ВВЕДЕНИЕ
На сегодняшний день в РФ работает 224 спиртовых заводов по производству этилового спирта из крахмалистого и сахаристого сырья. Мощность их составляет 121,8 млн. дал в год спирта этилового из пищевого сырья.
Из указанных заводов: 170 введены в действие в 18-19 веках; 5 заводов построены в 1935-1940 гг.; 51 завод общей мощностью 17,3 млн. дал построены за последние 8-10 лет. Кроме этого в эти годы построено 12 ректификационных цехов при ликероводочных заводах по производству спирта – ректификата из спирта – сырца из пищевого сырья. Общая мощность указанных цехов составляет 13,6 млн. дал в год.
При строительстве новых и реконструкции действующих спиртовых заводов использовались современные технологии по производству спирта из крахмалистого сырья, а также частично решались вопросы охраны природы и окружающей среды.
На спиртовых заводах практически отсутствует система автоматического регулирования технологическими поцессами.
На многих спиртовых заводах используются традиционные ферменты растительного происхождения для гидролиза крахмала, в то время как в мировой практике используются ферментные препараты микробного происхождения, применение которых повышает выход и качество продукции, снижает себестоимость.
Для лучшего развития спиртовых заводов необходимо осуществлять следующие мероприятия:
1. Построить цеха по переработке барды на кормопродукты.
2. Построить сооружения для очистки сточных вод.
3. Внедрить ресурсосберегающую технологию при тепловой обработке крахмалистого сырья с использованием ферментных препаратов микробного происхождения взамен солода.
4. Заменить изношенные брагоректификационные аппараты.
5. Заменить теплообменную аппаратуру «труба в трубе» на стадии охлаждения осахаренного сусла на пластинчатые теплообменники. Это позволит сократить расход воды на 20-25% и повысить микробиологическую чистку брожения и повысить качество спирта.
6. С целью сокращения отходов спиртового производства внедрить систему возврата фильтра барды в производство.
7. В целях повышения эффективности использования сырья, энергоресурсов, повышение качества продукции и производительности труда осуществить комплексную автоматизацию технологических процессов спиртового производства на компьютерной основе, в том числе подработочного, варочно-заторного, бродильного и брагоректификационного отделений.
8. С целью повышения эффективности использования тепловой энергии осуществить реконструкцию котельных установок с заменой паровых котлов и установкой водяных экономайзеров, а также установить блочный автоматизированный электрогенерирующий комплекс. Вторичный пар после турбины используется на технологические нужды.
9. Для восстановления действующих мощностей осуществить замену изношенного технологического оборудования.
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Анализ схем и выбор оптимального варианта
Водно-спиртовую смесь в ликеро-водочном производстве приготавливают периодическим и непрерывным способом. При периодическом способе приготовляют сортировку следующим образом. В герметически закрытый чан, называемый сортировочным, набирают из мерников рассчитанное количество спирта, соответственно требуемой крепости сортировки, а затем добавляют воду до получения заданного объема сортировки.
Следует помнить, что для приготовления сортировки необходимо сначала набирать в чан спирт, а уже потом добавлять воду. Так как относительная плотность спирта меньше плотности воды, то спирт при этом поднимается вверх, что способствует лучшему перемешиванию сортировки.
После добавления в чан воды смесь перемешивают одним из следующих способов:
1) механически — с применением механической мешалки, вмонтированной в сортировочный чан;
2) с помощью насоса, перекачивая сортировку по трубопроводу из нижней части чана в верхнюю;
3) сжатым воздухом, поступающим от компрессора или воздуходувки через барботер, расположенный внутри сортировочного чана.
Заливать спирт и воду в сортировочный чан можно также одновременно; при этом достигается частичное размешивание спирта с водой уже в процессе наполнения чана, однако рекомендуется вести залив с таким расчетом, чтобы раньше закончить спуск спирта.
В сортировку добавляют вещества, предусмотренные рецептурой для данного вида водки, и тщательно перемешивают. После этого проверяют крепость сортировки и в случае отклонения ее от установленной добавляют спирт или воду и снова тщательно перемешивают. Полученную сортировку перекачивают насосом в напорный чаи и без отстаивания направляют на фильтрацию.
Недостатки приготовления водно-спиртовой смеси периодическим способом:
-Снижает потери спирта;
-Занимает большую производственную площадь;
-Преобладает ручной труд.
Периодический способ приготовления водно-спиртовой смеси является наилучшим, т.к. установка полностью герметизирована, что снижает потери спирта по сравнению с периодическим способом на 0,03%. Благодаря компактности она размещается на значительно меньших производительных площадях. Автоматическое регулирование процесса обеспечивает стабильность крепости сортировок.
Следовательно, курсовой работой предусматривается внедрение непрерывной схемы приготовления водно - спиртовой смеси.
1.2 Описание принятой технологической схемы
Спирт и умягченная вода из емкостей поступают в напорные бачки, снабженные поплавковыми регуляторами уровня. Потоки спирта и воды измеряются стеклянными ротаметрами( типа РС-2,5 Ж и РС-4Ж), регулируются вентилями и смешиваются в смесителе, снабженном коллектором, который служит для распределения воды.
Соотношение потоков спирта и воды принимают таким, чтобы крепость сортировки после смесителя была на 0,5—1,5% об. выше 40%-ной (1 : 1,38—1,44). Окончательно ее доводят водой, поступающей из напорного бачка через ротаметр (типа РС-0,63Ж) и исполнительный механизм (типа УКС-160-15-1,0-НО) в продуктовый трубопровод перед центробежным насосом.
Центробежный насос (типа 36 МЦ-10-20) является основным регулируемым объектом установки. Контроль за работой насоса осуществляется с помощью технического мановакуумметра (типа ОБМВ-100), а его производительность регулируется вентилем.
Для определения крепости сортировки и отработки соответствующего пневматического сигнала служит проточный пневматический датчик (типа ДПП-1). Он преобразует величину плотности проходящей через пего сортировки в величину, прямо пропорциональную давлению воздуха и изменяющуюся в пределах 0,02—0,1 МПа. Отбор сортировки на датчик после насоса производится с помощью вентилей и фильтра-газоотделителя. Скорость протекания сортировки измеряется ротаметром (типа РСП).
Так как температура сортировки может отклоняться от 20°С и быть, например, выше вследствие выделения теплоты смешения спирта с водой, то в датчике предусмотрено приведение температуры к 20° С. Отработанный датчиком плотности суммарный пневматический сигнал поступает в блок контроля и регулирования (типа ЧРБ-32А), состоящий из вторичного прибора типа ПВ-10-1П и пропорционально-интегрального регулятора (типа ПРЗ-21), и далее на исполнительный механизм. Назначение вторичного прибора регистрация крепости сортировки и показание положения клапана исполнительного механизма. Вторичный прибор снабжен кнопочным устройством для управления работой установки в ручном или автоматическом режиме.
При возникновении разбалансировки между текущим значением плотности и заданным регулятором блока изменяет выходной пневматический сигнал, обеспечивающий соответствующее изменение положения клапана в исполнительном механизме в сторону выравнивания получаемой крепости с заданной.
Описанная система контроля и регулирования обеспечивает поддержание крепости сортировки с точностью 0,1 % об. спирта от нормальной.
Растворы игредиентов дозируют через особые мерники.
Смеситель спирта состоит из двух частей: нижней и верхней. Нижняя часть представляет собой кольцеобразный коллектор, предназначенный для предварительного смешивания спирта и воды, поступающих по патрубкам.
Верхняя часть имеет цилиндрическую форму, снабжена разделительной диафрагмой и служит для окончательного перемешивания. В этой части расположены две сетки, соединенные стержнем. Кольцеобразный коллектор и цилиндрическая часть смесителя соединены между собой переходным конусом.
Вода и спирт, поступающие одновременно в смеситель, проходят диафрагму и сетки, смешиваются и выходят через патрубок.
Пуск и эксплуатация установки в автоматическом режиме производятся следующим образом. Перед пуском установки проверяют наличие спирта и умягченной воды в емкостях (которое должно быть не меньше 50% вместимости), наличие свободных емкостей для сбора готовой сортировки. Давление воздуха по манометру должно быть не менее 0,2 МПа.
Одновременно приводят в рабочее состояние систему автоматического регулирования:
открывают вентиль и подают в систему воздух;
устанавливают с помощью редуктора по манометру давление воздуха в системе автоматизации, равным 0,14 МПа; нажимают кнопки с индексами «Р» и «Откл.» на кнопочном переключателе блока контроля и регулирования плотности сортировки, что соответствует ручному режиму управления. При этом исполнительный механизм водно-спиртового раствора управляется непосредственно ручным задатчиком «РЗ»;
устанавливают ручным задатчиком по шкале «К» давление на исполнительном механизме(0,06 МПа).
Чтобы привести установку в рабочее состояние (начальные условия работы — вся запорная и регулировочная арматура закрыта), нужно открыть запорные вентили и подать спирт и воду в бачки постоянного уровня и открыть вентили на линиях расходомеров , вентили , регулирующие вентили (наполовину), и (на одну четверть) и (полностью) .