Проанализировав существующие технологии по переработки свежего жома выявлены преимущества и недостатки.

Так, например, сахарные заводы имеют сезонный режим организации работы (90-120 дней). Учитывая этот фактор оборудование по получению биогаза можно использовать один раз в сезон. В период работы завода биогазовая установка будет перерабатывать жом, а оставшиеся 8-9 месяцев, будет простаивать, что не совсем эффективно и не рентабельно. А срок окупаемости будет большим. Но для производства биогаза можно использовать силосованный жом или же выращивать специально энергетические культуры. Например, силосовать кукурузу. На этих субстратах биогазовая установка может работать в период когда завод не работает. Биогаз можно как вариант очищать до метана и подавать в сеть. Другим вариантом является установка дополнительного модуля теплоэлектростанции[21].

При получении пектинового клея их свекловичного жома будут выделятся отходы и выбросы. К тому же, это очень сильно повышает технологию завода, т.е дополнительное оборудование - все это увеличивает затраты.

Для вскармливания крупного рогатого скота применяют свекловичный жом.

В сыром виде жом скармливают непродолжительное время ввиду интенсивности процесса окисления жома и как следствие потери питательных веществ. Поэтому разработка энергосберегающей безотходной технологии сушки свекловичного жома является перспективным направлением в создании кормовой базы для откорма КРС.

Как правило, при переработке сельскохозяйственных продуктов, отходы производства очень часто не находят дальнейшего применения. Переработка побочных отходов производства, а в частности отжатый сок из свекловичного жома, дает возможность получения растительно-белкового витаминного концентрата (РБВК).

На заводе жом сушат для того, чтобы сделать его транспортабельным кормом и предотвратить потери питательных веществ, какие наблюдаются при хранении сырого жома. В нормально высушенном жоме должно содержаться лишь 10--12% влаги. Если в жоме остается влаги более 14%, то при хранении в нем могут развиваться микроорганизмы и разлагаться питательные вещества. Если в сушеном жоме оставить менее 10% влаги, то такой «пересушенный» жом оказывается слишком хрупким и при перегрузках и транспортировке в нем образуется много мелочи и пыли; кроме того, при хранении на воздухе он все равно постепенно поглощает влагу, пока содержание ее не достигнет 10--12%[21].

Выполнив анализ, ввиду выше изложенного принято решение уменьшить отходы образования при производстве сахара, и сделать ее малоотходной. Так как на сахарном заводе ОАО «Карламанскийсахар» не существует оборудования по переработки свекловичного жома, предлагается поставить оборудование для получения сушенного жома. В конечном результате получим сухой жом, который можно будет легко транспортировать в соседние с/х предприятия и удаленные. И жители села избавятся от того неблагоприятного запаха который появлялся при хранении свекловичного жома в ямах. Благодаря сушке жома:

2.3 Разработка системы защиты литосферы

2.4 Расчет предполагаемых аппаратов

Произведем расчет некоторых выбранных аппаратов:

-барабан сушильный;

- циклон.

2.4.1 Расчет сушильного барабана

Произведем расчет барабанной сушилки по следующим исходным данным.

Производительность сушилки с начальной влажностью материала

W1=80% и конечной влажностью W2=13% G в кг/ч……1600

Время сушки материала ф в мин……….90

Насыпной удельный вес материала г в н/м3………15 790

Насыпная плотность материала с в кг/м3………………….1600

Теплоемкость материала в дж/кг*град……………….1257

Начальная температура сушки материала Тн в °К…….293

Конечная температура сушки материала Ткв °К………….343

Сушильный агент - воздух - имеет следующие параметры:

Температура воздуха на входе в калорифер Т в°К………293

Влажность в % ……………………..…60

Температура воздуха на входе в сушилку Т1 в °К…………..393

Температура воздуха на выходе из сушилки Т2 в°К…..333

Напряжение сушильного барабана по влаге Vн в к г/м3……..10

Расчет. Определение количества влаги, подлежащей испарению и количества высушенного материала:

Gв = G;

;

Количество воздуха, необходимого для испарения влаги, определяем по уравнению:

Gвоз =;

Определяем x1 по уравнению:

;

Определяем x2по уравнению:

;

Определяем J1и J2 по уравнению:

;

;

Количество тепла на нагрев материала:

;

Расход воздуха на сушку по балансу влаги

;

Расход воздуха по уравнению теплового баланса

;

Получено полное совпадение.

Объем барабана сушилки:

Коэффициент заполнения барабана:

;

Диаметр барабана:

;

Объем влажного воздуха , гдеUвоз - скорость на выходе воздуха, принимается равной 2 м/сек; = 1 кг/м3.

По таблице 4 принимаем ближайший размер диаметра барабана 1 мм.

Определим длину барабана по уравнению:

Мощность потребляемая сушильным барабаном:

квт,

где

2.4.2 Расчет циклона для улавливания жомовой пыли

Расчет будем вести по методике, изложенной в [33]. Для расчета конструкции циклона необходимы следующие исходные данные: плотность газа при рабочих условиях сr, кг/м3; количество очищаемого газа при рабочих условиях Vг, м3/с; динамическая вязкость газа при рабочей температуре µ, Па·с; дисперсный состав пыли: dm - медианный размер пыли и lgуn - среднеквадратичное отклонение функции распределения; запыленность газа Z = 8,25г/м3; плотность частиц сп кг/м3; требуемая эффективность очистки газа з%.

1. Плотность газа при рабочих условиях pr, кг/м3:

сг=со* (273/(рбар±рц)/((273+Т)*рбар))

где со - плотность газов при нормальных условиях (Т=0°С; р=101,3*103 Па);

Т - температура газов на входе в циклон, °С;

рбар - барометрическое давление, Па;

рц - избыточное давление (+) или разрежение (-) газа при входе в циклон, Па.

сг=1,29·(273·(101,3·103-30))/((273+20)·101,3·103))=1,20кг/м3

2. Расход газа при рабочих условиях, м3/ч:

Vг = (Vo *сo)/(сr*3600)

где Vo- расход газа при нормальных условиях, м3/ч;

сг - плотность газа, кг/м3.

Vг = (2902·1,29)/(1,20·3600)=0,87м3/ч

3. Оптимальная скорость для ЦН-15 (таблица 3.11)щопт=3,5 м/с

Таблица 2.4.2 - Параметры различных типов циклонов

4. Диаметр циклона при оптимальной скорости, м:

D=

где щопт - оптимальная скорость движения газа в циклоне, м/с.

D=, м

5. Примем ближайший стандартный диаметр 600 мм и действительную скорость движения газа в циклоне найдем по формуле, м/с:

щц = Vг/ 0,785 ·D2

где D- диаметр циклона, м.

щц = 0,87/ 0,785 ·0,62=3,07 м/с

Ввиду того, что действительная скорость отличается от оптимальной менее чем на 15%, остановимся на выбранном диаметре циклона. Найдем остальные его размеры [33]:

Внутренний диаметр:

выхлопной трубы d = 0,354 м

пылевыпускного отверстия, d1=0,21 м

Ширина входного патрубка b = 0,12 м

Длина входного патрубка, l = 0,36 м

Высота установки фланца, hфл = 0,06 м

Угол наклона крышки и входного патрубка циклона, б=150

Высота:

входного патрубка, а = 0,396 м

выхлопной трубы, hm = 1,044 м

цилиндрической части, Нц = 1,356 м

конической части,Нк = 1,2 м

внешней части выхлопной трубы, h = 0,18 м

Общая высота циклона, Н = 2,76 м

6. Коэффициент сопротивления циклона:

о = К1*К2*о500

где К1 - поправочный коэффициент, зависящий от диаметра циклона;

К2 - поправочный коэффициент, учитывающий запыленность газа;

К3 - коэффициент, учитывающий дополнительный потери давления, связанные с компоновкой циклонов в группу;

о500 - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм.

Коэффициент К1 определяется из таблицы 3.12 в зависимости от диаметра циклона.

о = 1,0*0,95*155=147,25

Таблица 2.4.3 - Значения поправочного коэффициента К1, в зависимости от диаметра циклона

Коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм о500 определяется из таблицы 3.13.

Коэффициент К2 определяется из таблицы 3.14 с учетом запыленности газа.

Таблица 2.4.4 - Значения коэффициента гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром 500 мм

Таблица 2.4.5 - Значения поправочного коэффициента К2 с учетомзапыленности газа

7. Гидравлическое сопротивление циклона, Па:

?р=(о*щц2* сr)/2

?р=(147,25*3,072* 1,20)/2=832,7 Па

8. Размер частиц d50, улавливаемых выбранным циклоном при рабочих условиях с эффективностью 50%, мкм:

d50 =

где Dt, pnt,µt, щt - величины, соответствующие стандартным условиям работы циклона;

D,pn,µ,щ - величины, соответствующие действительным условиям работы циклона.

d50 = мкм

9. Среднеквадратичное отклонение lgуn:

lgуn = lgdm/d84,1

где d84,1 - абсцисса точки, ордината которой имеет значение 84,1% ;

dm - медианный размер пыли.

lgуn = lg 5/17=-0,531

10. Параметр Х:

Х=

Х=

Ф(х)=0,539 по таблице значений нормальной функции распределений

11.Полный коэффициент очистки газа, %:

з=50*[1+Ф(х)]

где Ф(х) - функция распределения

з=50*[1+0,539]=77 %

2.5 Материальный баланс разработанной природосберегающей технологии

Выводы

В данном курсовом проекте проведен анализ современного состояния мировой сахарной отрасли и сахарной промышленности в России, выявлено отрицательное воздействие предприятий пищевой промышленности и ОАО «Карламанский сахар» в частности, определены проблемы утилизации и размещения образующихся отходов.

Выявлено, что в результате физико-химической переработки сахарной свеклы наряду с основной продукцией (сахар-песок) получают большое количество побочной продукции. При среднем выходе сахара 10-12% свекловичное производство дает в процентах к массе переработанной свеклы: 80-83% сырого свекловичного жома, 5,0-5,5% мелассы, 10-13% фильтрационного осадка, которые являются ценными вторичными ресурсами.

Для снижения объема складируемого крупнотоннажного отхода необходима реализация технологии переработки свекловичного жома. С этой целью была разработана система защиты литосферы, а именно систему переработки свекловичного жома. Благодаря переработки получаем сушенный жом, который легко транспортируется и имеет увеличенный срок хранения до 1 года. После спроектированной системы переработки свекловичного жома получили, что образования жома на производстве уменьшается на 94% что составляет 6200 т/год вместо 124500 т\год.

Произведен расчет материального балансадо и после спроектированной системы сушки жома.

Проведено экономическое обоснование целесообразности внедрения на ОАО «Карламанский сахар» производства получения сушенного жома.

Срок окупаемости внедряемого проекта составил 3 года.

Список использованной литературы

Приложение

Размещено на Allbest.ru