Реконструкция цеха по производству глицерина мощностью 100 т/сутки в городе Красноярске

Реконструкция цеха по производству глицерина мощностью 100 т/сутки в городе Красноярске

Содержание

Введение

. Технико-экономическое обоснование

.1 Общая характеристика предприятия

.2 Технико-экономические показатели предприятия

.3 Маркетинговые исследования

.4 Обзор научно-технической информации

.5 Выбор и обоснование технологического процесса

.6 Инженерное обеспечение предприятия

.7 Обеспечение предприятия сырьем, материалами и трудовыми ресурсами

. Технологические решения

.1 Теоретические основы процесса

.2 Описание технологической схемы

.3 Производственная программа

.4 Материальные и тепловые расчеты

.5 Потребность в оборудовании

.5.1 Вакуум-сушильный аппарат и диаэрационный аппарат

.5.2 Расчет расхода воды

.5.3 Расчет расхода пара

.5.4 Ректификационная колонна

.5.5 Определение температуры кипения жирных кислот в кубе

.5.6 Определение числа теоретических тарелок и высоты насадки

.5.7 Парциальный конденсатор

.5.8 Поверхностный холодильник для глицерина

.6 Управление качеством

. Строительные решения

.1 Общие сведения о генеральном плане

.2 Общие сведения и исходные данные для реконструкции цеха

.3 Бытовые помещения

.4 Освещение

.5 Водоснабжение

.6 Горячее водоснабжение

.7 Канализация

.8 Вентиляция и кондеционирование

. Безопасность и экологичность проекта

.1 Основные положения законодательства об охране труда

.2 Общие правила поведения работающих на территории предприятия

.3 Безопасность производственного оборудования и технологических процессов

.4 Меры безопасности при работе с технологическим оборудованием

.5 Правила пожарной безопасности

.6 Санитарно-гигиенические требования

.7 Охрана окружающей среды

. Основные технико-экономические показатели проекта

.1 Определение капитальных затрат на ввод в действие реконструированного предприятия

.2 Производство и реализация продукции

.3 План по труду и заработной плате

.4 Материально-техническое обеспечение

.5 План по себестоимости продукции

.6 Расчет технико-экономических показателей

Заключение

Список использованных источников

Введение

В ближайшие годы одно из первых мест по темпам роста среди отраслей народного хозяйства принадлежит химической промышленности и особенно органическому синтезу. В связи с этим, отдельные отрасли химической промышленности предъявляют требования на повышенные количества некоторых продуктов масложировой промышленности. Так, в вырабатываемые промышленностью пластификаторы, детергенты, синтетический каучук, ударопрочный полистирол, химические волокна и другие продукты синтеза в качестве исходного сырья входят различные количества естественных индивидуальных жирных кислот и высших жирных спиртов. Разделение смеси природных жирных кислот и высших спиртов на индивидуальные компоненты эффективно осуществляется методом ректификации в аппаратах колонного типа.

Гидролиз жиров и растительных масел проводится с целью получения глицерина и жирных кислот.

Глицерин имеет важное значение для различных отраслей промышленности, что подтверждается непрерывным ростом его потребления. Он, в частности, находит широкое применение в производстве целлофана, алкидных смол, взрывчатых веществ, пластмасс, косметических изделий, медицинских препаратов, укупорочных изделий, сальниковых уплотнений, в табачной, текстильной и во многих других отраслях промышленности.

В настоящее время заводы производят разные сорта глицерина: динамитный, химически чистый, текстильный и технический.

Глицерин получают из жиров, «расщепляя» их. Расщепление жиров с целью извлечения из них глицерина связано главным образом с производством мыла. Задачей в этом случае, кроме утилизации глицерина, является получение свободных жирных кислот, что позволяет использовать для варки мыла в основном кальцинированную соду, стоимость которой намного ниже каустической соды.

К расщеплению жиров прибегают при получении стеарина, олеина и жирных кислот, используемых и для других технических целей.

Жирные кислоты, чаще всего в виде их эфиров (бутиловых или метиловых) применяют для получения высших жирных спиртов. Жирные кислоты используют в производстве алкидных и глифталевых смол, алифатических аминов и для многих других назначений.

1. Технико-экономическое обоснование

Технико-экономическое обоснование - это документ, который разрабатывается для вновь создаваемых и реконструируемых предприятий и подтверждает экономичность проектирования и работы будущего предприятия. В процессе ТЭО устанавливается производственная мощность предприятия, потребности его в материалах, сырье, уточняется место размещения нового предприятия, решаются транспортные вопросы, определяется себестоимость продукции и общие затраты на ее производство, необходимые капитальные вложения и их экономическая эффективность. От качества ТЭО зависит не только решение кратковременных проблем, связанных с капитальным строительством и вооружением завода новой техникой, но и эффективность его дальнейшей деятельности - его будущее как производителя.

1.1   Общая характеристика предприятия

При выборе места строительства учитывается географическое положение, наличие полезных ископаемых, рельеф, климатические условия. Важным фактором является также наличие водоемов для обеспечения непрерывного подвода воды, сырья, путей сообщения для безопасной, экологичной и дешевой доставки этого сырья и других полуфабрикатов от поставщиков, а также отгрузки готовой продукции, развитой инфраструктуры, достаточная энергетическая база. Необходимо отметить также важность хорошо развитой научной базы для подготовки специалистов в данном производстве и наличия возможности выбора рабочей силы с учетом технологических особенностей и параметров данного процесса. Учитывая все вышеперечисленные факторы, выбираем для строительства производства для ректификации жирных кислот г. Красноярск, как крупный научно-технический, учебно-производственный и сырьевой пункт.

Красноярск - столица Красноярского края.

Город связан железнодорожными, водными, автомобильными путями с районами - поставщиками и потребителями. Цех по расщеплению жиров предполагается расположить в непосредственной близости от железнодорожного узла, что значительно облегчит доставку сырья и материалов для перевоза в железнодорожных вагонах и цистернах.

Достаточна и энергетическая база. Электропитание планируется провести из систем электроснабжения сети «Красэнерго».

Вода в цехе используется для технологических целей: в теплообменниках, для промывки оборудования. Источником воды является река Енисей.

Производство расположено в плотнонаселенном районе Красноярского края - городе Красноярске, что обеспечит стабильный приток рабочей силы.

В Красноярске имеется ряд учебных заведений, готовящих производственные кадры.

Инженерные кадры готовятся в КрасГАУ.

Однако, учитывая экологическую ситуацию, в том числе повышенную фоновую концентрацию вредных веществ в атмосфере, строительство нового химического предприятия на территории края допустимо лишь при совершенствовании установок для обезвреживания отходов производства и сведения этих отходов к минимальному количеству.

Проектом предусмотрена очистка сточных вод базового производства с целью охраны окружающей среды.

Основная часть продукции будет реализовываться в городе Красноярске, а так же во многих районах Красноярского края. С введением новых технологий в производство, реализация продукции увеличится, что дает расширить рынок сбыта в дальнейшем.

Цех предназначен для расщепления жиров мощностью 100 тонн в сутки. Цех работает в три смены при 8 часовом рабочем дне.

1.2   Технико-экономические показатели предприятия

Глицерин имеет важное значение для различных отраслей промышленности, что подтверждается непрерывным ростом его потребления. Он находит широкое применение в производстве целлофана, алкидных смол, взрывчатых веществ, пластмасс, косметических изделий, медицинских препаратов, укупорочных изделий, сальниковых уплотнений, в табачной, текстильной и во многих других отраслях промышленности.

В настоящее время заводы производят разные сорта глицерина: динамитный, химически чистый, текстильный и технический.

Сегодня совершенно ясно, что сложившаяся в народном хозяйстве тенденция к ужесточению требований по ассортименту и качеству с каждым годом будет возрастать.

Получение продукции, соответствующей современным требованиям возможно только при реконструкции или создании новых цехов, использующих современное оборудование, применяющих контроль качества продукции на всех этапах производства.

Так как производство глицерина и жирных кислот основано на использовании отходов масложировой промышленности, проект цеха по расщеплению жирных кислот и получение готовой продукции, с возрастающим спросом представляется экономически целесообразным.

С точки зрения изыскания резервов для нашего производства целесообразно рассмотреть удельный расход сырья и химических реагентов.

Основным сырьем для предприятия являются растительный жир. С введением в производство новых технологий и сроков хранения реализация продукции будет увеличиваться, что даст возможность расширить рынок сбыта.

При выработке планируется достигнуть снижения удельного расхода основного вида сырья за счет внедрения современного оборудования.

В цехе планируется производить 10,7 т/сутки глицерина. В году 265 рабочих суток, 265 раб. суток • 10,7 тонны = 3300 т/год.

Прогнозируя долю конкурентов на Красноярском рынке в 15-20%, можно с уверенностью констатировать благоприятные условия для сбытовой деятельности цеха на длительную перспективу.

1.3   Маркетинговые исследования

Маркетинговые исследования показали, что спрос на глицерин высок, так как он является основным сырьем в производстве мыла, косметики, лаков, красок, ПАВ и многих других товаров и продуктов, определяющих уровень жизни и благосостояния людей.

В 2007 году в России общие объемы производства составляли 5 393 тонн. В 2008 году, при наступлении кризиса объемы стали падать, в 2008 году составили 4 714 тонн. В 2010 году были достигнуты докризисные показатели. Рост производства произошел как за счет ввода новых мощностей, так и за счет реконструкции и расширения действующих производств. По статистическим данным 2009 -2010 года одной из крупнейших компаний ОАО "Нэфис Косметикс" - Казанский химический комбинат имени М. Вахитова увеличил объемы собственного производства с 1 512 тонн до 1 679. Санкт- Петербургские компании (ОАО "Невская косметика" и ЗАО "Аист") увеличили производство с 1452 тонн в 2009 году до 1488 тонн в 2010. "Жировой комбинат" Свердловской области в 2009 гоу производил 108 тонн технического глицерина, его объемы к 2010 году увеличились до 240 тонн. И лишь московской компании ОАО "СВОБОДА" не удалось в 2010 году увеличить объемы, они составили 605 тонн, тогда, как в 2009 году были равны 683 тонны.

Увеличение использования мощностей объясняется главным образом за счет ввода и освоения новых цехов.

Анализируя основные технико-экономические показатели работы предприятий, можно сделать вывод, что на каждом предприятии имеются резервы повышения экономической эффективности их работы.

Так, себестоимость производства 1 глицерина фракции довольно значительно отличается по предприятиям.

Средняя цена глицерина 99,5% за тонну составит 35000 тысяч рублей. В городе Красноярске спрос на жирные кислоты превышает предложение, поэтому строительство нового завода будет экономически обосновано.

1.4   Обзор научно-технической информации

Развитие производства синтетических тканей, пластмасс, специальных смазок, лаков, красок и других материалов вызвало значительный рост потребности в глицерине и жирных кислотах.

Для целого ряда отраслей промышленности, например, медицинской, пищевой и других, могут использоваться только высококачественные продукты гидролиза жиров, поэтому одной из основных задач является разработка способов и процессов гидролиза, позволяющих получать глубоко очищенный глицерин и жирные кислоты, удовлетворяющие требованиям мировых стандартов.

Реакция гидролиза жиров впервые была применена более 150 лет назад для производства жирных кислот стеарина. Увеличение потребности в стеариновых свечах требовало расширения действующих предприятий и организации новых заводов с применением гидролитического способа расщепления жиров.

С 1911 г. по предложению Т.С. Петрова в технике гидролиза стали применять сульфонефтяные кислоты. Такой метод гидролиза получил название контактного, а реактив, ускоряющий процесс, - контакт Петрова.

В последние десятилетия, в соответствии с рекомендациями М.В. Иродова, П.Н. Чукова, докт. техн. наук П.В. Науменко, отечественные предприятия стали переводить процесс гидролиза жиров на безреактивный метод в автоклавах под давлением 2,0-2,5 МПа и при температуре 210-225 °С.

За рубежом применяется непрерывный метод гидролиза в аппаратах колонного типа. Процесс ведется под давлением до 6 -6,5 МПа.

1.5   Выбор и обоснование технологического процесса

В настоящее время 75% всех перерабатываемых в нашей стране жиров расщепляется безреактивным способом, 18% - с применением контакта Петрова и около 7% - путем переработки подмыльных щелоков.

При расщеплении жиров различными методами (при прочих равных условиях) безреактивное расщепление позволяет получать глицерин, имеющий лучшие показатели качества. Более современным методам безреактивного расщепления, которые позволяют получать выход глицерина 10,5-10,6%, в то время как при контактном способе эта величина не превышает 9,5-9,8%.

В целом качество глицерина зависит от способа расщепления, вида жиров, содержания в них органических и неорганических соединений и т. д.

Кроме того, при безреактивном методе гидролиза значительно сокращаются производственные площади, уменьшается продолжительность процесса и расход пара, улучшается качество жирных кислот и глицерина. В целом технико-экономические показатели при расщеплении жиров безреактивным способом на 15-20% выше, чем при контактном.

1.6   Инженерное обеспечение предприятия

Основным источником водоснабжения данного цеха будет являться водозаборное сооружение реки Енисей, а также родниковые и природные источники.

Сточные воды будут направляться в систему канализации в городскую сеть. В дальнейшем на предприятии планируется применение системы оборотного водоснабжения, ввод в действие современных очистительных сооружений.

Необходимо бережно относится к окружающей среде и на деле заботиться о ней, поэтому будет ежегодно разрабатываться план по защите окружающей среды.

Электроснабжение планируется осуществлять кабельными линиями от ЛЭП, распределение электроэнергии к электроприемникам - от шкафов и щитков.

1.7   Обеспечение предприятия сырьем, материалами и трудовыми ресурсами

Сырье для производства будет приобретаться у отечественных поставщиков. Ближайшие ОАО «Новосибирский жировой комбинат» и ОАО, ОАО Иркутский масложиркомбинат.

Рассчитывая на успех в конкуренции, можно полагаться на поддержку местного потребителя. Есть все основания полагать, что сегодня при одинаковом уровне качества, цена на продукт будет ниже.

Снабжение цеха вспомогательными материалами и моющими средствами будет осуществляться из Красноярска, с оптовых баз города.

Изготовление упаковочного материала будет производиться на заказ.

Для привлечения кадров будут заключаться договора со спецучреждениями, в том числе инженерно - технические работники будут набираться из числа студентов окончивших КрасГАУ (специальность технология жиров эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов).

2. Технологические решения

.1 Теоретические основы процесса

При взаимодействии воды с жирами происходи гидролитическое расщепление последних. На практике этот процесс носит название омыления, гидролиза или расщепления жиров. Реакция протекает с образованием жирных кислот и глицерина, которые являются составляющими глицеридов.

Вода в условиях реакции диссоциирует на ионы водорода и гидроксила, которые присоединяются, соответственно, к кислотному и спиртовому остаткам. В результате реакции образуются три молекулы жирных кислот и одна молекула глицерина.

На практике гидролиз жиров протекает с образованием промежуточных продуктов - ди- и моноглицеридов.

В первой стадии идет взаимодействие триглицерида с одной молекулой воды:

C₃H₅(OCOR)₃ + Н₂0 ßà C₃H₅OH(OCOR)₂ + RCOOH

Образовавшийся диглицерид при взаимодействии с молекулой воды переходит в моноглицерид. При этом образуется вторая молекула жирной кислоты:

C₃H₅OH(OCOR)₂ + Н₂0 ßà C₃H₅(OH)₂OCOR + RCOOH

На последней стадии взаимодействие моноглицерида с водой приводит к получению глицерина с образованием третьей молекулы жирной кислоты:

C₃H₅(OH)₂OCOR + Н₂0 ßà С₃Н₅(ОИ)₃ + RCOOH.

Реакция омыления жиров, по данным проф. Б. Н. Тютюнникова, в основном протекает на поверхности соприкосновения двух фаз и скорость реакции тем больше, чем больше поверхность соприкосновения.

Механизм гидролиза жиров представляется в такой последовательности. В первой стадии процесс протекает в гетерогенной системе, на границах раздела водной и жировой фаз, когда молекулы глицеридов ориентированно расположены на поверхности раздела. В этой стадии в связи с низкой растворимостью триглицеридов в воде процесс гидролиза протекает с малой скоростью.

По мере образования ди- и моноглицеридов, обладающих по сравнению с триглицеридами большей растворимостью в воде за счет дополнительных гидрофильных ОН-групп, скорость гидролиза увеличивается, а процесс образования жирных кислот носит автокаталитический характер. Нарастание скорости реакции омыления продолжается до определенной фазы, когда система приближается к равновесному состоянию. Скорости прямой и обратной реакции, то есть скорости расщепления глицеридов и их синтеза из продуктов реакции становятся равными. Степень гидролиза глицеридов остается неизменной.

Одним из основных условий при расщеплении жиров является достижение максимально возможного выхода жирных кислот и глицерина с промежуточными продуктами. При достижении глубины расщепления 92-95% выход глицерина составляет 97-98% от эквивалентного количества образующихся жирных кислот.

Из таблицы 1 следует, что предел расщепления жиров повышается с увеличением содержания воды в системе: так, например, с повышением количества воды в жире с 10 до 25% глубина расщепления жиров практически возрастает с 57,6 до 95,5%.

Высокотемпературный гидролиз может осуществляться только под давлением, так как температура кипения воды, участвующей в реакции, зависит от давления и увеличивается с его возрастанием.

При расщеплении жиров выделяющийся глицерин, неограниченно растворяясь в воде, способствует увеличению ее растворимости в глицеридах. Поэтому на практике для ускорения процесса расщепления ис пользуют конденсат пролетного пара, содержащий небольшие количества глицерина.

Таблица 1

Зависимость между количеством воды в системе и максимальной глубиной расщепления жиров

Однако содержание глицерина в воде, способствующее интенсификации гидролиза, имеет предел, так как при достижении концентрации, соответствующей равновесному состоянию системы, реакция прекращается

2.2     Описание технологической схемы

Наиболее распространенная принципиальная схема безреактивного расщепления жиров приведена на рис. 14.1. 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 11 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 2,5 МПа.

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, проходящих 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 через сепаратор и змеевики теплообменника подаются в отстойник 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 затем сливается в сборник 9 глицериновых вод.

Отстоявшийся 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.

2.3     Производственная программа

Основным звеном в технологической схеме безреактивного расщепления жиров является автоклав, работающий под давлением. На отечественных предприятиях изготавливаются автоклавы вместимостью от 9,5 до 20 м³.

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

Греющий пар высокого давления пускают в автоклав одновременно с вводом жирового сырья, причем до установления необходимой температуры количество подаваемого сырья в зависимости от вместимости автоклава составляет от 2000 до 3500 кг/ч.

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

В зависимости от глубины расщепления жиров, интенсивности перемешивания содержимого автоклава и степени его заполнения меняется состав пролетного пара. С увеличением времени расщепления растет содержание жирных кислот в пролетном паре, так как происходит процесс дистилляции летучих при данной температуре продуктов.

Таблица 2

Некоторые показатели при расщеплении жира

Сырьем для получения глицерина и жирных кислот служит подсолнечный саломас.

2.4     Материальные и тепловые расчеты

Реакция расщепления жиров протекает по известному химическому уравнению:

С₃Н₅(ОСОR)з + ЗН₂О = ЗRСООН + С₃Н₈0₃.

Триглидерид Вода Жирные к-ты Глицерин

Основываясь на соотношении реагирующих веществ, можно вывести следующие уравнения для расчета выходов жирных кислот и глицерина^321ё и расхода реакционной воды в процентах к массе расщепляемых триглицеридов:

Жк выход жирных кислот;

Гл- выход глицерина;

W- расход реакционной воды;

Мж- молекулярная масса жирных кислот, образующих триглицерид;

Мг- молекулярная масса глицерина, Мг=92;

Мв- молекулярная масса воды; Мв= 18.

Расчет выхода глицерина и жирных кислот при расщеплении подсолнечного саломаса, Мж=282:

Выход глицерина при этом

Соответственно расход реакционной воды

Ниже приведен расчет выходов жирных кислот и глицерина расщеплении 1000 кг (G) технического подсолнечного саломаса, характеризующегося следующими показателями.

Число омыления Ч. о………..….……………………190

Кислотное число К- ч…………………………...……4

Содержание свободных жирных кислот Кн.............2%

Эфирное число Э. ч. = (Ч. о. - К.ч.) ………………186

Содержание жирных кислот Ж_к …………………….95,7%

Расщепление ведут в автоклаве в два периода под давлением 2,5 МПа избыточных.

Глубину расщепления саломаса принимают следующую (по анализу):

после первого периода Р1 = 85%;

после второго периода Р₂ = 95%.

Количество конденсата, подаваемого на второй период расщепления (В_а), равно 300 кг/т.

При расщеплении жиров в результате отщепления глицерина масса жиров и жирных кислот снижается пропорционально количеству триглицеридов, подвергшихся гидролизу. Это снижение зависит от глубины расщепления Р, начальной кислотности жира Кн и теоретического выхода жирных кислот из данного жира Жк. Чтобы определить количество исходного жира, участвующего в реакции, находят переходный коэффициент от расщепленного жира к исходному по уравнению

Состав продуктов реакции рассчитывают отдельно для каждого периода расщепления.

Первый период расщепления. При глубине расщепления по анализу Р\ = 85%, при начальной кислотности Кн = 2% и при теоретическом выходе жирных кислот из подсолнечного саломаса Ж_к = 95,7% переходный коэффициент будет

Количество триглицеридов, вошедших в реакцию, будет равно

Теоретический выход расщепленного жира после первого периода расщепления (без учета моно- и диглицеридов) составит

В том числе:

а) жирные кислоты

б) триглицериды

Теоретический выход глицерина рассчитывают на основании эфирного числа жира Э и глицеринового коэффициента ф (ф=0,0547) по следующему уравнению:

Гл=Эф%.

Так, для нейтрального подсолнечного саломаса с эфирным числом, равным числу омыления Э = ч.о. = 190, теоретический выход глицерина составит Гл=190-0,0547=10,4% (в дальнейшем изложении число омыления обозначено буквой О).

При неполном расщеплении жиров выход глицерина подсчитывают по уравнению

Гл = (Э-Э_р)ф% ,

где Э - Э. ч. исходного саломаса. Э = 186;

Э_р - Э.ч. частично расщепленного жира.

Фактический выход глицерина несколько меньше рассчитанного по этому уравнению за счет образования моно- и диглицеридов. Выход глицерина с учетом образования моно- и диглицеридов подсчитывают по уравнению

Гл = (Э - Э_р)фn%,

или по массе

Эфирное число расщепленного жира после первого периода находят из уравнения

Выход глицерина за первый период расщепления

Количество глицерина, связанного в виде моно- и диглицеридов, после первого периода расщепления можно определить по уравнению

0,0547 (1 - 0,94) = 5,2 кг.

Масса расщепленного жира после первого периода расщепления увеличивается по сравнению с рассчитанным по уравнению за счет содержания в нем моно- и диглицеридов на величину

Окончательный выход расщепленного жира после первого периода будет равен

С_К1 = G_К1 + П₁ = 964+2,2 = 966,2 кг.

Второй период расщепления. Выход расщепленного жира глицерина подсчитывают, пользуясь теми же уравнениями.

Количество триглицеридов, вошедших в реакцию во втором периоде при глубине расщепления Р₂ = 95% составит

Переходный коэффициент от расщепленного жира к исходному будет

Выход расщепленного жира после второго периода

В том числе:

а) жирные кислоты

б) триглицериды

Эфирное число расщепленного жира после второго периода

Выход глицерина за оба периода расщепления жира

В том числе в течение второго периода расщепления

Гл_г = Гл - Гл₁ = 94,8 - 81,7= 13,1 кг.

В приведенном выше уравнении принято, что при глубине расщепления Р₂ =95% п₂= 98% = 0,98.

Количество глицерина, связанного в виде моно- и диглицеридов, после второго периода расщепления находят, как и в предыдущем случае

0,0547(1 -0,98) = 1,9 кг.

Масса расщепленного жира после второго периода расщепления увеличится за счёт содержания в нем моно- и диглицеридов соответственно на 0,8 кг:

Теоретический выход расщепленного жира с учетом содержания в нем моно- и диглицеридов

G’ _К2 = G_К2 + П₂ = 960+0,8 = 960,8 кг

Выход глицерина к массе триглицеридов

Таблица 3

Полученные данные, характеризующие теоретический выход расщепленного жира и глицерина из 1000 кг подсолнечного саломаса

Расчет концентрации глицериновых вод

Первая глицериновая вода. На первый период расщепления жира поступает вторая глицериновая вода в количестве В_Гг =474,4 кг/т массы (веса) расщепляемого жира (расчет см. ниже). В течение первого периода расщепления образуется конденсат при подогреве жира и глицериновой воды до температуры реакции в количестве

в'_к = 152+ 55 = 207 кг/т.

Количество конденсата, образующегося при компенсации тепловых потерь автоклава в течение 4 ч на первом периоде расщепления жира, составит

Из них 5 кг конденсата образуется за счет расхода свежего пара и 14кг - за счет конденсации пролетного острого пара подаваемого в автоклав.

Согласно приведенным выше данным, в течение первого периода расщепления жира выделяется Гл₁ =81,7 кг глицерина. На образование глицерина расход реакционной воды по уравнению (I-4) составляет 58,7% от массы глицерина, или

Количество первой глицериновой воды

В_Г1 =В_Г2++ +Гл1-W₁=474,4+ 207+ 19 +81,7-47,9=734,2 кг

Концентрация первой глицериновой воды при выходе из автоклава

При температуре 225°С в расщепленном жире растворяется примерно 10% воды

вж = G'_К2 ∙ 0,1 = 960,8 . 0,1 = 96 кг

Количество первой глицериновой воды, удаляемой из автоклава, равно

В'_Г1 = В_Г1 - в_ж = 734,2 - 96 = 638,2 кг

Вторая глицериновая вода. На второй период расщепления жира подается свежий конденсат в количестве В_а = 300 кг/т.

Кроме того, при подогреве реагентов перед вторым периодом расщепления жира образуется конденсат в количестве

в_к1=46+97+14=157кг/т

Количество конденсата, образующегося в процессе компенсации тепловых потерь при работе автоклава в течение 2,5 ч, на втором периоде расщепления жира

Из них 2 кг конденсата получают за счет расхода свежего пара и 10кг - за счет конденсации острого пролетного пара. В течение второго периода образуется глицерин в количестве Гл₂=13,1 кг.

Количество реакционной воды, расходуемой на образование глицерина:

Количество второй глицериновой воды

В_г2=В_а+в_к1+в_к2+Гл₂- W₂=300+157+12+13,1-7,7=474,4 кг

Воду, растворенную в жире, в расчет не принимают, так как это количество ее компенсируется глицериновой водой, оставшейся в жире после первого периода расщепления.

Концентрацию второй глицериновой воды определяют следующим образом. С расщепленным жиром уносится на второй период расщепления первая глицериновая вода в количестве вж=96кг/т, концентрацией y1=12,9%. Количество уносимого глицерина

Общее количество глицерина во второй глицериновой воде

Гл_в=Гл₂+Гл_у=13,1+12,4=25,5 кг/т

Концентрация глицерина во второй глицериновой воде

Примерный баланс продуктов реакции, при безреактивном расщеплении 1000 кг саломаса (расчетные данные) сведен в табл. 3.

Баланс продуктов реакции расщепления жиров, приведенный в табл. 3, имеет некоторые условности. Жирные кислоты при выдавливании из автоклава могут увлечь в виде .эмульсии несколько больше глицериновой воды, чем принято в расчете. Эта вода удаляется вместе с глвцеролем при промывке жирных кислот в отстойниках. Первая глицериновая вода в свою очередь может увлечь некоторое количество жира. Этот жир отделяют в жироловушке и возвращают в процесс. Однако эти детали не меняют методики расчета и не влияют на конечные результаты.

Фактический выход жирных кислот несколько ниже теоретического. Некоторое количество кислот удерживается первой глицериновой водой при удалении ее из автоклава. При последующей обработке жирные кислоты (кроме водорастворимых) извлекают почти полностью. Эти возвратные отходы составляют 0,3-0,5% от массы расщепляемого жира. Принято для расчетов в=0,4%=4 кг/т.

Таблица 4

При последующей обработке глицериновой воды (перед выпариванием) известковым молоком жирные кислоты образуют кальциевые мыла по уравнению

КСООН + СаО = (КСОО)₂Са + Н₂0 2∙228 56 494 18

Если принять, что в раствор переходят преимущественно более низкомолекулярные жирные кислоты с условной молекулярной массой 228, а избыток активной извести составляет 3% от теоретического, то расход окиси кальция на каждую тонну расщепляемого жира будет равен

.

Расход продажной извести ,при содержании 67% активной окиси кальция будет

или расход известкового молока с концентрацией окиси кальция 60%

При обработке глицериновой воды известковым молоком образуется 4,3 кг кальциевого мыла, которое передают в мыловаренный цех.

Безвозвратные потери жиров δ при автоклавном безреактивном расщеплении жиров за счет термического разложения их и потерь летучих кислот, уносимых с пролетным паром, и водорастворимых кислот составляют примерно 0,3-0,5%. Принято для расчетов δ = 0,4% =4 кг/т.

Количество расщепленного жира, выгружаемого из автоклава после второго периода расщепления, с учетом безвозвратных потерь (δ) и наличия моно- и диглицеридов составляет

С_Р = G'к2 - (в + δ) = 960,8 - (4+4) = 952,8 кг.

Если расщепленный саломас направляют на варку мыла, то при доомылении оставшихся в нем триглицеридов потери сырья дополнительно при отщеплении глицерина составляют

Следовательно, выход жирных кислот при использовании расщепленного жира для мыловарения составит

G_м= G_р - δ' + в = 952,8 - 2,9 + 4 = 953,9 кг, или 95,39%.

Расчет выхода глицерина

В процессе расщепления жиров и обработки глицериновых вод часть глицерина теряется. По практическим данным жироперерабатывающих заводов, потери глицерина составляют (табл. 5)

Таблица 5

За вычетом потерь выход глицерина составит

Гл_т = Гл ∙ 0,95 = 94,8 ∙0,95 = 90 кг, или 9%

На производстве выход глицерина учитывают в пересчете на технический глицерин сапонификат. По действующему ГОСТу в сапонификате содержится 86% глицерина. Выход относят к количеству триглицеридов, содержащихся в исходном жире.

Произведя соответствующие расчеты, находят возможный выход глицерина сапонификата при расщеплении саломаса в процентах массе триглицеридов (за вычетом 5% потерь):

То же, в процентах к массе расщепленного жира:

.

Расчет расхода воды

В расщепительно-глицеринювом цехе с автоклавным методом расщепления осуществляется замкнутый цикл использования конденсата.

Согласно приведенным данным расход свежего конденсата В_а, вводимого на второй период расщепления, на каждую тонну расщепляемых жиров составляет 300 кг.

Такое количество конденсата можно получить при конденсации пролетного пара, подаваемого в автоклав в процессе расщепления жира, и при конденсации вторичного пара, образующегося в понизителе давления, при прохождении через него жирных кислот.

По расчетным данным, в процессе расщепления жира в автоклав поступает 250 кг/т пролетного пара. Из этого количества при компенсации тепловых потерь конденсируется вара 14 + 10 = 24 кг.

Остальной пар проходит через понизитель, а затем поступает в змеевик аппарата для предварительного упаривания первой глицериновой воды.

Если принять коэффициент использования пролетного пара равным -95%, то конденсата образуется

В_а, = (250 - 24) 0,95 = 215 кг.

Кроме того, при конденсации вторичного пара, образующегося в понизителе давления во время прохождения жирных кислот, будет получено конденсата

В_а2 = в_ж • 0,95 = 96 • 0,95 = 90 кг.

После промывки жирные кислоты удерживают примерно 0,5% влаги:

В_3з = С'_Кг - 0,005 = 960,8• 0,005 = 5 кг.

Отсюда количество конденсата, получаемого в цехе:

В_а = В_а, + В_а2 - В_аз = 215 + 90 - 5 = 300 кг/т.

При отклонениях в режиме работы автоклавов баланс конденсата в расщепительном цехе может измениться, поэтому на заводе устанавливают запасной бак для конденсата, через который принимают конденсат, поступающий из других цехов, или сбрасывают излишний.

Полученные расчетные данные позволяют рассчитать грузооборот расщепительного цеха. Грузооборот расщепительного цеха производительностью 100 т в сутки приведен в таблице 6.

Таблица 6

Рачет расхода пара

Для подогрева жиров и конденсата перед расщеплением и для барботирования в процессе расщепления обычно применяют острый, слегка перегретый (примерно на 10°С) водяной пар давлением 2,5 МПа избыточных.

По теплотехническим таблицам температура водяного пара при таком давлении 225-г-227°С, теплота парообразования r = 438 ккал/кг и теплоемкость с_п = 0,76 ккал/(кг-град).

Полезная теплоотдача такого пара при нагревании жиров и воды до температуры реакции _К = 225°С будет

I = r +с_п • 10 = 438 + (0,76 • 10) = 446 ккал/кг.

Теплоемкость саломаса, необходимую для тепловых расчетов, принимаем по литературным данным.

Для расчетов принимают мощность расщепительного цеха (G), равную 100 т/сутки. Расщепление ведут в автоклавах полной емкостью 10 м³, рабочей загрузкой жира 4 г и 120 кг возвратного уноса его.

Расход пара на технологические нужды цеха безреактивногорасщепления жиров в автоклавах (мощностью 100 т/сутки), рассчитанный по статьям расхода, приведен в табл. 7.

Таблица 7

2.5     Потребность в оборудовании

Для технологических линий проектируемого цеха подбирается серийно-изготавливаемое оборудование, которое наиболее полно соответствует требованиям, предъявляемым к машинам и аппаратам по технико-экономическим показателям производительности оборудования, степени механизации процессов на нем, простоте и безопасности обслуживания, непрерывности работы, величине коэффициента использования производственной мощности, качеству продукции, величине отходов и потерь, габаритным размерам, материалу для изготовления основных деталей.

Необходимая производительность оборудования определяется данными продуктового расчета и должна максимально приближена к расчетной массе обрабатываемого сырья.

При проектировании технологических линий следует, как правило предусматривать установку в цехе комплектно поставляемого оборудования, в том числе импортного, если его приобретение возможно и экономически выгодно.

Предпочтение должно отдаваться машинам и аппаратам непрерывного действия, простым по конструкции, с малыми габаритными размерами и возможно меньшими расходами воды, пара и электроэнергии.

В этом разделе содержатся данные по расчету и подбору необходимых машин и аппаратов: технические характеристики основного и вспомогательного оборудования и транспортных средств. Основанием для подбора оборудования являются результаты продуктовых расчетов, где определено количество сырья поступающих на переработку на отдельные операции технологического процесса, а также технологические требования к выбираемому оборудованию.

Оборудование подбираем в соответствии с принятыми технологическими схемами производства, с таким расчетом, чтобы в цехе было установлено наименьшее число единиц оборудования.

При подборе непрерывно действующего оборудования исходим из часовой выработки и производительности оборудования, при расчете количества единиц периодически действующего оборудования принимаем во внимание характер его работы, способы разгрузки и выгрузки, рабочую емкость и продолжительность цикла работы.

Подобранное и рассчитанное оборудование компонуется в производственном помещении с учетом требований техники безопасности, удобства обслуживания и поточности производства.

Автоклав предназначен для проведения процесса расщепления жиров водой под давлением 23-25 ат избыточных. Он представляет собой сварной цилиндрический аппарат вертикальной конструкции со сферическим дном и крышкой, изготовленный из кислотоупорной стали марки 1Х18Н9Т. Автоклав снабжен двумя трубами для выдавливания из него массы глицериновой воды и расщепленного жира. Одна труба достигает дна автоклава и служит для удаления первой глицериновой воды, другая, находящаяся на некотором расстоянии от дна,- для выдавливания расщепленного жира после второго периода расщепления.

В автоклаве имеется барботер для острого пара, люк и комплект контрольно-измерительных приборов и запорной арматуры. Рабочую емкость аппарата рассчитывают на загрузку (М') 4 т жира. Полный объем автоклава определяют по первому периоду расщепления жира, поскольку загрузка его в этот период большая.

На первый период расщепления в автоклав загружают (М') 4000 кг исходного жира. Кроме того, к исходному жиру добавляют унос, составляющий около 3% от массы жира, загруженного в автоклав.

Общее количество жира на одну загрузку

М = 1,03/М' = 1,03 • 4000 = 4120 кг.

Объем, занимаемый жиром:

V_{ж =}М:р = 4120:778'=5,Зм³, .

где р - плотность жира при 225°С; р = 778 кг/м³.

Количество второй глицериновой воды, остающейся в автоклаве при загрузке в него 4 т жира:

В'_Г2 = 474,4 ∙ 4=1900 кг

где 474,4 - количество второй глицериновой воды, остающейся при расщеплении 1 т жира (см. табл. 3). Количество конденсата, образующегося в течение первого периода расщепления, в_к' + в_к'' = 226 кг/т исходного жира, отсюда

в_к = 226 ∙ 4 = 904 кг.

Растворяется в жире (по данным табл. 3) воды в_ж = 96 кг/т, или

в'_ж = 96 ∙ 4 = 384 кг.

Количество свободной воды, находящейся в автоклаве во время первого периода расщепления:

В = В'_Гг+ в_к - вж = 1900 + 904 - 384 = 2420 кг.

Плотность воды при 225°С составляет р_в = 830 кг/м³. Объем, занимаемый водой:

* = В : р_в = 2420 : 830 = 2,9 м³.

Суммарный объем, занимаемый жиром и водой:

V = V_ж + V_в = 5,3 + 2,9 = 8,2мі.

Размеры типового автоклава следующие: диаметр D = 1,6 м, полная высота H = 5 м, полная емкость V_с = 10 м³.

При этих размерах коэффициент заполнения автоклава будет

,

что допустимо.

Наши заводы выпускают также автоклавы полной емкостью 9,2 м³ (D = 1,54 м, Н =_5,0 м).

Для этих автоклавов при коэффициенте заполнения ср = 0,82 загрузка по жиру составляет соответственно 3,7 т. По действующим технологическим инструкциям, режим работы автоклава периодического действия слагается из следующих операций (табл. 8).

Таблица 8

Период оборота автоклава Z = 8ч.

Производительность одного автоклава составляет

Количество автоклавов, необходимое для расщепления G= 100 т жиров в сутки:

Полная суточная мощность цеха по автоклавам

G_п = G_а∙З= 12∙9 = 108 т

При установке автоклавов полной емкостью 9,2 м³, рабочейзагрузкой по жирам 3,7 т их производительность составит11,1 т/сутки.

Для цеха мощностью G=100 т жиров, в сутки потребуется

Полная мощность цеха по автоклавам G_п = 111 т/сутки.

Ведущее оборудование расщепительного цеха позволяет развить мощность 108-111 т жиров в сутки, поэтому вспомогательное оборудование должно быть рассчитано таким образом, чтобы можно было при необходимости использовать всю мощность цеха.

Теплообменник предназначен для подогрева саломаса, направляемого в мерник, установленный перед автоклавами, за счет физического тепла смеси жирных кислот и глицериновой воды.

Наиболее целесообразным является теплообменник типа «труба в трубе», который прост в изготовлении, удобен в эксплуатации, обеспечивает интенсивный теплообмен, создает наиболее благоприятную для теплообмена схему движения рабочих сред - противоток- и пригоден для охлаждения жирных кислот и глицериновой воды под давлением 25 ат избыточных.

Учитывая давление в системе, жирные кислоты и глицериновую воду целесообразно пропускать по внутренним трубам, а саломас -по кольцевому пространству теплообменника. Размеры труб можно принять: внутренняя труба d_в/d_н = 57/83 мм; наружная D_в/D_н = 119/127мм.

После второго периода расщепления в теплообменник в течение х=30 мин из автоклава поступает:

расщепленный жир в количестве

G'р = G_р. 4 = 952,8 ∙4 = 3811 кг;

растворенная в жире глицериновая вода в количестве в_ж = 384 кг.

В кольцевое пространство противотоком поступает жир, направляемый на расщепление, в количестве М = 4120 кг.

Температура расщепленного жира и содержащейся в нем глицериновой воды:

на входе в теплообменник t_Н = 220°С;

на выходе из теплообменника t_к= 165°С;

температура саломаса на входе в теплообменник t1 = 65°С.

При этих условиях теплоемкость отдельных компонентов характеризуется следующими показателями, ккал/(кг ∙ град) :

Жирные кислоты с_к0,65

Саломас с_с0,56

Глицериновая вода с_в1,0

Приравнивая приход и расход тепла и учитывая хорошую изоляцию, находят количество передаваемого тепла

Q = (^G'р с_к + в'_жс_в) (t_н - tк)= Мс_сt_х = (3811 ∙ 0,65 + 384 ∙1)x

x(220- 165) = 4120 • 0,56tx = 157 360 ккал.

Откуда повышение температуры саломаса:

Конечная температура саломаса на выходе из теплообменника:

t2= t1 + t_x = 65 + 68 = 133°С.

Скорость движения жирных кислот и глицериновой воды во внутренней трубе теплообменника:

где f_в - площадь сечения внутренней трубы.

При диаметре d_в = 57 мм площадь сечения внутренней трубы будет

f = 0,785 ∙ 0.057² = 0,00255 мІ.

Скорость движения саломаса в кольцевом пространстве между внутренней и наружной трубами:

где f_н - площадь сечения наружной трубы по ее внутреннему диаметру; f_н = 0,785 ∙ 0,119² = 0,0111 м²;

fв - площадь сечения внутренней трубы по ее наружному диаметру;

f'в = 0,785• 0,083 м² = 0,0054 м²;

р_с - плотность саломаса при средней температуре

 р_с = 864 кг/мі;

p1 - плотность глицериновой воды при температуре  р₁ = 864 кг/мі.

Поверхность теплопередачи теплообменника находят из известного уравнения

где κ − коэффициент теплопередачи. Для данных условий принимается к = 150 ккал/ (м²∙ч∙град);

Δt_ср-средняя разность температур; Δt_ср определяют как среднюю арифметическую:

град;

град;

град.

Понизитель давления. Аппарат предназначен для понижения давления жирных кислот и глицериновой воды и для отделения от жидкости вторичного пара, образовавшегося вследствие снижения давления в системе. Давление в аппарате на входе 25 ат избыточных, на выходе 1,2 ат. Понизитель давления представляет собой вертикальный цилиндр со сферической крышкой и днищем. Внутри аппарата размещены: сопло диаметром 14 мм, по которому поступает глицериновая вода и жирные кислоты, специальные расширители и зонты для сепарации вторичного пара.

Для отвода отсепарировап-ной жидкости внутри аппарата к нижней части его приварена труба высотой 350 мм, которая закрыта специальным колпачком, вследствие чего создается гидравлический затвор, препятствующий выходу пара вместе с глицериновой водой и жирными кислотами.

Аппарат изготовлен из алюминия или кислотостойкой стали, снабжен предохранительным клапаном, манометром и трубой для отвода вторичного пара.

Расчет понизителя давления сводится к определению объема и размеров его.

Для получения достаточно чистого вторичного пара при выборе размеров понизителя давления следует исходить из того, что его удельная нагрузка должна составлять около 1000 м³ сепарированного пара в час на 1 м³ его рабочего объема.

Рабочий объем понизителя определяют по формуле

где D − количество вторичного пара, образующегося в понизителе давления в течение 1 ч. Принимают, что в расщепленном жире после выхода его из понизителя давления остается 0,5% влаги, или g=G'р∙0,005 = 3811∙0,005 = 19 кг.

Тогда количество вторичного пара, образующегося в понизителе давления, будет

D' = в'_ж - g = 384 - 19 = 365 кг.

Часовая нагрузка на понизитель давления составляет

D = D': τ = 365 : 0,5 = 730 кг/ч.

V_а - удельный объем пара при давлении 1,2 ат избыточных;

V_а = 1,45 м³/кг;

ω -допустимое объемное паронапряжение парового пространства аппарата со ω = 800-1000 м³/(м³∙ч). Принимается для расчета понизителя давления ω = 1000 м³/(м³∙ч).

Подставляя найденные значения, получают рабочий объем понизителя давления

При диаметре аппарата d = 1,1 м, его рабочая высота должна быть

Высоту гидравлического затвора h, по практическим данным, принимают равной 0,35 м. Полная высота понизителя давления

H = H1 + h = 1,1 + 0,35 = 1,45 м.

Полный объем понизителя давления V_с = 1,4 м³. Конечную температуру жирных кислот за понизителем давления определяют по тепловому балансу.

Приход тепла в понизителе давления

. Тепло, вносимое жирными кислотами и глицериновой водой (после теплообменника):

Q = (G'р ^Cв + в'_жс_в) t_к = (3811 ∙ 0,61 + 384 ∙ 1) ∙ 165 = 446 700 ккал,

где с_в - теплоемкость жирных кислот; с_в = 0,61 ккал/(кг- град).

Расход тепла в понизителе давления

. Тепло, уносимое образующимся водяным паром при степени сухости его х = 0,9, составит

q1= D'хi + D'(1 - х)i_в = 365 ∙ 0,9 ∙ 641 + 365 (1 -

0,9) ∙ 102 = 214 300 ккал

где i - теплосодержание водяного пара; г = 641 ккал/кг;

i_в -теплосодержание воды; 4 = 102 ккал/кг.

Тепло, уносимое жирными кислотами :

q2 = (G'рc'+gc_в)t_х = (3811 ∙ 0,55 +19∙1)tx ккал,

где  tx - температура жирных кислот;

с' - теплоемкость жирных кислот при этих условиях; с^'=0,55ккал/(кг ■ град).

Приравнивая приход и расход тепла в понизителе давления, находят

Q - q₁ = q2 или 446 700 -214 300 = (3811 ∙ 0,55 + 19∙ 1)tx.

Произведя соответствующие вычисления, находим

tx = 109°С.

Поверхностный конденсатор предназначен для конденсации водяных паров, отходящих из понизителя давления. Охлаждающим агентом является вода.

Конденсатор кожухотрубный, одноходовой, вертикальной конструкции с плавающей головкой открытого типа, в котором .верхняя трубная решетка не соединена с кожухом и может свободно перемещаться вдоль оси. Поток паров движется параллельно по всем трубам, а вода - противотоком в межтрубном пространстве.

Ввод пара осуществляется через штуцер, находящийся в центре верхней крышки, а отвод конденсата - через нижний штуцер. Вода подводится к боковому штуцеру, расположенному выше нижней трубной решетки, и отводится через верхний боковой штуцер.

Кожух выполнен из углеродистой стали, а трубы - из кислотостойкой стали.

Согласно приведенным выше расчетам (расчет понизителя давления) в конденсатор в течение 30 мин поступает D' = 365 кг водяного пара с теплосодержанием q1 = 214300 ккал. В конденсаторе водяной пар охлаждается до tк = 60°С и конденсируется. Начальная и конечная температура воды tвн = 20°С, tвк = 40°С.

Тепловая нагрузка на конденсатор

Q = q₁− D'tк= 214300 -365 - 60= 192 400 ккал.

Расход охлаждающей воды в период конденсации и охлаждения

 или W= 19,2 мі/ч.

Конденсатор, как и понизитель давления, работает в течение

τ = 0,5 ч за каждый цикл. Следовательно, часовая нагрузка на

конденсатор будет

Q = Q : τ = 192 400 : 0,5 = 384 800 ккал/ч.

Поверхность конденсатора находят по известному уравнению

где к - коэффициент теплопередачи; для небольших скоростей движения пара и воды, может быть принят к=300ккал/(м²∙ч∙град)

 -средняя разность температур.

Принимая для трубного пространства кислотостойкие трубы d_в/d_н= 32/37 мм и линейную скорость движения пара ω= 1,8 м/сек, находят число труб:

п = = 204 шт,

где υ - удельный объем водяного пара при р = 1,2 ат избыточных; υ = 1,45 м³/кг. Высота труб конденсатора

где а - коэффициент запаса; обычно принимают а = 1,2.

Внутренний диаметр конденсатора при линейной скорости движения воды в межтрубном пространстве ω1= 0,02 м/сек можно определить из площади сечения конденсатора

Откуда диаметр конденсатора равен 0,76 м.

Отстойник-промыватель для жирных кислот.

Отстойник-промыватель предназначен для промывки жирных кислот от остатков глицерина. Когда по каким-либо причинам в автоклаве образуется стойкая, трудно расслаивающаяся водно-жировая эмульсия, отстойник-промыватель используют также для отделения второй глицериновой воды.

Отстойник-промыватель представляет собой сварной цилиндрический с коническим дном аппарат, снабженный турбинной мешалкой и змеевиком для глухого пара. Корпус аппарата, мешалка и змеевик изготовлены из кислотостойкой стали. Рабочую емкость аппарата рассчитывают на прием жира из трех автоклавов. Количество расщепленного жира, (поступающего из одного автоклава, после второго периода составляет G'_р = 3811 кг. Температура жира после понизителя давления t_х = 109°С. Плотность жира при данной температуре р = 850 кг/м³.

Объем, занимаемый жиром

Для промывки применяют конденсат в количестве около 10% от массы жирных кислот V = 0,4 т = 0,4 м³. Для приемки и промывки жиров, поступающих из трех автоклавов, полезный объем отстойника-промывателя должен быть

V_п = (4,5 + 0,4) ∙ 3 = 14,7 мі

При коэффициенте заполнения ср = 0,8 полная емкость отстойника-промывателя

По нормалям гипрожира принимается отстойник со следующими размерами: D = 3,0 м, H_ц = 2,5 м, h_к = 0,5 м. Полный объем (V_п) равен 19 м³. Режим работы отстойника-промывателя слагается из следующих операций:

Производительность одного аппарата в пересчете на исходный жир

Количество отстойников-промывателей, которое потребуется для переработки 30 т жиров в сутки:

n= 100 : 26 = 3,84=4 аппарата.

Если в автоклаве образуется стойкая эмульсия, то отстойник-промыватель работает по другому режиму.

В один отстойник загружают содержимое не трех, а только двух автоклавов.

При этом в отстойник поступит:

1) расщепленный жир в количестве

G'р∙2= 3811∙2 = 7622 кг; объем его

V_ж = 7622 : 850 = 9 мі;

2) вторая глицериновая вода в количестве

V_в = В_Г2 ∙ 4 ∙ 2 = 474,4 ∙ 4 ∙ 2 = 3800 кг = 3,8 м³.

Реакционная масса займет объем

Vм = Vж + Vв = 9 + 3,8=12,8 мі.

Режим работы отстойника-промывателя следующий:

Производительность одного аппарата

Количество потребных отстойников n' = 100 : 16 = 6,25 ~ 7 аппаратов.

Таким образом, два отстойника-промывателя справляются с работой расщепительного цеха и при неблагоприятном режиме.

Нейтрализатор. Жирные кислоты, остающиеся в глицериновой воде, нейтрализуют известковым молоком при температуре 80°С.

Аппарат стальной вертикальной конструкции с плоскими дном и крышкой. Нейтрализатор внутри футерован кислотостойкими плитками и снабжен барботером, предназначенным для перемешивания сжатым воздухом и змеевиком глухого пара.

По нормалям Гипрожира принимаются следующие размеры нейтрализатора: диаметр 2,5 м, высота 2,5 м, полный объем аппарата V_с = 12,3 м³.

Согласно продуктовому балансу (табл. 6) на нейтрализацию поступает G = 22,03 т в сутки глицериновой воды. Режим-работы нейтрализатора следующий:

Число потребных нейтрализаторов составит

 аппарата

где р - плотность глицериновой воды; р = 1,043 т/м³;

φ - коэффициент заполнения аппарата; φ = 0,8.

Таблица 9

Потребность в оборудовании

2.6     Управление качеством

Контроль качества сырья и комплектующих изделий (поступающих на предприятие), полуфабрикатов, промежуточных продуктов и готовых изделий, проводимый в соответствии с действующей на данное время нормативно - технической документацией, предусматривает определение физико-химических и органолептических показателей, установленных стандартами или разделом «Контроль производства» технологического (производственного) регламента.

В зависимости от места контроля качества продукции различают контроль входной, операционный, готовой продукции (приемочной), летучий и технологический контроль.

Входной контроль предусматривает определение качества поступающего на предприятие сырья, материалов, тары, упаковочных материалов - их соответствие требованиям стандартов и ТУ.

Перед отбором проб поступившего сырья и материалов проверяют внешний вид, упаковку и маркировку тары поставщика и наличие механических повреждений ее. Отбор проб осуществляется в соответствии с требованиями отбора проб на данную продукцию, предусмотренными в стандартах.

Операционный контроль предусматривает анализ технических продуктов, вырабатываемых на отдельных стадиях производства в соответствии с технологическим регламентом на производство данного продукта.

В условиях производства очень важна скорость выполнения анализов промежуточных продуктов, потому что на основании результатов анализа, полученных своевременно, технолог может изменить ход процесса и предотвратить брак.

Технологический контроль - это проверка поддержания параметров технологического процесса в соответствии с действующими инструкциями. Ее осуществляет отдел главного технолога.

Приемочный контроль - контроль готовой продукции. Его проводит лаборатория ОТК по данным контрольно - аналитической лаборатории. Анализ готовой продукции проводят в соответствии с действующими стандартами.

Летучий контроль проводят с целью проверки качества продукции, соблюдения технологической дисциплины, состояния нормативно -технической документации, соблюдение условий хранения сырья и готовой продукции. При проведении летучего контроля проверяют:

-        наличие нормативно - технической документации и ее состояние;

-        соответствие технологического режима технологическим параметрам НТД;

-        наличие и состояние в соответствии с требованиями НТД оборудования, приборов;

-        правильность соблюдения условий хранения основного сырья, вспомогательных материалов, полуфабрикатов;

·   соответствие условий хранения готовой продукции требованиям НТД;

·   правильность организации контроля технологической дисциплины и качества выпускаемой продукции, учет нарушений технологической дисциплины и принятие мер по устранению причин нарушений.

технический экономический сырье глицерин

3. Строительные решения

Архитектурно-строительная часть содержит планы неповторяющихся этажей, на которых указывают все основные размеры помещений и расположения оборудования; разрезы, с указанием всех основных отметок; конструктивную схему здания, а также генеральный план.

Общие сведения о генеральном плане

Генеральный план предприятия разрабатывается на основании схемы единого генерального плана района.

Проектирование генеральных планов предприятий производят на основе единого модуля, равного 6 м. Разрывы между зданиями и сооружениями устанавливают в зависимости от огнестойкости конструкций зданий и степени пожарной опасности производств.

К зданиям и сооружениям по всей их длине должен быть обеспечен подъезд пожарных автомобилей: с одной стороны - при ширине здания до 18 метров; с двух сторон - при ширине здания более 18 метров; и со всех сторон -более 100 метров длины. Ширина проезда не менее 6 метров. Расстояние от края проезжей части до края здания не более 25 метров.

Санитарные требования размещений зданий на площадке: соответствующая ориентировка зданий относительно сторон света и розы ветров, обеспечивающая наиболее благоприятные условия естественной освещенности и естественной вентиляции помещений, расположений выводных шахт из зданий тепло газовыделений, борьба со снежными заносами.

Проектируемые здания должны иметь прямоугольную форму. Санитарные разрывы между зданиями, освещенными через оконные проемы, должны быть не менее наибольшей высоты до карниза противостоящих зданий и во всех случаях не менее 15 метров. Наружные стены охлаждающих помещений не следует ориентировать на юг и на юго-запад. Пути движения людей должны быть наиболее короткими и не пересекаться с грузовыми потоками. Необходимо исключить пересечение сырья и готовой продукции.

Подсобные здания и сооружения располагают вблизи обслуживаемых ими цехов, группу энергетических сооружений - в районе основных потребителей энергии и воды. Трансформаторные подстанции, компрессорные холодильных установок целесообразно приближать к местам потребления, включая их в объем производственных зданий.

Бытовые помещения для рабочих проектируют в одном здании со столовой, помещениями для отдыха и культурного обслуживания в обеденный перерыв (красные уголки, библиотеки и т.д.) лабораториями, административными помещениями, медицинским пунктом, помещениями для гигиенических потребностей, проходной.

При проектировании генеральных планов следует учитывать возможность и направление будущего расширения, исключающие снос возведенных ранее капитальных зданий и сооружений. Исключается расширение в сторону основных строений и площадей.

Вход на предприятие осуществляется через проходную, расположенную на первом этаже в административно - бытовом корпусе. Рядом располагают въезд автотранспорта на территорию. Для контрольного взвешивания автомашин на въезде предусмотрена весовая площадка грузоподъемностью 10-30 тонн. Целесообразно весовую блокировать в одном здании с административно - бытовыми службами.

Промышленная площадка более 5 га должна иметь не менее двух въездов, расположенных один от другого не ближе 300 метров и не более 1,5 км площадка площадью 10-15 га.

Въездом на территорию предприятия могут быть железнодорожные ворота.

При благоустройстве территории предприятием выполняются следующие работы: организация отвода атмосферных осадков, посадка зеленых насаждений, устройство дорог и тротуаров, установка осветительных устройств.

.2 Общие сведения и исходные данные для реконструкции цеха

Проектируемый цех расположен в г. Красноярске. Территория предприятия на котором расположен цех отделяется от жилого массива санитарно - защитной зоной равной 50 м. Преобладающие ветра юго-западного (23,6%) и западного (39,7%) направлений. Вероятность штилей составляет 40 - 50%, штили со слабыми ветрами (до 5 м/с) - 85 - 90%. Доля дней с сильными ветрами не превышает 1% в году. Здания и сооружения расположены относительно сторон света, с учетом обеспечения наиболее благоприятного естественного освещения, и проветривания внутрифабричных проездов. Согласно нормам проектирования генеральных планов промышленных предприятий (СНиПП-89-80).

В производственных цехах следует выделять помещения для хранения запаса основных и вспомогательных материалов, для хранения уборочного (6 м²) и производственного (6 м²) инвентаря, помещение цеховой конторы (9....12 м²) и помещение для дежурного слесаря, электрика (6...9 м²). Перечисленные помещения отделяются от остального пространства цеха сетчатыми перегородками.

Пространство под платформами и эстакадами должно быть легкодоступным для проведения работ по дератизации.

Все люки, вентиляционные отверстия и проемы в стенах оборудуются приспособлениями для крепления металлических стенок. Кроме того, вентиляционные отверстия устраивают так, чтобы их можно быть герметично закрывать изнутри.

Фундаменты под колонны изготавливаются из железобетона и в зданиях каркасного типа бывают, одиночными столбчатыми. Если применяются несущие стены, то ленточные фундаменты под ними делаются сборными или монолитными железобетонными. Во многих случаях удобно и экономично применять свайные (при слабых грунтах и наличии грунтовых вод), а также сборные ребристые или пустотелые фундаменты.

Фундаментные балки используются в качестве фундаментов сен в промышленных зданиях каркасного типа. При шаге колонн 6 м длина балок составляет 4,3....5,95 м, при шаге 12 м- 10,2... 11,95 м.

Стены бывают несущие и самонесущие, изготавливаются из кирпича, крупных блоков, панелей или листовых конструкций. Выбор типа стены ведется с учетом целесообразности применения местных строительных материалов, доли стоимости стен в общей стоимости здания. В зданиях с навесными стенами большую площадь световых проемов, разнообразнее архитектурное решение фасадов, поэтому использование навесных стен предпочтительно.

Кирпичные стены выкладываются толщиной 1,5; 2; 2,5 кирпича. Если они несущие, то их усиливают пилястрами.

Крупные блоки из легких, ячеистых или силикатных бетонов, из мягкого природного камня имеют высоту 0,6 или 1,2 м, длину, кратную 0,5 м, и толщину 0,3; 0,4 или 0,5 м.

Стеновые панели отапливаемых зданий изготавливают длиной 6 и 12 м, высотой 0,9; 1,2; 1,5 и 1,8 м, толщиной 0,2; 0,24; 0,3 и 0,4 м. Стеновые панели не отапливаемых зданий имеют такую же длину, высоту 1,2 и 1,8 м, толщину 0,3 м.

Легкие, не утепленные стены можно делать из волнистых асбоцементных или стальных листов толщиной 1... 1,8 м, или волнистого листового стеклопластика (размером 6x1,5x0,0015 м).

Балки изготавливаются из железобетона при пролетах до 18 м, фермы -из железобетона или стали при пролетах 18..36 м. Балки и фермы для плоских покрытий используются в зданиях с фонарями и без них. К балкам и фермам может крепиться подвесной транспорт грузоподъемностью до 5 т, для чего в них предусмотрены соответствующие закладные детали.

Кровля промышленных зданий чаще всего делается из рулонного рубероида (20x1м). Перспективны мастичные бесшовные кровли с применением эластомеров.

Светоаэрационные фонари предусматриваются преимущественно. П-образной формы, продольные, длиной до 84 м, с двухсторонним остеклением. Их ширина 6 м для пролетов 12 и 18 м и 12 м для пролетов 24, 30, 36 м. Достаточно эффективны зубчатые фонари - продольные, с односторонним остеклением. В без фонарных большепролетных зданиях целесообразно применение плафонов, колпаков и иллюминаторов.

Площадь оконных проемов составляет 35...50% площади наружных стен, а иногда и более. Размеры оконных проемов (в м) принимаются кратными по ширине 0,6 и 0,3, по высоте 0,6 м. В зданиях с панельными стенами устраивается преимущественно ленточное остекление номинальной высотой, кратной 0,6 м.

Двери в основном распашные, деревянные, в брандмауэрах - стальные, проектируемые шириной 1; 1,5 и 2 м и высотой 1,8; 2,0; 2,3 и 2,4 м. число эвакуационных выходов в зданиях - не менее двух.

Расстояние от рабочего места до эвакуационного выхода не должно превышать 30 м в одноэтажных категории А; 75 м - категории Б и В. В помещениях производств категорий Г и Д это расстояние не ограничивается.

Размеры ворот для проезда транспорта должны быть не больше размеров транспорта с грузом на 0,2 м по высоте и не менее чем на 0,6 м по ширине. Размеры проемов обычно выбирают из ряда 2,4x2,5; 3x3; 3,6x3; 3,6x3,6; 3,6x4,2; 4,8x5,4 м.

Полы с мозаичным покрытием предусматриваются во всех производственных помещениях. Асфальтобетонные полы проектируются в складах для хранения не пищевых продуктов, ремонтных мастерских, и на сырьевых площадках. В административных помещениях полы покрываются линолеумом. Уклон к трапам равен 0,02 для асфальтовых и 0,01 для плиточных полов.

3.3   Бытовые помещения

В состав бытовых помещений входят гардеробные, душевые, умывальные, уборные, комнаты личной гигиены женщин, для кормления грудных детей, отдыха, стирки и сушки, ремонта одежды, курительные. При расчете бытовых помещений число женщин принимается равным 80%, мужчин 20% численности работающих.

Число мест в гардеробных составляет: для хранения одежды на вешалках - по числу работающих в смену, для хранения одежды в шкафах - по списочному числу работающих.

Для хранения домашней и уличной одежды служит один двойной шкаф размером 0,5x0,4x1,65 м; для рабочей одежды - один одинарный открытый шкаф размером 0,5x0,33x1,65 м, или 0,25x0,2x1,65 м для легкой одежды, или семи ярусный размером 0,25x0,33 при высоте яруса 0,235 м ( для рукавиц, фартуков).

Гардеробные для рабочей одежды размещают отдельно от гардеробных для уличной и домашней одежды. Расстояние между рядами шкафов в гардеробных со скамьями 2 м, без скамей 1,5 м, расстояние между крайним рядом шкафов и стеной соответственно 1,3 и 1 м.

Уборные оборудуются кабинами размером 1,2x0,9 м из расчета 15 женщин или 30 мужчин на одну кабину. Перед уборной устраивается шлюз (тамбур) с умывальниками из расчета один на четыре кабины, но не менее одного на уборную. Кабины отделяются перегородками высотой 1,8 м, не доходящими до пола на 0,2 м. Ширина прохода между рядами кабин 2 м, между рядом кабин и стеной 1,3 м. В здании расстояние от рабочего места до уборной не должно превышать 75 м.

Умывальные оборудуются кранами из расчета один кран на 15 человек, при этом краны в шлюзах уборных не учитываются. Умывальные размещаются смежно с гардеробными для рабочей.

Душевые также располагаются смежно с гардеробными, при душевых предусматриваются преддушевые. Душевые оборудуются кабинами размером 0,9x0,9 м (размер закрытых кабин 1,8x0,9 м) из расчета пять человек на одну душевую сетку. При этом общее число людей принимается равным 60% численности работающих в смене. Не допускается размещение душевых и преддушевых у наружных стен.

Уборные, душевые и умывальные не должны находиться над помещениями управлений, конструкторских бюро, для учебных занятий и общественного питания, здравпунктов, общественных организаций.

3.4   Освещение

При проектировании естественного освещения следует учитывать, что слишком большая площадь остекленных оконных проемов приводит к резкому росту тепло потерь в зимнее время и перегреву помещений летом. В связи с этим наряду с естественным следует предусматривать искусственное электрическое освещение - рабочее, аварийное и ремонтное, представленное в таблице 3.1

Таблица 3.1

Нормы искусственной освещенности (л.к.)

Предпочтение при искусственном освещении следует отдавать люминесцентным лампам.

Принимаемый коэффициент запаса составляет для светильников с газоразрядными лампами 1,5, для светильников с лампами накаливания 1,3. Необходимая освещенность при использовании аварийного освещения 0,5 лк в помещениях и 0,2 на открытой территории.

Термостатные, бойлерные, сульфитационные отделения, склады оборудования и хозяйственных материалов, цеховые кладовые, вентиляционные камеры могут не иметь естественного освещения.

В производственных, вспомогательных и других помещениях, помимо естественного, используют искусственное электрическое освещение, которое подразделяется на рабочее (необходимое во всех помещениях, а также на территории предприятия), и аварийное (служит для продолжения работ или эксплуатации людей на случай внезапного отключения рабочего освещения). Рабочее освещение выполняются в проектируемом цехе в виде общего освещения с равномерным симметричным размещением светильников под потолком.

Сеть общего освещения питается напряжением 220 В. Для обеспечения ремонтных работ предусматривается сеть ремонтного освещения производственного цеха, которую питают через специальные понижающие трансформаторы напряжением 24 В.

Кроме рабочего и ремонтного освещения в производственных помещениях предусматривают, как было указано, аварийное освещение, которое обеспечивает надлежащую освещенность проходов для эвакуации людей из цехов при пожарах, и других особых случаев, если рабочее освещение почему-либо отключилось.

Мощность светильников аварийного освещения составляет примерно 10% мощности светильников рабочего освещения. Они включены в самостоятельную сеть аварийного освещения.

Наружное освещение подразделяется на освещение проходов и проездов и проходов рассчитывается исходя из установки одной лампы через каждые 40 - 50 м. длины проходов и проездов.

3.5   Водоснабжение

Водоснабжение проектируются в соответствии со СНиП П-30-76, СНиП2.04.02-84, СНиП 2.04.03-85, Сн 245-71.

Вода, используемая для питья, для производственных нужд или в системе горячего водоснабжения, должна соответствовать государственному стандарту на питьевую воду. При необходимости вода повышенной жесткости умягчается.

Водоснабжение в проектируемом цехе осуществляется из местного водопровода.

В цехе вода расходуется на производственно - технологические нужды, на производственно - технические нужды и на хозяйственно - бытовые нужды (приготовление пищи и мойка столовой посуды, в душах, в умывальниках, в сливных бачках унитазов, мойка полов, полив на территорию), а также на противопожарные нужды.

Общий запас холодной, и горячей воды должен обеспечивать восьмичасовую потребность производства на случай перерыва в водоснабжении водой.

Расходом воды на хозяйственно - бытовые нужды определяется по действующим санитарным нормам СН 245-63, на противопожарные - по противопожарным нормам СНиП 11 Г. 8-62.

Расход на хозяйственно - бытовые нужды определяется из расчета расхода ее: на приготовление пищи 5 л в сутки на одного человека, принимающего пищу, в течение часа; 3 л на мойку посуды; на раковины в производственных цехах - 500 л в сутки на раковину при коэффициенте неравномерности, равном 5; на души - 500 л/час на сетку, на мойку полов - 2 л на 1 м² пола в сутки.

Раковины с подводкой горячей и холодной воды устанавливаются в производственных и производственно - подсобных помещениях. Напор в сети местного водопровода является достаточным для обеспечения необходимого постоянного напора в водопроводе.

3.6   Горячее водоснабжение

Горячая вода используется на технологические нужды, а также на мойку столовой посуды, на мойку полов, в душевых умывальниках.

Расход тепла на нагрев воды определяется для каждой группы потребителей отдельно. Максимальный часовой расход тепла на нагрев воды определяется суммированием расход тепла на нагрев воды для отдельных групп потребителей.

Часовой расход тепла на нагрев воды рассчитывается по формуле:

Qгго.в = gммaк(tгop.-tхол.)Кс;(3.1)

где Qгго.в - расход тепла на нагрев воды, gмакс - максимальный часовой расход горячей воды, л;

tгор. - температура горячей воды, °С;

tхол. -температура холодной воды, °С;

К - коэффициент, учитывающий потери, принимается равным 1,1-1,2;

с- удельная теплоемкость воды, с = 4,19 кДж/( кг *град).

Температура воды принимается для мойки посуды, инвентаря и оборудования 60 °С, для мойки - 25 °С, для душевых - 37 °С, для умывальников - 25 °С.

Часовой расход тепла на нагрев для душевых:

Qгор.в.. = 3 -(37-10)- 1,1 -4,19 = 691,35 Вт.

Часовой расход воды на нагрев воды для умывальников:

Qгор.в. = 3 * ( 25 - 10 ) *1,1 * 4,19 - 207,41 Вт.

Вода, используемая для питья, для производственных нужд или в системе горячего водоснабжения, должна соответствовать государственному стандарту на питьевую воду. При необходимости вода повышенной жесткости умягчается. Питьевая вода, использовавшаяся в теплообменных аппаратах, может быть применена для первичной мойки сырья, в котельной.

Если возможность загрязнения питьевой воды исключена, допускается ее повторное использование в барометрических конденсаторах с периодическим хлорированием. Разрешается подача воды в гидротранспортер из машин для мойки сырья и оборотное водоснабжение при условии подпитки системы (не менее 20%) повторно используемое водой, поступающей от вторичной мойки сырья или от теплообменных аппаратов (или с подпиткой свежей водой с заменой один раз в сутки всей воды в системе).

Полы в конце смены моют теплой и горячей водой с применением моющих и дезинфицирующих растворов. Расход горячей воды на мойку пола, оборудования и инвентаря 0,25 м³ на один кран (при возможной одновременной работе двух кранов в каждом отделении).

3.7   Канализация

Канализация цехов проектируется в соответствии со СНиП 2-04-03-85, СНиП П-30-76, СН 245-71 и СН 496-77.

Канализация проектируемого цеха присоединена к местной сети канализации.

Количество, состав и концентрация загрязнений сточных вод зависит от многих факторов: вида выпускаемой продукции, особенностями технологического оборудования и т.д.

Количество отведенных сточных вод находится в прямой зависимости от водопотребления. По характеру загрязнения сточные воды делятся на условно чистые и загрязненные.

К загрязненным (фекально - хозяйственным) стокам относятся стоки от душевых, уборных, умывальников, раковин, моечных ванн. В проектируемом цехе проектируется раздельная система канализации.

Внутренняя канализационная сеть проектируется из чугунных канализационных труб диаметром 50 и 100 мм, прокладываемых с уклоном 1=0,02-0,03.

Сточные воды от технологического оборудования (машин и аппаратов) отводятся в сеть внутренней канализации через воронки и трапы с разрывом струи.

Прочистка сети осуществляется через ревизии на стояках и сифонах, а также через специальные прочистки.

Дворовая сеть канализации запроектирована на асбестоцементных или керамиковых труб соответствующих диаметров (по расчету) и укладываются с уклоном не менее 0,007 - 0,008 на глубине ниже линии промерзания.

Сточные производственные воды, количество которых определяется по водопотреблению, перед удалением из цеха должны пропускаться через приемки с решетками и оборудование для задержания кожуры и т.д.

Заводская канализация подключается к местной. Если это невозможно, устраивается собственная система канализации и очистных сооружений, причем допускается совместная очистка производственно-сточных и хозяйственно-фекальных вод (стоков) на сооружениях биологической очистки с применением песколовушек, отстойников, полей фильтрации, мембранной техники. Внутренние сети для производственных сточных и хозяйственно-фекальных вод выполняются, как и выпуски из зданий, раздельно. Стоки от оборудования отводятся с обязательным разрывом струи по закрытой сети. Диаметры канализационных труб рассчитываются на утроенное количество сточных вод. Внутренние канализационные сети прокладываются с уклоном 0,03 при диаметре труб 0,05 м и 0,012 при диаметре 0,1 м. клон не должен превышать 0,15. для отвода сточных вод с пола предусматриваются трапы (не менее одного на 100 м² площади пола), диаметр трубы под трапом не менее 0,1 м.

Запрещается прокладка трубопроводов бытовой канализации под потолком или над полом в помещениях для производства, переработки и хранения пищевых продуктов, а подвесные линии производственной канализации не должны находиться над технологическим оборудованием и рабочими местами.

Площадки под контейнеры для производственных отходов и площадки для обработки всех видов тары оснащаются системами горячего и холодного водоснабжения.

3.8   Вентиляция и кондиционирование

Вентиляция и отопление проектируются в соответствии со СНиП I I-33-75, ГОСТ 12.1.005.-76 и СН 245-71.

Вследствие длительного отопительного периода для проектируемого цеха большое значение имеет вентиляция помещений. Основным назначением вентиляционных устройств является обеспечение чистоты воздуха, которая зависит от концентрации вредных веществ, т.е. содержания в единице объема его ядовитых газов, паров и пыли, измеряемого в мг/м³. Эта концентрация не должна быть больше допустимой нормы, называемой предельно допустимой концентрацией (ПДК), которая является безвредной для человека и регламентируется санитарными нормами.

Санитарная вентиляция в производственных цехах и помещениях связана с удалением тепла, влаги, пыли и других вредностей, а технологическая вентиляция - с охлаждением полуфабрикатов и продукции в процессе выработки. Таким образом санитарная и технологическая вентиляция проектируются совместно.

В производственном цехе и других помещениях цеха запроектирована механическая приточно-вытяжная вентиляция, обеспечивающая необходимые санитарные условия для работающих и необходимый режим для осуществления технологического процесса.

В административно-бытовых помещениях запроектирована общеобменная механическая вентиляция.

Вытяжная вентиляция предназначена для удаления вредностей (тепла, пыли, влаги). Пылящее оборудование должно иметь местные аспирационные установки с обязательной очисткой удаляемого воздуха в циклонах или матерчатых фильтрах.

Приточная вентиляция обеспечивает подачу воздуха для возмещения удаляемого с вредностями. Приточный воздух перед подачей в помещение очищается в фильтратах; зимой подогревается при помощи калориферов, а летом, при необходимости, охлаждается при помощи охладителей. Приточный воздух подается в рабочую зону на высоте 1,6 м от пола.

Для обеспечения необходимых параметров воздуха в помещении порционирования, необходимо отделять от упаковочной отделений плотными перегородками, устанавливаются кондиционеры.

Регулирование приточных систем вентиляции и работы кондиционеров должно быть автоматическим.

Приточные и вытяжные вентиляционные установки и кондиционеры следует размещать в изолированных помещениях и обязательно предусматривать мероприятия по уменьшению шума.

Расчет количества теплоты (Вт) на нагрев приточного воздуха на вентиляцию в холодной период года осуществляется по формуле:

Qввен. = Lв •P• С •(Tв - Tвент)(3.2)

Qввен.=1764•0,278•18•35-308946,96B,

где Lв - количество приточного воздуха, подаваемого на вентиляцию, м³/ч;

P - плотность воздуха, кг/м³ ( р = 1,2 кг/м³ при tB - 16 °С);

C - массовая теплоемкость воздуха, вт/кг °С (С = 0,278 Вт/кг °С),

Tв - температура воздуха в помещении, °С;

Tвент. - температура наружного воздуха для расчета вентиляции, °С.

4. Безопасность и экологичность проекта

Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно -профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

В Федеральном законе «Об основах охраны труда» определены права и обязанности работающих в области охраны труда, в частности работодатель обязан обеспечить создание здоровых и безопасных условий труда. Создание здоровых и безопасных условий труда на проектируемом предприятии должно соответствовать требованиям нормативной документации СН 245-71 «Проектирование промышленных предприятий, зданий и сооружений пищевой промышленности» СНИП 2.09.04-87[14]. Согласно ПУЭ - 98 [14] определены классы помещений по характеру окружающей среды и опасности поражения электрическим током.

Требования настоящих Правил должны учитываться и соблюдаться в проектах реконструкций, расширения и технического перевооружения действующих предприятий.

Наличие необходимых санитарно-бытовых помещений и санитарно-технических условий устанавливается на основании СНИП 2.09.04.- 87[15]. В производственных помещениях должны быть соблюдены параметра микроклимата в соответствии с требованиями СанПин 2.2.0.555.-96[20].

Оптимальные параметры для категории труда средней тяжести YI б, определены для холодного периода

ta = ( 17-19 )°С, Ш = ( 40-60 )%, Vb = 0,2м/с,

для теплого периода

tB = 19°С- 21°С, Ub = ( 40-60 )%,Vb = 0,2м/с.

Допустимые границы параметров производственного микроклимата должно соответствовать нижней границе, а верхняя граница для теплого периода должна соответствовать допустимым условиям с учетом времени пребывания женщин на рабочем месте и должен соответствовать, соответственно для холодного периода:

tB = ( 15-22 )°С, Ub = ( 15-75 )%, Vb = ( 0,2-0,5 ) м/с.

Для содержания требуемых параметров микроклимата в холодный период года, предусматривается отопление от собственной котельной, где в качестве теплоносителя используется вода

Ct = ( 120-130 )°С.

Для нормализации воздушной среды производственных помещений и удаления вредностей в виде влаги необходимо установление вытяжной и приточной систем вентиляции, которые устанавливаются по СН 124-72.

Необходимым условием поддержание высокой работоспособности является рациональное освещение производственных помещений. Освещение обеспечивается оконными приемами созданием естественного освещения, а при недоставке его искусственным освещением лампами накаливания или разрядными лампами. Требуемые нормы освещения установлены согласно СНиП 23.05.95 [21].

Естественное освещение должно соответствовать при боковом освещении -1.5%. При совмещенном освещении для бокового освещения - 0.9%. с целью определения мероприятий по созданию безвредных и опасных условий труда необходимо провести идентификацию опасных и вредных производственных факторов согласно ГОСТ 12.0.003.-74.

4.1   Основные положения законодательства об охране труда

Трудовой договор

Между трудящимися и предприятием заключается трудовой договор (контракт), по которому трудящийся образуется выполнять работу по определенной специальности, квалификации и должности с подчинением внутреннему трудовому распорядку, а предприятие обязуется выплачивать трудящемуся заработную плату и обеспечивать условия труда, предусмотренные законодательством о труде, коллективным договором и соглашением сторон. Трудовой договор заключается на определенный срок не боле пяти лет. Он заключается в письменной форме. Прием на работу оформляется приказом по предприятию. Приказ объявляется работнику под расписку.

Рабочее время и время отдыха

Нормальная продолжительность рабочего времени не должна превышать 40 часов в неделю. Для работников, не достигших 18 лет, устанавливается сокращенная продолжительность рабочего времени: в возрасте от 16 до 18 лет - не более 36 часов в неделю; в возрасте от 15 до 16 лет, а также для учащихся в возрасте от 14 до 15 лет, работающих в период каникул - не более 24 часов в неделю.

Дня работников, занятых на работах с вредными условиями труда, устанавливается сокращенная продолжительность рабочего времени - не более 36 часов в неделю.

Для работников устанавливается шестидневная рабочая неделя с одним выходным днем. При шестидневной рабочей неделе продолжительность ежедневной работы (смены) определяется правилами внутреннего распорядка или графиками сменности. График сменности доводится до сведения работников, как правило, не позднее, чем за один месяц до их введения в действие.

Накануне праздничных дней продолжительность работы работников сокращается на один час.

Охрана труда женщин и лиц моложе 18 лет

Запрещается применение труда женщин на тяжелых работах и на работах с вредными условиями труда. Запрещается переноска и передвижение женщинами тяжестей, превышающих установленные для них предельные нормы. Предельно допустимая масса груза при подъеме и перемещении тяжестей вручную женщинами: подъем и перемещение тяжестей при чередовании с другой работой (до двух раз в час) - 10кг; подъем и перемещение тяжестей постоянно в течение рабочей смены - 7кг.

Не допускается прием на работу лиц моложе 14 лет. Для подготовки молодежи к производственному труду допускается прием на работу учащихся 14 - летнего возраста с согласия родителей.

4.2   Общие правила поведения работающих на территории предприятия

Производство продукции предприятий пищевой промышленности является достаточно трудоемким и энергоемким процессом. Для уменьшения затрат на производство применяют разное оборудование, совершенствуется из года в год, позволяющее уменьшить долю ручного труда.

При устройстве на работу проводится вводный инструктаж и оформляется карточка, которая находится в деле работающего, о чем делается запись в журнале по технике безопасности. Перед началом работы проводится повторный инструктаж главным специалистом или руководителем работ (механик цеха) с обязательной регистрацией в журнале по технике безопасности, который хранится у руководителей работ.

Все грузоподъемные, движущиеся механизмы и оборудование подвергаются проверке, о чем свидетельствуют запись в журнале периодических осмотров. При нахождении в производственных цехах, участках и на рабочем месте необходимо соблюдать следующие требования по охране труда и технике безопасности:

·  прежде чем приступить к работе, необходимо пройти инструктаж потехнике безопасности на рабочем месте, стажировку от 2 до 14 смен;

·  пройти обучение безопасным приемами труда и проверку знаний;

·  в последующем работник должен проходить повторный инструктаж (ежеквартально) и внеплановый (при внедрении в действие новых правил, инструкций, при изменении технологического процесса, замены оборудования, при нарушении работающими требований безопасности труда, по требованию органов надзора, при перерыве в работе 30-60 дней)

·  разрешается выполнять только ту работу, к которой работник допущен;

·  не выполнять работу, если не имеется представления об опасности и вредности по данной работе;

·  при назначении на работу, связанную с повышенной опасностью, работник должен пройти обучение по специальной программе, аттестацию и получить разрешение на право работы;

·  при работе в особо опасных местах необходимо иметь наряд-допуск на выполнение данной работы и убедиться в исправности оборудования, приспособлений, инструментов, оснастки, оградительных и защитных средств;

·при работе на высоте не применять в качестве подставок случайные предметы, использовать только стремянки и леса;

·при работе на приставных лестницах и стремянках проверять их исправность на полу или грунте;

·  не проходить и не стоять в непосредственной близости от работающего оборудования;

·  не работать на неисправном оборудовании или неисправным инструментом;

·  использовать инструмент и приспособления только по назначению;

·  во время работы не ходить по другим рабочим местам и не отвлекать других рабочих посторонними разговорами;

·  опасаться ожогов от нагретого оборудования;

·  при работе с агрессивными веществами применять средства индивидуальной защиты;

·  рабочее место должно быть достаточно освещено;

·  следить за чистотой пола и не допускать скользких и загрязненных мест;

·  не опираться на штабеля продукции и неустойчиво стоящие конструкции во избежание их падения;

·  не работать в распахнутой одежде во избежание ее захвата движущимися и вращающимися частями машин и оборудования;

·  не дотрагиваться до открытых токоведущих частей машин и оборудования;

·  включать рубильники и пускатели только сухими руками;

·  при обнаружении низкого провисания электропроводов или обрыве провода, не отходя от места происшествия, сообщить администрации для принятия мер к устранению повреждения;

·  содержать рабочее место в чистоте и не допускать его загромождения;

·  не оставлять рабочее место без присмотра машины, и оборудование, на которых вы работаете;

·  не работать на не закрепленном вами оборудовании;

·  не подниматься и не опускаться бегом по лестничным маршам.

4.3   Безопасность производственного оборудования и технологических процессов

Требования безопасности к технологическому процессу определены в ГОСТ 12.3.002.-72 [15], требование к производственному оборудованию в ГОСТ 12.2.003.-91 [21].

Оборудование должно быть оснащено контрольно-измерительными приборами, блокировочными устройствами, средствами сигнализации. Под каждым оборудованием должна быть вывешена инструкция по безопасной эксплуатации, которая пересматривается один раз в пять лет.