавливается из автоклава через понизитель давления в теплообменник 12, снабженный тремя змеевиками, один из которых предназначен для пропускания глицериновой воды, другой – для жирных кислот, третий – для пролетного пара.

За счет собственного тепла продуктов, проходящий через змеевики, происходит предварительное упаривание глицериновой воды в теплообменнике.

К жирным кислотам, оставшимся в автоклаве после выдавливания глицериновой воды, добавляется из мерника 14 конденсат, после чего начинается вторая фаза расщепления.

По завершении гидролиза продукты расщепления разделяются отстаиванием, а глицериновая вода выдавливается по указанной выше схеме в теплообменник 12.

Жирные кислоты после выдавливания через сепаратор и змеевики теплообменника подаются в отстойники 8, где промываются и далее передаются на мыловарение, дистилляцию или в цеховые приемные емкости.

Глицериновая вода после частичного концентрирования из теплообменника 12 поступает в ловушку 10 для отделения остатков жирных кислот и недорасщепленных жиров и за тем сливается в сборник 9 глицериновых вод.

Отстоявшейся в ловушке и сборниках 9 жир и жирные кислоты перекачиваются в емкость 7, после чего возвращаются на дорасщепление, через мерники 14.

Пролетный пар из автоклавов 13 отводится в змеевик теплообменника 12, где конденсируется, а конденсат спускается в жироловушку 11 и далее в сборник 6 для приема конденсата. Конденсат пролетного пара используется для промывания жирных кислот и для расщепления жиров.

С целью сокращения цикла расщепления подаваемые в автоклав продукты предварительно подогреваются до 90-95оС.

Греющий пар высокого давления пускают в автоклав одновременно с вводом жирового сырья.

При достижении рабочей температуры 225оС и давлении 2,5 МПа через автоклав пропускают пролетный пар, который перемешивает находящиеся в нем жиры и воду. Указанный режим поддерживают в процессе всего цикла расщепления жиров, а расход греющего пара сокращают до 200-400 кг/ч.

В процессе расщепления в пролетным паром уносится до 3% от массы жира, загружаемого в автоклав. В составе пролетного пара содержится до 0,2% глицерина и до 0,5% жирных кислот, поэтому во избежание потерь конденсат возвращается в автоклавы.

Расщепление проводят в две фазы с использованием в первой фазе второй глицериновой воды, т.к. после второй фазы из автоклава выдавливаются только жирные кислоты.

Во второй фазе в автоклав подается конденсат или глицериновая вода, получаемая после промывки жирных кислот содержанием глицерина не более 2%. Глицериновая вода после первой и второй фаз должна содержать соответственно не более 12 и 3 % глицерина.

При колебании давления пара в автоклавах от 2,5 до 2,0 МПа продолжительность полного цикла расщепления увеличивается от 8 до 10 ч. Глубина расщепления в автоклавных установках составляет 93-96%.

МАС непрерывного гидролиза жиров в колонном аппарате показана на [3, с. 262, рис. 137]. В колонну 3 насосами-дозаторами высокого давления 1 и 4 через теплообменники 2 и 5 подают снизу жир, сверху воду. За счет разности плотностей образующейся в процессе гидролиза глицерин, растворяясь в воде, направляется в низ, а жиры и жирные кислоты как более легкие – вверх. При этом почти полностью расщепленный жир в верхней части колонны встречается с потоком чистой воды, которая гидролизует оставшиеся глицериды и вымывает глицерин, растворенный в жирных кислотах, что сводит к минимуму протекание реакции этерификации. Этот факт, а также непрерывное удаление из системы образующихся продуктов реакции обуславливают достижение более высокой глубины гидролиза жира в колонне (98-99%) по сравнению с автоклавами при одинаковом соотношении воды и жира (6:10) в обоих аппаратах.

Процесс гидролиза в колонном аппарате осуществляется при температуре 250-260оС и давления до 5,5 МПа. В этих условиях в результате повышения растворимости воды в жире и повышения степени диссоциации воды скорость реакции омыления жира значительно возрастает по сравнению с автоклавом.

Поскольку скорость встречных потоков жира и воды обусловлена только разницей их плотностей, для достижения максимальной глубины гидролиза необходимо обеспечить достаточное количество времени нахождения жира в колонне. Поэтому аппараты имеют большую высоту (до 21 м) и по всей высоте колонны устанавливаются контактные тарелки 12. Диаметр колонны достигает 1,5 м. В случае подогрева жира и воды до температуры реакции вне колонны, когда вся высота аппарата используется по назначению, высота колонны меньше и равна 15-16 м. Жирные кислоты накапливаются в отстойной камере 6 и через автоматически регулируемый клапан 7 направляются в понизитель давления 8. Аналогично глицериновая вода накапливается в отстойнике 9 и через клапан 10 отводится в понизитель давления 11.

Наиболее современные установки включают аппараты для деаэрации жира и воды перед гидролизом, что обеспечивает получение светлых жирных кислот, по цвету не уступающих исходным жирам.

Установки колонного типа являются экономически и технологически более эффективными, чем автоклавные установки, так как позволяют повысить производительность труда почти на 40% и сокращают расход пара, электроэнергии и воды на 10-15%.
Автоклав для расщепления жиров предназначен для безреактивного, высокотемпературного гидролиза жиров. Он состоит [3, с. 263, рис. 138] из цельного цилиндрического корпуса 1 с эллиптическим крышкой и днищем, изготовленных из кислостойкой стали 12Х18Н10Т, покрытой теплоизоляцией 8. На крышке автоклава вварены люк 4 и ряд штуцеров для входа жиров и конденсата, барботирующего пролетного пара, выхода глицериновой воды и жирных кислот, воздушник для выхода воздуха из автоклава при загрузке, контрольно-измерительные приборы и пробоотборник. В днище имеется штуцер слива 6 и опорные стойки 7. Внутри аппарата установлены три трубы: одна для подвода жира и вывода глицериновой воды 2, вторая 5 для отвода жирных кислот и третий 3 для подвода острого пара.

В зависимости от способа расщепления жиров штуцера автоклава могут различаться своим назначением.

При периодически работающих автоклавах жиры и конденсат подводятся сверху по трубе 2, доходящей до дна. Этаже труба служит для выдавливания первой глицериновой воды. Жирные кислоты после вторичного расщепления выдавливаются вверх по трубе 5, не доходящей до дна на 0,7-0,8 м. Пар давлением 2,5 МПа подается по трубе №, нижний конец которой доходит до дна, барботирует, перемешивая находящийся в аппарате реактивный объем жидкости, и пролетный пар выходит через штуцер на крышке, снабженный подпорной шайбой диаметром 2 мм. Эта шайба служит для создания перепада давления примерно 0,05 МПа (0,5 кгс/см2) между давлениями в пароподводящей трубе и внутри самого аппарата. Это необходимо для перемешивания реагирующих жидкостей за счет барботирующего пара.

Для обеспечения замены или зачистки труб 2, 3, 5, подвергающихся коррозийному воздействию агрессивной кислой среды, их соединения со штуцерами на крышке выполняют разъемными на резьбе или фланцах.

Для отбора проб на крышке автоклава к одному из штуцеров присоединен пробоотборник из кислостойкой стали в виде сосуда вместимостью 0,5-1,0 л, имеющего запорные клапаны на входе и выходе продукта и обогревающую рубашку. Для установления в пробоотборнике атмосферного давления вверху имеется краник.

Техническая характеристика автоклава

Геометрический объем, м3

10

Рабочий объем, м3

8,2

Рабочая температура, оС

225

Рабочее давление, МПа

2,5
  1   2   3   4
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации