Удосконалення технології виробництва кальвадосів з яблучної сировини

Винахід належить до харчової промисловості, зокрема до виробництва алкогольних напоїв, і може використовуватися для прискореного виготовлення і покращення органолептичних показників таких алкогольних напоїв, як коньяк, дівін, бренді, арманьяк, кальвадос, сидр, віскі, ром, текіла, мадера, портвейн, херес тощо.

Задачею винаходу є створення більш простого та менш енерговитратного способу виготовлення алкогольного напою шляхом зміни речовини, що додається при виготовленні алкогольного напою.

Поставлена задача вирішується першим варіантом способу виготовлення алкогольного напою, який включає етап витримки спиртовмісного матеріалу у присутності деревини дуба, і до спиртовмісного матеріалу додають аскорбінову кислоту в кількості від 50 до 150 мг на 1 дм³ спиртовмісного матеріалу.

Аскорбінова кислота - органічна сполука, є одною з основних речовин у людському раціоні, яка необхідна для нормального функціонування сполучної і кісткової тканини. Виконує біологічні функції відновлення і коферменту деяких метаболічних процесів, є антиоксидантом. Біологічно активний тільки один з ізомерів - L-аскорбінова кислота, який називають вітаміном C.

За фізичними властивостями аскорбінова кислота являє собою білий кристалічний порошок кислого смаку. Легко розчинний у воді, розчинний у спирті.

Аскорбінова кислота бере участь в процесах утворення колагену, серотоніну з триптофану, утворення катехоламінів, синтез кортикостероїдів. Аскорбінова кислота також бере участь у перетворенні холестерину в жовчні кислоти. Вітамін С необхідний для детоксикації в гепатоцитах при участі цитохрому P450. Вітамін С сам нейтралізує супероксидний радикал до перекису водню.

Відновлює убіхінон і вітамін E. Стимулює синтез інтерферону, отже, бере участь у модуляції імунітету. Перетворює тривалентне залізо в двовалентне, тим самим сприяє його всмоктуванню. Гальмує глікозування гемоглобіну, гальмує перетворення глюкози в сорбіт. На рисунку 2.9 зображена структурна формула молекули аскорбінової кислоти.

Рисунок 2.9 - Будова молекули аскорбінової кислоти

Також, аскорбінову кислоту додають до спиртовмісного матеріалу перед початком етапу або під час етапу витримки спиртовмісного матеріалу у присутності деревини дуба.

Поставлена задача вирішується також другим варіантом способу виготовлення алкогольного напою, який включає етапи купажування спиртовмісного матеріалу, що був витриманий у присутності деревини дуба, з іншими компонентами алкогольного напою, та післякупажного відпочинку алкогольного напою, і до алкогольного напою додають аскорбінову кислоту в кількості від 50 до 150 мг на 1 дм³ алкогольного напою.

Крім того, аскорбінову кислоту додають до алкогольного напою перед початком етапу або під час етапу післякупажного відпочинку алкогольного напою.

Зазначені ознаки є суттєвими ознаками, які забезпечують досягнення технічного результату - способи за двома варіантами є простішими та менш енеговитратними у порівнянні із прототипом, дозволяють зменшити час дозрівання спиртовмісних матеріалів за рахунок прискорення окисно-відновних процесів на етапі витримки спиртовмісного матеріалу у присутності деревини дуба або зменшити час дозрівання алкогольного напою за рахунок прискорення окисно-відновних процесів на етапі післякупажного відпочинку алкогольного напою.

Сукупність суттєвих ознак рішення, що заявляється, забезпечує досягнення технічного результату завдяки тому, що при внесенні аскорбінової кислоти розчинений кисень в алкогольних напоях утворює активні форми, що інтенсифікують протікання окисно-відновних процесів при витримці спиртовмісних матеріалів у присутності деревини дуба або в період післякупажного відпочинку алкогольного напою. Внаслідок цього прискорюється дозрівання алкогольних напоїв, крім того покращуються їх органолептичні властивості.

Аскорбінова кислота внесена до переліку харчових добавок та матеріалів, які дозволено використовувати у виноробній промисловості. Застосування аскорбінової кислоти у виноробстві традиційно спрямоване на попередження окислення напоїв під впливом розчиненого кисню [23]. Для цього аскорбінова кислота у кількості до 150 мг/дм³ додається безпосередньо перед розливом у біле сухе вино одночасно з діоксидом сірки у кількості до 20 г/дм³.

Дослідним шляхом було встановлено, що аскорбінова кислота може виступати як прооксидант, як постачальник електронів в процесах окислення за каталітичної участі мікрокількостей іонів заліза, міді, тому її можна застосовувати для інтенсифікації дозрівання спиртовмісних рідин [24]. При взаємодії аскорбінової кислоти з розчиненим киснем утворюються аскорбат-радикали As^·- та супероксид-радикали O₂^·- за схемою:

НAs + O₂^·- > As^·- + O₂^·- + Н⁺

Дисмутація супероксид-радикалів призводить до утворення активних форм кисню - перекису водню та гідроксил-радикалу НО^·:

O₂^·- + O₂^·- + 2Н⁺ > Н₂О₂ + О₂

Н₂О₂ + O₂^·- > О₂ + ОН^- + НО^·

Під впливом активних форм кисню відбувається прискорення дозрівання і покращення органолептичних показників алкогольних напоїв. Дослідним шляхом встановлено, що оптимальні концентрації добавки аскорбінової кислоти до алкогольних напоїв знаходяться в діапазоні 50-150 мг/дм³. При концентраціях добавки менше 50 мг/дм³ не відбувається помітного покращення органолептичних характеристик напоїв, а в концентраціях вище 150 мг/ дм³ добавка аскорбінової кислоти надає напоям нехарактерного кислуватого присмаку і може гальмувати процеси окислення, тобто виступати в ролі антиоксиданту.

2.7 Матеріальний баланс та продуктовий розрахунок

Матеріальний баланс розраховується на 1 дал готового продукту, а потім на річну задану потужність виробництва. В таблиці 2.5 приведений розрахунок сировини на виробництво 1 дал готового продукту [25]. В таблиці 2.6 вказано витрати сировини на виробництво річної кількості готового продукту, а саме 20 000 дал.

Таблиця 2.5 - Матеріальний баланс виробництва кальвадосів на один декалітр

Використано	Отримано
Назва сировини і напівпродуктів	Кількість	Назва кінцевого продукту, відходів та втрат	Кількість
Яблука, кг	236,2	Кальвадос, кг	9,35
Вода, кг	4,175	Яблуневий жом, кг	105
Цукор, кг	0,18	Спиртована вода (1% мас.), кг	114,5
Аскорбінова кислота, кг	0,01	Втрати	11,711

Матеріальний баланс проведено з врахуванням густини водно-спиртових розчинів (бражка, дистилят, спиртована вода) та інших компонентів.

Таблиця 2.6 - Матеріальний баланс виробництва кальвадосів на один рік роботи

Використано	Отримано
Назва сировини та напівпродукту	Кількість	Назва кінцевого продукту	Кількість
Яблука, т	4724	Кальвадос, т	187
Вода, т	83,5	Яблуневий жом, т	2100
Цукор, т	3,6	Спиртована вода (1% мас.), т	2290
Аскорбінова кислота, т	0,2	Втрати, т	234,3

Запланована виробнича потужність підприємства по виробництву кальвадосів складає 20 000 декалітрів в рік. Виходячи з цього, розрахуємо необхідну кількість яблучного соку та яблук на річне виробництво. Розрахунок проводиться в зворотному напряму відносно ходу виробництва задля того, щоб, заздалегідь розрахувавши всі втрати, отримати заплановану кількість готового продукту.

Основою для розрахунку служить технологічна схема виробництва, норми втрат. Розрахунок на багатьох стадіях проводиться за формулою (2.1):

де: N - кількість продукту, яка поступає на стадію, дал,

К - кількість продукту, яка виходить зі стадії, дал,

n - норма втрати стадії, %.

1) Завершальні стадії (післякупажний відпочинок, подача на розлив, розлив, вкладання в ящик, відправлення на склад готової продукції). Норми втрат для окремих стадій вказані в табл. 2.7.

Таблиця 2.7 - Норми втрат для завершальних стадій

Стадія	Норма втрати, %
Відправлення на склад готової продукції	0,02
Вкладання в ящик	0,07
Розлив	0,45
Подача на розлив	0,16
Післякупажний відпочинок	0,5
Фільтрація перед розливом	0,5
Разом	1,7

Об'єм напою після стадії купажування N₁, дал:

2) Купажування. При приготуванні готового напою використовують компоненти, які вказані в табл.2.8 з розрахунком на 1000 дал [26].

Таблиця 2.8 - Пропорції компонентів для купажування

Компонент	Кількість
Яблучний спирт (60 % об.), л	6620
Цукровий сироп (80 % мас.), кг	198,9
Колер, л	26,88
Аскорбінова кислота, кг	10

Дистильована вода додається до купажу задля отримання напою міцністю 40-42 % об., проте пропорція решти компонентів, яка приведена вище, в переважній кількості випадків зберігається.

Використовуючи пропорційну залежність і норму втрати при купажуванні 0,5%, знаходимо необхідну кількість яблучного спирту N₂, дал:

3) Витримка кальвадосного спирту в бочках (розрахунок на 3 роки витримки). Норма втрати на один рік складає 0,6%. Об'єм спирту, який треба закласти на витримку, N₃, дал:

4) Розведення спирту. Перед закладенням на витримку згідно з рецептурою отриманий яблучний дистилят міцністю 80 % треба розвести до міцності 65%.

Використовуючи пропорційну залежність і норму втрати при проведенні розведення 0,5%, знаходимо необхідну кількість дистильованого спирту N₄, дал:

5) Дистиляція спирту. З розрахунку ректифікаційної колони отримано результат, що при продуктивності установи по яблучному спирту 60 кг/год міцністю 80% витрата бражки міцністю 5% складає 1213,2 кг/год.

Використовуючи пропорційну залежність і норми втрат при проведенні дистиляції, які подані у табл.2.9, знаходимо необхідну кількість бражки N₅, дал:

Таблиця 2.9 - Норми втрат при дистиляції спирту

Стадія	Норма втрати, %
Прийомка	0,026
Злив з тари в ємність	0,04
Закачування на нагрівання	0,07
Закачування в куб	0,07
Втрати при перегонці	2
Відбір головної фракції	2
Відбір хвостової фракції	2,5
Разом	6,7

5) Отримання бражки. Норма втрат при отриманні бражки з яблучного соку складає 3%. Враховуючи норму втрати 0,5% на переміщення рідин по технологічним лініям, розрахуємо необхідну кількість яблучного соку N₆, дал:

6) Отримання яблучного соку та прийомка сировини. Для виробництва 1 дал яблучного соку необхідно використати 18,5 кг яблук. Враховуючи норму втрати 1% на прийомку сировини, розрахуємо необхідну кількість яблук N₇, кг:

Тобто, для річного виробництва в 20 000 дал нам необхідно використати близько 4,72 тис. т. яблук, або 236,2 кг яблук на 1 дал готової продукції.

2.8 Розрахунок та вибір технологічного обладнання

Обладнання, яке використовується на підприємстві з виробництва кальвадосів, подано в табл. 2.10.

Таблиця 2.10 - Обладнання для виробництва кальвадосів

Номер обладнання	Назва обладнання	Кількість	Матеріал робочої зони	Технічна характеристика
1	2	3	4	5
1	Контейнер КВА	6	Нержавіюча сталь	Вантажопідйомність: 2,5 т Розміри: 3400х1300х700 мм
2	Бункер-подавач Т-1 ВБШ-10	1	Нержавіюча сталь	Продуктивність: 10 т/год
3	Установа для миття КУМ	1	Нержавіюча сталь	Продуктивність 3-5 т/год Швидкість стрічки 0,01-0,6 м/с
4	Валкова дробильна установа ВДГ-10	1	Нержавіюча сталь	Продуктивність: до 10 т/год
5	Установа для стікання ВССШ-10	1	Нержавіюча сталь	Продуктивність: до 10 т/год
6	Гідравлічний прес ВПНД-10	1	Нержавіюча сталь	Продуктивність: до 10 т/год
7	Центрифуга ВЛО-0	1	Нержавіюча сталь	Продуктивність: до 600 дал/год
8	Ємність для бродіння (установка БА-1)	1	Нержавіюча сталь	Продуктивність: до 7000 дал/добу
9	Ректифікаційна колона К-5	1	Нержавіюча сталь	Діаметр колони - 400 мм; діаметр тарілки - 290 мм; висота колони - 7000 мм; висота тарілки - 20 мм; витрата вихідного розчину до 0,5 кг/с.
10	Насоси ВПМН-10, Н-21	5	Нержавіюча сталь	Продуктивність 1-10 т/год Максимальний тиск 5 бар Максимальний розмір шматків 50 мм Максимальна частота 100 об/хв
11	Установки для дозування в безперервному потоці ВЛО-Б	4	Нержавіюча сталь	Продуктивність: до 600 дал/год

2.9 Розрахунок ректифікаційного апарату та його зображення для проведення технологічного процесу

2.9.1 Принцип роботи ректифікаційного колони

Зазвичай ректифікаційний апарат складається з двох частин: верхньої та нижньої, кожна з яких являє собою організовану поверхню контакту фаз між парою і рідиною. У нижній частині вихідна суміш взаємодіє з парою, початковий склад якого дорівнює складу кубового залишку. Внаслідок цього із суміші витягується низькокиплячий компонент (НКК).

У верхній частині пара початкового складу, що відповідає складу вихідної суміші, взаємодіє з рідиною, початковий склад якої дорівнює складу дистиляту. Внаслідок цього пар збагачується НКК до потрібної межі, а висококиплячий компонент (ВКК) витягується з парової фази.

Пара для живлення ректифікаційної колони (РК) виходить багаторазовим випаровуванням рідини, що має той же склад, що і кубовий залишок, а рідина - багаторазовою конденсацією пари, що має склад, однаковий за складом дистиляту.

Отриманий конденсат ділиться на дві частини. Одна частина спрямовується назад в колону - флегма, інша є відібраним продуктом - дистилят. Відношення кількості повернутого в колону дистиляту (флегми) до кількості дистиляту, відібраного у вигляді продукту - називається флегмовим числом R [27].

У ректифікаційному апараті знизу вгору рухаються пари, а зверху подається рідина, що представляє собою майже чистий НКК. При зіткненні парів, що піднімаються, зі стікаючою рідиною відбувається часткова конденсація парів і часткове випаровування рідини. При цьому з пари конденсується переважно ВКК, а з рідини випаровується переважно НКК. Таким чином, стікаюча рідина збагачується ВКК, а пари, що піднімаються, збагачуються НКК, в результаті чого пари, які виходять з апарату, являють собою майже чистий НКК. Ці пари надходять у конденсатор, званий дефлегматором, і конденсуються. Частина конденсату, що повертається на зрошення апарату, називається флегмою, інша частина відводиться в якості дистиляту.

Як і для всіх масообмінних апаратів ефективність процесів ректифікації залежить від поверхні контакту фаз. Для збільшення поверхні массобміну використовують різні контактні пристрої насадочного або барботажного типу.

2.9.2 Класифікація ректифікаційних установок

У промисловості застосовують ковпачкові, сітчасті, насадкові, плівкові трубчасті колони і відцентрові плівкові ректифікатори. Вони розрізняються в основному конструкцією внутрішнього устрою апарату, призначення якого - забезпечення взаємодії рідини і пари. Ця взаємодія відбувається при барботуванні пари через шар рідини на тарілках (ковпачкових або сітчастих), або при поверхневому контакті пари і рідини на насадці або поверхні рідини, що стікає тонкою плівкою.

Тарілчасті ковпачкові колони найбільш часто застосовують у ректифікаційних установках. Пари з попередньої тарілки потрапляють в парові патрубки ковпачків і барботують через шар рідини, у яку частково занурені ковпачки. Ковпачки мають отвори або зубчасті прорізи, які розбивають пару на дрібні струмки для збільшення поверхні стикання її з рідиною. Переливні трубки служать для підведення і відведення рідини і регулювання її рівня на тарілці. Основною областю масообміну і теплообміну між парами і рідиною, як показали дослідження, є шар піни та бризок над тарілкою, що створюється в результаті барботажу пари. Висота цього шару залежить від розмірів ковпачків, глибини їх занурення, швидкості пари, товщини шару рідини на тарілці, фізичних властивостей рідини тощо.

Клапанні тарілки показали високу ефективність при значних інтервалах навантажень завдяки можливості саморегулювання. В залежності від навантаження клапан переміщується вертикально, змінюючи площу живого перетину для проходу пари, причому максимальний перетин визначається висотою пристрої, що обмежує підйом. Площа живого перерізу отворів для пари становить 10 - 15% площі перерізу колони. Швидкість пари досягає 1,2 м/с. Клапани виготовляють у вигляді пластин круглого або прямокутного перерізу з верхнім або нижнім обмежувачем підйому.

Лускаті тарілки подають пару в напрямку потоку рідини. Вони працюють найбільш ефективно при струминному режимі, що виникає при швидкості пари в лусках понад 12 м/с. Площа живого перерізу становить 10% площі перерізу колони. Луски бувають арочними і пелюстковими; їх розташовують на тарілці в шаховому порядку. Простота конструкції, ефективність і велика продуктивність - переваги цих тарілок.

Пластинчасті тарілки зібрані з окремих пластин, розташованих під кутом 4 - 9° до горизонту. У зазорах між пластинами проходить пар зі швидкістю 20 - 50 м/с. Над пластинами встановлені відбійні щитки, які зменшують винос бризок. Ці тарілки відрізняються великою продуктивністю, малим опором і простотою конструкції.

До провальних відносять тарілки гратчасті, колосникові, трубчасті, сітчасті (плоскі або хвилясті без зливних пристроїв). Площа живого перерізу тарілок змінюється в межах 15 - 30%. Рідина і пара проходять поперемінно через кожен отвір у залежності від співвідношення їх напорів. Тарілки мають малий опір, високий ККД, працюють при значних навантаженнях і відрізняються простотою конструкції.

Насадкові колони отримали широке поширення в промисловості. Вони являють собою циліндричні апарати, заповнені інертними матеріалами у вигляді шматків певного розміру або насадочними тілами, що мають форму, наприклад, кілець, кульок для збільшення поверхні фазового контакту та інтенсифікації перемішування рідкої і парової фаз. Масо- і теплообмін в колонах з насадкою характеризуються не тільки явищами молекулярної дифузії, що визначаються фізичними властивостями фаз, але і гідродинамічними умовами роботи колони, які визначають турбулентність потоків: ламінарний, проміжний і турбулентний, при яких потік пари є суцільним, неперервним і заповнює вільний об'єм насадки, не зайнята рідиною, в той час як рідина стікає лише по поверхні насадки. Подальший розвиток турбулентного руху може призвести до подолання сил поверхневого натягу і порушення граничної поверхні між потоками рідини і пари. При цьому газові вихри проникають в потік рідини, відбувається емульгування рідини парою, і масообмін між фазами різко зростає. У разі емульгування рідина розподіляється не на насадці, а заповнює весь її вільний об'єм, не зайнятий парою; рідина утворює суцільну фазу, а газ - дисперсну фазу, розподілену в рідині, тобто відбувається інверсія фаз. Насадкову колону слід розраховувати, виходячи з оптимальної швидкості. При перевищенні оптимальної швидкості починається обернений рух рідини знизу вгору, відбувається так зване “захлинання” колони та порушення режиму її роботи.

Трубчасті плівкові ректифікаційні колони складаються з пучка вертикальних труб, по внутрішній поверхні яких тонкою плівкою стікає рідина, взаємодіючи з парою, яка піднімається по трубам. Пара надходить з куба в трубки. Флегма утворюється в дефлегматорі безпосередньо на внутрішній поверхні трубок, охолоджуваних водою у верхній їх частині. Діаметр застосовуваних трубок - 5 - 20 мм. Ефект роботи плівкового апарату зростає зі зменшенням діаметра трубок. Трубчасті колони характеризуються простотою виготовлення, високими коефіцієнтами масопередачі і дуже малими гідравлічними опорами руху пари. Багатотрубні (і довготрубні) колони з штучним зрошенням мають значно менші габаритні розміри і масу, ніж тарілчасті.

Сітчасті колони застосовують головним чином при ректифікації спирту та рідкого повітря. Допустимі навантаження по рідини і парі для них відносно невеликі, і регулювання режиму їх роботи ускладнене. Масо- та теплообмін між парою і рідиною в основному відбуваються на деякій відстані від дна тарілки в шарі піни та бризок. Тиск і швидкість пари, що проходить через отвори сітки, повинні бути достатні для подолання тиску шару рідини на тарілці і створення опору її набряканню через отвори. Сітчасті тарілки необхідно встановлювати строго горизонтально для забезпечення проходження пари через всі отвори тарілки, а також щоб уникнути стікання рідини через них. Зазвичай діаметр отворів сітчастої тарілки приймають в межах 0,8 - 3,0 мм [28].

2.9.3 Вибір ректифікаційної колони

В ректифікаційних колонах застосовуються сотні різних конструкцій контактних пристроїв, які істотно різняться за своїми характеристиками і техніко-економічними показниками. При цьому в експлуатації знаходяться поряд з найсучаснішими конструкціями контактні пристрої таких типів (наприклад, жолобчасті тарілки та ін), які, хоча і забезпечують отримання цільових продуктів, але не можуть бути рекомендовані для сучасних і перспективних виробництв.

Найбільш поширеними ректифікаційними установками є барботажні колони з різними типами тарілок: ковпачковими, сітчастими, провальними тощо. Добре зарекомендували себе апарати з сітчастими тарілками, що відрізняються простотою конструкції і легкістю в обслуговуванні.

При виборі типу контактних пристроїв зазвичай керуються наступними основними показниками:

а) продуктивністю;

б) гідравлічним опором;

в) коефіцієнтом корисної дії;

г) діапазоном робочих навантажень;

д)можливістю роботи на середовищах, схильних до утворення смолистих чи інших відкладень;

е) матеріаломісткістю [29].

Сітчасті тарілки з відбійниками мають відносно низький гідравлічний опір, підвищену продуктивність, але більш вузький робочий діапазон порівняно з ковпачковими тарілками. Застосовуються переважно у вакуумних колонах.

Кращі показники по гідравлічному опору мають тарілки сітчасті і S-подібні з клапанами, а по ККД - клапанна баластна і S-подібна з клапаном.

Слід зазначити, що універсальних конструкцій тарілок, ефективно працюючих «завжди і скрізь», не існує. При виборі конкретного типу тарілок з безлічі варіантів слід віддати перевагу тій конструкції, основні (не обов'язково всі) показники ефективності якої в найбільшій мірі задовольняють вимогам, що пред'являються. Переважно застосування контактних пристроїв, що мають якомога менший гідравлічний опір [30].

2.9.4 Колони з сітчастими тарілками для розділення суміші «етиловий спирт-вода»

Колони з сітчастими тарілками набагато простіше по влаштуванню і дешевше, ніж, наприклад, колони з ковпачковими тарілками. Колони з сітчастими тарілками (рис.2.10) складаються з вертикального циліндричного корпусу 1 з горизонтальними тарілками 2, в яких рівномірно по всій поверхні просвердлено значне число дрібних отворів. Для зливу рідини і регулювання її рівня на тарілці є переливні трубки 3. Нижні кінці трубок занурені у стакани 4, що знаходяться на тарілках, що лежать нижче, і утворюють гідравлічні затвори.



1 - корпус; 2 - сітчаста тарілка; 3 - переливна трубка; 4 - стакан

Рисунок 2.10 - Схема будови сітчастої колони

Газ (пара) проходить в отвори тарілки (рис.2.11) і розподіляється в рідині у вигляді дрібних струмків; лише на деякій відстані від днища тарілки утворюється шар піни та бризок - основна область масообміну і теплообміну на тарілці.

Рисунок 2.11 - Схема роботи сітчастої тарілки

В певному діапазоні навантажень сітчасті тарілки володіють досить великою ефективністю. Для того, щоб ККД тарілки не різко зменшувався, тиск і швидкість газу (пари), що проходить через отвори тарілки, повинні бути достатніми для того, щоб подолати тиск шару рідини на тарілці і запобігти тим самим стіканню рідини через отвори.

Крім того, протікання рідини через отвори збільшується із збільшенням діаметру тарілки і при відхиленні від строго горизонтального положення. Тому діаметр і число отворів слід підбирати такими, щоб рідина утримувалася на тарілках і не захоплювалася механічно парою. Зазвичай приймають діаметр отворів сітчастих тарілок 0,8 - 3 мм.

Очищення, промивка та ремонт сітчастих тарілок проводяться відносно зручно і легко.

Але є й мінуси. Сітчасті колони ефективно працюють тільки при певних швидкостях ректифікації, і регулювання режиму їх роботи. При значних навантаженнях втрата напору досить велика. Крім того, як зазначалося раніше, тарілки повинні бути розташовані строго горизонтально, тому що інакше газ (пара) буде проходити через частину отворів, не стикаючись з рідиною. А в разі раптового припинення надходження газу (пара) або значного зниження його тиску тарілки сітчастої колони повністю звільняються від рідини, і для досягнення заданого режиму процесу потрібно знову пустити колону.

Чутливість до коливань навантаження, а також забруднень і опадів, які швидко забивають отвори тарілки, обмежують область використання сітчастих колон. Але для ректифікації спирту та рідкого повітря (кисневі установки), головним чином застосовують саме їх.

Для підвищення ефективностісітчастих тарілок збільшують тривалість контакту між рідиною і газом (паром), наприклад, примусовим круговим рухом рідини на тарілці при однаковому напрямку її руху на всіх тарілках колони [31].

2.9.5 Вибір допоміжного обладнання і конструкційного матеріалу

Розміри і конструкції перегонного куба, дефлегматора і кінцевого холодильника залежать від продуктивності установки, фізичних властивостей суміші, що переганяється і режиму процесу (періодичний або неперервний).

Дефлегматор зазвичай являє собою кожухотрубний теплообмінник. У ряді випадків в дефлегматорі відбувається конденсація всіх парів, що вийшли з колони. В кінцевому холодильнику дистилят охолоджується до заданої температури.

Іноді в дефлегматорі конденсується лише частина парів для отримання флегми, а повна конденсація і охолодження відбуваються в холодильнику.

Ректифікаційні установки забезпечують також приладами для регулювання і контролю режиму роботи і нерідко апаратами для утилізації тепла.

Етанол і вода не є корозійно-активними речовинами, робоча температура в колоні не вище 100°С, тому в якості конструкційного матеріалу для основних деталей апарату вибираємо сталь Ст3 ГОСТ380-94, яка використовується для виготовлення деталей хімічної апаратури при роботі з неагресивними середовищами при температурах від 10 до 200 °С [32].

2.9.6 Конструктивний та тепловий розрахунок ректифікаційної колони

1. Апарат призначений для розділення суміші етиловий спирт - вода концентрацією 5% мас.;

2. Концентрація етанолу в дистиляті 80% мас.;

3. Концентрація етанолу в кубовому залишку 1 % мас.;

4. Виробнича потужність по дистиляту: 0,017 кг/с;

5. Тиск у колоні: 0,1 МПа;

6. Температура середовища:

· вихідної суміші: 86,50 ⁰С;

· дистиляту: 78,40 ⁰С;

· кубового залишку: 97,40 ⁰С;

7. Середовище в апараті: нетоксичне;

8. Тип тарілок: сітчасті.

2.9.6.1 Матеріальний розрахунок колони

Температури кипіння та молекулярні маси компонентів, що розділяються, наведені в табл. 2.11 [33].

Таблиця 2.11 - Параметри компонентів, що розділяються

Речовина	Параметр
	tк, °С	М, кг/кмоль
етанол	78,30	46,10
вода	100,00	18,00

Матеріальний баланс ректифікаційної колони неперервної дії описується за допомогою рівнянь:

які можна об'єднати у систему.

В даних рівняннях G_F, G_D, G_W - масові витрати суміші при надходженні, дистиляту та кубовому залишку; х_F, x_D, x_W - вміст низькокиплячого компоненту (етилового спирту) у суміші при надходженні, дистиляті та кубовому залишку.

Отже, витрата по кубовому залишку G_W, кг/с:

Переведемо масові долі компонентів суміші в мольні.

Мольна концентрація вихідної суміші,

де - масова концентрація вихідної суміші;

- молярна маса етанолу;

- молярна маса води.

Мольна концентрація дистиляту,

де - масова концентрація дистиляту.

Мольна концентрація кубового залишку,

де - масова концентрація кубового залишку.

Молекулярна маса вихідної суміші , кг/моль:

Молекулярна маса дистиляту M_D, кг/моль:

Молекулярна маса кубового залишку M_W, кг/моль:

2.9.6.2 Розрахунок оптимального флегмового числа та числа теоретичних тарілок

Будуємо діаграму рівноваги між парою та рідиною в системі етиловий спирт-вода (рис.2.12), використовуючи данні по рівновазі (табл.2.12).

Таблиця 2.12 - Рівноважні дані системи етиловий спирт-вода

х, % мол.	0,00	1,90	9,66	16,61	26,08	39,65	50,79	57,32	67,63	74,72	89,43
у, % мол.	0,00	17,00	43,75	50,69	55,80	61,22	65,64	68,41	73,85	78,15	89,43
T, ?С	100,0	95,50	86,70	84,10	82,30	80,70	79,80	79,3	78,64	78,41	78,15

Знаходимо значення

Тоді мінімальне флегмове число :

Робоче число флегми R:

Побудуємо за отриманим значенням R робочі лінії та ступені зміни концентрацій (кількість тарілок на ній). Для цього згідно до методики відкладемо на осі у значення В:

Отримане значення з'єднаємо із точкою А, яка відповідає концентрації х_D. Із точки перетину даної лінії із значенням концентрації вихідної суміші (С) опустимо лінію до точки (D), яка відповідає значенню концентрації кубового залишку. По отриманим робочим лініями визначимо число теоретично необхідних тарілок.



Рисунок 2.12 - Х-Y-діаграма. Залежність між рівноважними та робочими складами фаз для суміші етиловий спирт-вода

Виконавши на діаграмі (рис.2.12) побудову ламаної лінії, знаходимо необхідне число ступенів зміни концентрації: в верхній частині воно складає ~ 3, в нижній ~ 3; всього - 6.

Розрахунок витрат пари у верхній та нижній частині колони.

Знайдемо рівняння робочих ліній:

а) для верхньої частини колони:

б) для нижньої частини колони:

де f - відносна мольна витрата живлення.

Середні молярні маси пари у верхній та нижній частинах, кг/кмоль:

Витрата пари у верхній та нижній частинах, кг/год:

Середні мольні концентрації рідини у верхній та нижній частинах:

Середні молярні маси водно-спиртових розчинів у верхній та нижній частинах, кг/кмоль:

Витрата рідини у верхній та нижній частинах, кг/год:

2.9.6.3 Розрахунок діаметра ректифікаційної колони

Знаходимо температури для нижньої та верхньої частини колони для рідини і пари з таблиці «Залежність температури від рівноважних складів пари та рідини» (табл.2.13).

Тоді температура для верхньої та нижньої частини колони для рідини становить, :

Температура для верхньої та нижньої частини колони для пари становить, :

Таблиця 2.13 - Залежність температури від рівноважних складів пари та рідини

х, %	y, %	t, °С	x, %	y, %	t, °С
0,00	0,00	100,0	32,73	58,26	81,5
1,90	17,00	95,5	39,65	61,22	80,7
7,21	38,91	89,0	50,79	65,64	79,8
9,66	43,75	86,7	51,98	65,99	79,7
12,38	47,04	85,3	57,32	68,41	79,3
16,61	50,89	84,1	67,63	73,85	78,74
23,37	54,45	82,7	74,72	78,15	78,41
26,08	55,80	82,3	89,43	89,43	78,15

Знайдемо середні густини пари у верхній та нижній частинах колони, кг/м³:

де , і - середні температури пари, що знаходяться по значенням у_ср.в та у_ср.н.

Густини рідини у верхній і нижній частинах колони знаходять за формулою, кг/м³:

де , - густини легколетючого та важколетючого компонентів при відповідних температурах, кг/м³.

Розрахунок швидкості пари в колоні. Швидкість пари у верхній частині колони , м/с:



де С = 0,059 (при відстані між тарілками 250 мм) - коефіцієнт, що залежить від конструкції тарілок, відстані між ними, робочого тиску в колоні, навантаження колони по рідині.

Швидкість пари в нижній частині колони , м/с:

Розрахунок діаметру колони. Так як швидкості и мало відрізняються одна від одної, в розрахунках використовуємо середню швидкість парів , м/с:

Приймаємо середній потік пари в колоні G, кг/с:

Середня густина в колоні , кг/м³:

Орієнтовний діаметр колони визначаємо з рівняння витрат, м:

Приймаємо стандартний апарат з діаметром 400 мм.

По каталогу [34] для колони діаметром 400 мм обираємо сітчасті тарілки типу ТС (рисунок 2.13):

Виконання I - нерозбірне;

Діаметр тарілки - 290,00 мм (рисунок 2.14);

Висота тарілки - 20 мм;

Вільний перетин колони - 0,13 м²;

Робочий перетин тарілки - 0,054 м²;

Вільний перетин тарілки - 0,25 м²;

Відносний вільний перетин тарілки (при d_{отворів}=5 мм) - 7,11%;

Крок між отворами приймаємо 11 мм;

Периметр зливу - 0,36 м;

Перетин переливу - 0,0044 м²;

Відносна площа переливу - 3,37%;

Маса - 9,8 кг.

Рисунок 2.13 - Сітчаста тарілка типу ТС

Рисунок 2.14 - Основа тарілки

2.9.6.4 Розрахунок числа тарілок

В'язкість рідини на тарілці.

де - в'язкість етанолу;

- в'язкість води.

Звідси в'язкість рідини буде , мПа·с:

Коефіцієнт відносної летючості б:

де = 1120 мм рт.ст. - тиск насиченої пари етанолу;

= 525 мм рт.ст. - тиск насиченої пари води.

Добуток.

По діаграмі для наближеного визначення ККД тарілки (рис.2.15) знаходимо значення з = 0,51.

Рисунок 2.15 - Діаграма для наближеного визначення ККД тарілки

Тоді число тарілок:

· в верхній частині колони

· в нижній частині колони

2.9.6.5 Розрахунок висоти колони

Приймаємо відстань між тарілками Н_т = 250 мм, тоді висота верхньої та нижньої частини складає, м:

Товщина тарілки - 0,02 м;

Висота сепараційного простору- 0,7 м;

Висота кубового простору - 2,3 м;

Висота опори - 1 м.

Загальна висота колони H, м:

2.9.6.6 Тепловий розрахунок колони

Витрата теплоти, що віддається воді в дефлегматорі , кВт:

де r_р - теплота конденсації флегми, кДж/кг.

де r_В = 2500 кДж/кг -теплота конденсації води;

r_А = 882 кДж/кг - теплота конденсації етанолу.

В якості холодоагента приймаємо воду, з початковою температурою 20°С, і кінцевою 30°С. Тоді середня різниця температур t_cр складе (температуру дистиляту t_D =79,10°C знаходимо з таблиці), С:

t_б =79,1 - 20,0 = 59,1 С

t_м = 79,1 - 30,0 = 49,1С

t_cр = (59,1+49,1)/2 = 54,1 С

Орієнтовне значення коефіцієнта теплопередачі: К = 400 Вт/(м²К).

Тоді необхідна поверхня теплообміну F, м²:

F = Q_Д/(Kt_ср)

F = 97,97 10³/(40054,1) = 4,53 м²

Приймаємо стандартний кожухотрубний конденсатор з діаметром кожуха 200 мм і довжиною труб 1,5 м, для якого поверхня теплообміну дорівнює 6 м².

Витрата охолоджуючої води , кг/с:

Витрата теплоти в кубі випарнику , кВт.

де с_D - теплоємність дистилляту, кДж/(кгК);

с_w- теплоємність кубового залишку, кДж/(кгК);

с_F- теплоємність вихідної суміші, кДж/(кгК);

1,03 - коефіцієнт, що враховує втрати в навколишнє середовище.

Теплоємність дистиляту , кДж/(кг·К):

де с_А - теплоємність етилового спирту, кДж/(кг·°C);

с_В - теплоємність води, кДж/(кг·°C).

Аналогічно розраховуємо теплоємності вихідної суміші та кубового залишку , кДж/(кг·К):

Тоді витрата теплоти у кубі випарнику буде становити:

Приймаємо пару з тиском 0,3МПа, для якого теплота конденсації = 2171 кДж/кг. Витрата гріючого пару G_п, кг/с:

G_п = Q_к/r

G_п = 362,25/2171 = 0,167 кг/c

Середня різниця температур у випарнику t_ср, C:

t_ср = 167 - 97,6 = 69,4 C

Орієнтовне значення коефіцієнта теплопередачі К = 300 Вт/(м²К), тоді необхідна площа теплообміну F, м²:

F = Q_к/(Kt_ср)

F = 362,2510³/(30069,4) = 17,4 м²

Обираємо кожухотрубний теплообмінник з діаметром кожуха 300 мм та довжиною труб 2 м, для якого поверхня теплообміну дорівнює 20 м².

Отже, на основі матеріального розрахунку розраховані матеріальні потоки в колоні та визначений діаметр ректифікаційної колони - 300 мм. Знайдено оптимальне флегмове число R = 3,78. Розраховане дійсне число тарілок: 6 в верхній частині колони та 6 в нижній. На основі теплового розрахунку було обрано дефлегматор (діаметр кожуха 200 мм, довжина труб 1,5 м, поверхня теплообміну 6 м²) та випарник (діаметр кожуха 300 мм, довжина труб 2 м, поверхня теплообміну 20 м²), визначено витрату охолоджуючої води та гріючої пари.

Кресленик ректифікаційної колони представлено на рис А.1.

2.10 Контроль виробництва, стандартизація та сертифікація продукції

Стандартизація продукції - діяльність з метою досягнення оптимального ступеня упорядкування в певній галузі шляхом встановлення положень для загального і багаторазового використання щодо реально діючих чи можливих завдань [35].

Сертифікація продукції - процедура, за допомогою якої третя сторона дає підтвердження показників, характеристик та властивостей продукції, процесів, послуг на підставі випробувань, атестації виробництва та сертифікації систем якості.

Сертифікація продукції проводиться на основі відповідних документів третьої - незацікавленої - сторони, незалежної від виробника і споживача продукції. Сертифікація здійснюється з метою підтвердження відповідності товару встановленим нормам і стандартам якості.

Сертифікація продукції проводиться в спеціально акредитованій дослідній лабораторії або в лабораторному центрі. На їх основі сертифікований орган і приймає рішення про видачу або відказі в наданні сертифіката заявнику. Акредитована лабораторія повинна забезпечити достовірність даних, отриманих в ході лабораторної експертизи.

Схема контролю виробництва кальвадосів приведена в таблиці 2.14 [36, 37]:

Таблиця 2.14 - Схема контролю виробництва кальвадосів

Об'єкт контролю	Вузол контролю	Періодичність	Параметри, що контролюються	Допустимі значення	Метод і засіб контролю
1	2	3	4	5	6
Сировина (яблука)	Склад приймання	Кожна партія	Цілісність, свіжість	Яблука не гнилі, не пошкоджені	Візуально
Яблучний сік	Бродильна ємність	Кожна партія соку	Концентрація цукрів Концентрація ароматичних речовин Температура	10-14 % мас. 10-60 мг/л 20 ± 2оС	Титрування Хроматографія Термометр
Яблучна бражка	Бродильна ємність	Кожна партія бражки	Міцність Кислотність Концентрація летких кислот Концентрація цукрів	Не менше 4% мас. Не менше 5 г/л Не більше 1,5 г/л Не більше 0,2%	Ареометр Титрування Титрування лугом дистильованої фракції Титрування
Спирт-ректифікат	Ректифікаційна колона	Кожну годину в процесі перегонці	Міцність Концентрація домішок в т.ч. ефірів	75 ± 5% об. не менше 4 г/л не менше 1 г/л	Ареометр Хроматографія Хроматографія
Розведений спирт-ректифікат	Ємність розведення	Кожну партію	Міцність	65 ± 2% об.	Ареометр
Витриманий спирт	Ємність купажування	Кожну партію бочок для витримки	Міцність	60 ± 2% об.	Ареометр
Готовий напій	Ємність зберігання готового напою	Кожну партію	Міцність Концентрація цукрів Концентрація метанолу Концентрація заліза Концентрація свинцю Концентрація ртуті Концентрація миш'яку Концентрація кадмію Концентрація цинку Концентрація міді Концентрація стронцію 90 Концентрація цезію 137	40-43 % об. 7 - 20 г/л Не більше 1 г/л Не більше 1,5 мг/л Не більше 0,03 мг/л Не більше 0,005 мг/л Не більше 0,2 мг/л Не більше 0,03 мг/л Не більше 10 мг/л Не більше 5 мг/л Не більше 1,5 Бк/л Не більше 1,5 Бк/л	Ареометр Титрування Колориметрія Колориметрія Полярографія Колориметрія Колориметрія Полярографія Полярографія Полярографія, колориметрія Титрування Титрування

2.11 Енергозабезпечення та енергозбереження

Витрати води та пару наведені при розрахунку основного апарату. Витрати електроенергії, в свою чергу, дорівнюють сумі потужності всіх електричних пристроїв та установ, які використовуються на виробництві [38]:

установка для миття яблук- 6,6 кВт/год;

дробильна установа - 8 кВт/год;

гідравлічний прес - 2,8 кВт/год;

магнітний уловлювач- 0,6 кВт/год;

центрифуги - 30 кВт/год;

ректифікаційна колона- 0,9 кВт/год;

лінія розливу - 1,5 кВт/год;

етикетувальна машина - 4 кВт/год;

установка для обклеювання акцизних марок- 0,6 кВт/год;

насоси - 7*3 = 21 кВт/год;

освітлення - 5 кВт/год;

інші витрати електроенергії - 5 кВт/год.

Разом - 86 кВт/год.

2.12 Водозабезпечення

Витрати води при виробництві кальвадосів можна розділити на дві групи. До першої відносяться витрати очищеної води, яка використовується для розведення дистиляту, який отримано після очищення, для купажу як компонент готового напою та в інших технологічних стадіях, які слугують для промивки сосудів та інших виробничих цілей, які передбачають використання чистої води. До другої групи відносять витрати технічної води, яка використовується як тепловий агент і не вступає в контакт з виробничими поверхнями або готовий продуктом ніяким чином; ці витрати забезпечуються водою з річки, яка без очистки подається в певний виробничий вузол та повертається назад у річку без очистки.

Витрати чистої води складають: 20 л на 1 л готового продукту для виконання промивок для інших очисних робіт; 23 л на 100 л готового продукту для розведення перед витримкою; 3,5 л на 1 л готового продукту під час купажування та близько 2 л на 1 л готового продукту для решти виробничих цілей. Загальна витрата чистої води складає 25,7 л/л.

Витрати технічної води складають: 1,35 л на 1 л готового продукту для охолодження під час ректифікації; 9 л на 1 л готового продукту для виробництва пари. Загальна витрата технічної води складає 10,35 л/л.

Загальна витрата води - 36,05 л на 1 л готового продукту або близько 7210 м³ на річний об'єм виробництва.

Склад води, яка використовується на виробництві, повинен відповідати наступним вимогам: сухий залишок не більше 1000 мг/дм3 (за погодженням з органами санітарно - епідеміологічної служби допускається до 1500 мг/дм3), концентрації хлоридів і сульфатів не більше 350 і 500 мг/дм3 відповідно, загальна жорсткість не більше 7 моль/м3 (за погодженням з органами санітарно - епідеміологічної служби допускається до 10 моль/м3), концентрації хімічних речовин (крім зазначених в таблиці) не повинні перевищувати ГДК для води господарсько-питного та культурно-побутового водокористування, а також норм радіаційної безпеки. Джерелом постачання води є міська система водопостачання.

2.13 Відходи виробництва

Основними відходами виробництва кальвадосів є:

- Яблуневий жом, який отримують після віджимання яблучного соку з яблук і після віджимання мезги (шкірка яблук йде в корм худобі або використовується як добриво в суміші з вапном та іншими речовинами). Використовують для одержання спирту. Рідина, що залишається в ємності після відгону спирту, використовується на отримання з неї кислих солей, що переробляються надалі на різні органічні кислоти. З відокремленою від рідини твердої частини (витримка, позбавлена ??спирту і кислих солей) шляхом сухої перегонки отримують світильний газ;

- Гребні - виходять після відділення гребнів та пресування. Гребні використовуються разом з жомом.

- Дріжджі, що осідають після бродіння, і осади, що виділяються під час інших технологічних операцій (спирт, що міститься в них, відганяється; з рідини, що залишається в реакторі після перегонки, витягуються кислі солі, а самі дріжджі піддаються сухій перегонці. Отриманий при перегонці газ може бути використаний для горіння і нагрівання, а вугілля, що залишається, після обробки і подрібнення дає так звану франкфуртську чернь, що йде на виготовлення друкарської фарби);

- Яблучний або винний камінь, що відкладається на стінках бочок, бутів і чанів при бродінні і витримці напою йде на отримання винної та яблучної кислот;

- Кальвадосна барда, що залишається після перегонки сидру при отриманні кальвадосного спирту, частково випаровується, після цього з неї виділяють тартрат кальцію, а потім отримують компост, який використовують для удобрення ґрунту. У компост і стоки додають сульфатне залізо для запобігання хлорозу ґрунту. Фракція сивушних масел спалюється.

Для очищення загальних стічних вод завод повинен мати потужні очисні споруди повної біологічної очистки. Для цього застосовують методи фільтрації, центрифугування, поєднання адсорбції, коагуляції і фільтрації, відстоювання, нейтралізацію, а також аеробні та анаеробні біологічні методи. На практиці очищення стічних вод та для водопідготовки в якості очистних агентів використовуть бентонітові глини.

3. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

3.1 Загальні питання охорони праці

Під охороною праці розуміють систему правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів, які забезпечують безпеку, збереження здоров'я і працездатності людини в процесі роботи.

Ціль даного розділу - визначити виробничі небезпеки і професійні шкідливості процесу для усунення нещасних випадків і професійних захворювань працівників, аварій і пожеж.

Держава в рамках забезпечення безпечної роботи на виробництвах усіх форм власності на території України повинна сприяти й виконувати постійний моніторинг стану підприємств та виробничих умов, в яких знаходяться робітники під час виконання своїх робочих обов'язків.

Державна політика має базуватися на наступних принципах, які лежать в основі Закону України „Про охорону праці”:

- пріоритет життя і здоров'я працівників, повна відповідальність роботодавця за створення належних, безпечних і здорових умов праці;

- підвищення рівня промислової безпеки шляхом забезпечення суцільного технічного контролю за станом виробництв, технологій та продукції, а також сприяння підприємствам у створенні безпечних та нешкідливих умов праці;

- комплексне розв'язання завдань охорони праці на основі загальнодержавної, галузевих, регіональних програм з цього питання та з урахуванням інших напрямів економічної і соціальної політики, досягнень в галузі науки і техніки та охорони довкілля;

- соціальний захист працівників, повне відшкодування шкоди особам, які потерпіли від нещасних випадків на виробництві та професійних захворювань;

- встановлення єдиних вимог з охорони праці для всіх підприємств та суб'єктів підприємницької діяльності залежно від форм власності та видів діяльності;

- адаптація трудових процесів до можливостей працівника з урахуванням його здоров'я та психологічного стану;

- використання економічних методів управління охороною праці, участі держави у фінансуванні заходів щодо охорони праці, залучення добровільних внесків та інших надходжень на цілі, отримання яких не суперечить законодавству;

- інформування населення, проведення навчання, професійної підготовки ы підвищення кваліфікації працівників з питань охорони праці;

- забезпечення координації діяльності органів державної влади, установ, організацій, об'єднань громадян, що розв'язують проблеми охорони здоров'я, гігієни та безпеки праці;

- співробітництво і проведення консультацій між роботодавцями та між усіма соціальними групами під час прийняття рішень з охорони праці на місцевому та державному рівнях;

- використання світового досвіду організації роботи щодо поліпшення умов і підвищення безпеки праці на основі міжнародного співробітництва [39].

3.2 Організація управління охороною праці на підприємстві

Роботодавець зобов'язаний створити на робочому місці в кожному структурному підрозділі умови праці відповідно до нормативно-правових документів, а також забезпечити додержання вимог законодавства щодо прав працівників у галузі охорони праці.

З цією метою роботодавець забезпечує функціонування системи управління охороною праці, а саме:

- створює відповідні служби і призначає посадових осіб, які забезпечують вирішення конкретних питань охорони праці, затверджує інструкції про їх обов'язки, права та відповідальність за виконання покладених на них функцій, а також контролює їх додержання;

- розробляє за участю сторін колективного договору і реалізує комплексні заходи для досягнення встановлених нормативів та підвищення існуючого рівня охорони праці;

- забезпечує виконання необхідних профілактичних заходів відповідно до обставин, що змінюються;

- впроваджує прогресивні технології, досягнення науки і техніки, засоби механізації та автоматизації виробництва, вимоги ергономіки, позитивний досвід з охорони праці тощо;

- забезпечує належне утримання будівель і споруд, виробничого обладнання та устаткування, моніторинг за їх технічним станом;

- забезпечує усунення причин, що призводять до нещасних випадків, професійних захворювань, та здійснення профілактичних заходів, визначених комісіями за підсумками розслідування цих причин;

- організовує проведення аудиту охорони праці, лабораторних досліджень, умов праці, оцінку технічного стану виробничого обладнання та устаткування, атестацій робочих місць на відповідність нормативно-правовим актам з охорони праці в порядку і строки, що визначаються законодавством, та за їх підсумками вживає заходів до усунення небезпечних і шкідливих для здоров'я виробничих факторів;

- розробляє і затверджує положення, інструкції, інші акти з охорони праці, що діють у межах підприємства (далі - акти підприємства), та встановлюють правила виконання робіт і поведінки працівників на території підприємства, у виробничих приміщеннях, на будівельних майданчиках, робочих місцях відповідно до нормативно-правових актів з охорони праці, забезпечує безоплатно працівників нормативно-правовими актами та актами підприємства з охорони праці;

- здійснює контроль за додержанням працівником технологічних процесів, правил поводження з машинами, механізмами, устаткуванням та іншими засобами виробництва, використанням засобів колективного та індивідуального захисту, виконанням робіт відповідно до вимог з охорони праці;

- організовує пропаганду безпечних методів праці та співробітництво з працівниками у галузі охорони праці;

- вживає термінових заходів для допомоги потерпілим, залучає за необхідності професійні аварійно-рятувальні формування у разі виникнення на підприємстві аварій та нещасних випадків.

Роботодавець несе безпосередню відповідальність за порушення зазначених вимог.

На кожному з підприємств має діяти чітко-структурована система контролю за виконанням вимог охорони праці. Саме для цього існують взаємозв'язки між структурними підрозділами підприємства з виробництва кальвадосів, які, в загальних рисах, зображені на рисунку 3.1:

Рисунок 3.1 - Схема управління охорони праці

Шкідливі й небезпечні виробничі фактори, що виникають при роботі на підприємстві з виробництва кальвадосів, приведені у таблиці 3.1 [40].

Таблиця 3.1 - Перелік шкідливих і небезпечних виробничих факторів

Шкідливі і небезпечні виробничі чинники	Джерела їх виникнення
Токсичні речовини (C2H5OH, нітратна кислота, натрій гідроксид, пероксид водню, гіпохлорит кальцію)	Технологічне обладнання, санітарні обробки
Шум	Вентиляційна система, технологічне обладнання
Машини, що рухаються, і механізми	Фасувальний апарат, центрифуга, подрібнювач.
Електрична напруга (380/220 В)	Щит управління, електроприводи
Підвищена температура поверхні обладнання	Ректифікаційна колона для дистиляції етанолу
Низька вологість повітря	Ділянка з витримки готового продукту
Підвищена температура повітря	Санітарні обробки ємностей

3.3 Промислова санітарія

3.3.1 Шкідливі речовини

Шкідливі речовини, які зустрічаються на виробництві кальвадосів, наведені у таблиці 3.2 [41, 42, 43].

Таблиця 3.2 - Характеристика шкідливих речовин

Речовина	Токсичність	ГДК, мг/м3	Клас небезпеки
1	2	3	4
Етанол	Впливає на нервову та серцево-судинну систему.	1000	4
Нітратна кислота	Негативно впливає на всі системи організму	5	3
Натрій гідроксид	Впливає на очі та шкіру	0,5	2
Пероксид водню	Впливає на дихальну, травну системи, очі та шкіру	1,4	3
Гіпохлорит кальцію	Впливає на дихальні шляхи та очі	1	2

3.3.2 Метеорологічні умови

Роботи, що виконуються на дільниці, можна віднести до фізичних робіт середньої важкості категорії ІІа [44]. В таблиці 3.3 наведені оптимальні та допустимі норми параметрів мікроклімату для названих приміщень.