Ассортимент и рецептуры изготовления продукции из глицерина

Осушитель - подогреватель предназначен для удаления влаги из жирных кислот, поступающих на дистилляцию [2].

Поступающие в подогреватель - осушитель жирные кислоты последовательно проходят три камеры и из последней самотеком переливаются в дистилляционный куб. Образующиеся водяные пары и пары легколетучих жирных кислот удаляются из аппарата через насадку из колец Рашига, которая препятствует уносу жирных кислот с водяными парами.

В дипломном проекте предусмотрена дистилляция жирных кислот на реконструированной установке «Комсомолец».

5. Материальные расчеты

5.1 Материальные расчеты гидролизно-глицеринового цеха

Расчет расхода жирового сырья

Расчет расхода жирных кислот производится в соответствии с рецептурой жирового набора и нормой расхода жирных кислот на 1 тонну мыла туалетного I группы, которая составляет 755,9 кг/т мыла [15]. Расчет Сж проводится по формуле

Сж = G•СЖ/100, (2)

где G - норма расхода жирных кислот на 1 тонну мыла туалетного, кг/т

Сж - содержание жиров по рецептуре, %.

жирные кислоты технического саломаса 755,9•20/100=151,18 кг

жирные кислоты пищевого жира 755,9•40/100=302,36 кг

жир животный технический 1-го сорта 755,9•20/100=151,18 кг

масло кокосовое 755,9•20/100=151,18 кг

итого: 755,9 кг

Расчет расхода натурального жирового сырья поступающего на гидролиз производится с учетом числа Генера, а так же массовой доли влаги и летучих веществ согласно стандарту.

- жирные кислоты технического саломаса 151,18•100•100/95 (100-0,3)=159,61 кг

- жир животный технический 1-го сорта 151,18•100•100/95 (100-0,5)=159,93 кг

- жирные кислоты топленого пищевого жира 302,36•100•100/95 (100-0,2)=318,91 кг.

Расход жиров, поступающих на гидролиз, представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Расход жиров, поступающих на гидролиз

Наименование	Расход жиров
	кг/час	т/сутки	т/год
1	2	3	4
1 Саломас технический 2 Жир животный технический 1-го сорта 3 Жир животный топленый пищевой	287,30 287,87 574,03	6,89 6,91 13,78	1619,15 1623,85 3238,3

Расчет жирных кислот с учетом содержания влаги и летучих веществ, поступающих на мыловарение.

- жирные кислоты технического саломаса

151,18•100/100-0,3=151,63 кг

- жирные кислоты пищевого жира

302,36•100/100-0,2=302,42 кг

- жир животный технический 1-го сорта

151,18•100/100-0,5=151,94 кг

- масло кокосовое

151,18•100/100-0,2=151,48 кг

Расход жирный кислот поступающих на мыловарение представлен в таблице 5.

Таблица 5 - Расход жирных кислот поступающих на мыловарение

Наименование	Расход жиров
	кг/час	т/сутки	т/год
1	2	3	4
1 Саломас технический 2 Жир животный технический 1-го сорта 3 Жир животный топленый пищевой 4 Масло кокосовое	272,93 273,50 544,36 272,66	6,55 6,56 13,06 6,54	1539,25 1541,5 3069,1 1536,9

Производительность по мылу туалетному 10000 тонн/год

В год 10000 т

В сутки 10000/235=42,6 т

В час 42,6/24=1,8 т

Расчет выхода дистиллированного глицерина и потерь его в производстве

Расчет производится для каждого вида жиров, поступающих на гидролиз.

Теоретическое содержания 100%, Гт•100, % глицерина в жировом сырье определяется по формуле

Гт•100=0,0547 (Ч.о. - К.ч.), (3)

- саломас технический Гт•100=0,0547 (196-3,5)=10,53%

- жир животный технический Гт•100=0,0547 (192-10)=9,95%

- жир животный топленый пищевой Гт•100=0,0547 (198-1,1)=10,77%

Количество безводного саломаса, Гбезвод, кг, определяется по формуле

Гбезвод=Суточ. Потреб. - Вл.• Суточ. Потреб./100, (4)

- саломас технический

Гбезвод=6890-0,3•6890/100=6869,33 кг

- жир животный технический

Гбезвод=13780-0,5•13780/100=13711,1 кг

- жир животный топленый пищевой

Гбезвод=6910-0,2•6910/100=6896,18 кг

Количество 100% глицерина в данном жире, Гл•100, кг, определяется по формуле

Гл•100=Суточ. Потреб.• Гт•100/100, (5)

- саломас технический Гл•100=6890•10,53/100=725,517 кг

- жир животный технический Гл•100=13780•9,95/100=1371,11 кг

- жир животный топленый пищевой Гл•100=6910•10,77/100=744,207 кг

Теоретическое содержание глицерина в пересчете на 88% Гт• 88, % глицерин, находим по формуле

Гт•88= Гт•100•100/88, (6)

- саломас технический Гт•88=10,53•100/88=11,97%

- жир животный технический Гт•88=9,95•100/88=11,31%

- жир животный топленый пищевой Гт•88=10,77•100/88=12,24%

Расчет потерь глицерина от неполноты гидролиза при принятой глубине 94% составляет 6% [30];

- саломас технический Пг.=6,0%

- жир животный технический Пг.=6,0%

- жир животный топленый пищевой Пг.=6,0%

Потери глицерина за счет образования ди- и моноглицеридов при при глубине гидролиза 96% составляет 1,0-1,5% согласно литературе [30].

- саломас технический Пм.д.=1,0%

- жир животный технический Пм.д.=1,2%

- жир животный топленый пищевой Пм.д.=1,2%

Потери глицерина, за счет влажности жирных кислот, Пвл., % от содержания его в исходном жире [15] определяется по формуле

Пвл.=Вл.•Гв/ Гт•100, (7)

Гв., % - содержание глицерина в промывной воде составляет 2,0% согласно литературе [1].

- саломас технический Пвл.=0,3•2,0/10,53=0,057%

- жир животный технический Пвл.=0,5•2,0/9,95=0,1%

- жир животный топленый пищевой Пвл.=0,2•2,0/10,77=0,037%

Потери глицерина с кальциевыми мылами при предварительным обезжириванием глицериновой воды, согласно литературе [30], составляет 0,3%;

Пм.=0,3%

Потери глицерина на участке выпаривания глицериновой воды до 88% глицерина составляет 2,5-3,0% согласно литературе [2].

Пвып.=3,0%

Потери на стадии отделки активированным углем, согласно литературе [1], составляют 0,1%;

Потб.=0,1%

Потери глицерина при дистилляции, Пдист, %, определяется по формуле

Пдист=1,2 (Зо + НОо)+2%, (8)

где Зо -%-ое содержание золы в сыром глицерине;

Зо =0,25% согласно литературе [31];

НОо - нелетучий органический остаток с сыром глицерине, %;

НОо =0,25%, согласно литературе [31];

Пдист=1,2 (0,25+0,25)+2=2,6%

Общая величина потерь глицерина составляет, %

Побщ.= Пг.+Пм.д.+Пвл.+Пм.+Потб.+Пдист.+Потб. (9)

- саломас технический

Побщ.=6,0+1,0+0,057+0,3+0,1+3+2,6+0,1=13,157%

- жир животный технический

Побщ.=6,0+1,2+0,1+0,3+0,1+3+2,6+0,1=13,4%

- жир животный топленый пищевой

Побщ.=6,0+1,2+0,037+0,3+0,1+3+2,6+0,1=13,337%

Расчет выхода глицерина

Фактический выход глицерина, Гфакт., % по отношению к теоретическому его содержанию в жире определяется по формуле

Гфакт.=100-Побщ., (10)

- саломас технический Гфакт.=100-13,157=86,843%

- жир животный технический Гфакт.=100-13,4=86,6%

- жир животный топленый пищевой Гфакт.=100-13,337=86,663%

Теоретическое содержание 94%-го глицерина Гл•100 теор., кг, в жире определяется по формуле

Гл•100 теор.= Гл•100•100/94, (11)

- саломас технический Гл•100 теор.=725,517•100/94=771,83 кг

- жир животный технический Гл•100 теор.=1371,11•100/94=1458,63 кг

- жир животный топленый пищевой Гл•100 теор.=744,207•100/94=791,71 кг

Фактически получено глицерина, от теоретического содержания Гл•100 теор., кг, его в жире определяется по формуле

Гл•100 теор.•Г факт./100, (12)

- саломас технический 771,83•86,843/100=670,28 кг

- жир животный технический 1458,63•86,6/100=1263,17 кг

- жир животный топленый пищевой 791,71•86,663/100=686,15 кг

Выход дистиллированного 94% глицерина Г, %, определяется по формуле

Г= Г факт. •100 / Гбезводн., (13)

- саломас технический Г=670,28•100/6869,33=9,76%

- жир животный технический Г=1263,17•100/13711,1=9,21%

- жир животный топленый пищевой Г=686,15•100/6869,18=9,99%

Производительность по дистиллированному глицерину представлена в таблице 6.

Таблица 6 - Производительность по дистиллированному 94% глицерину

Наименование сырья	Производительность по дистиллированному глицерину
	кг/час	кг/сутки	кг/год
1	2	3	4
1 Саломас технический	28,04	672,5	158029,04
2 Жир животный технический 1-го сорта	26,5	636,4	149556,6
3 Жир животный топленый пищевой	57,35	1376,6	323506,17

5.2 Материальный расчет цеха туалетного мыла

Определение расхода содопродуктов

Целью расчета является определение расхода содопродуктов на варку мыльного клея, а также определение количеств получаемого продукта. Расчет ведется на 1 т готового мыла.

Определение средней молекулярной массы жирового сырья по рецептуре, М_ср, рассчитывают по формуле

М_ср = М_ср(Сл) •% Сл + М_ср(Пж) •% Пж + М_ср(Тж) •% Тж + М_ср(Км) •% Км/100,

где М_ср(Сл), М_ср(Пж), М_ср(Тж), М_ср(Км) - средние молекулярные массы жирных кислот компонентов жирового набора (Сл - саломас, Пж - пищевой жир, Тж - технический жир, Км - кокосовое масло);

% Сл, % Пж, % Тж, % Км - содержание соответствующих компонентов в жировом наборе;

М_ср = 282 • 20 + 282 • 40 + 274 • 20 + 206 • 20 / 100 = 265,20 г./моль

Теоретический расход содопродуктов в пересчете на NaОН, Щ_т, кг, определяется по формуле

Щ_т = ЖК • 40/ М_ср, (15)

где ЖК - расход жирных кислот на 1 т мыла (по нормативам)

Щ_т = 755,9 • 40/ 265,2 = 114,0 кг

Расход углекислой соды учетной концентрации, Щ_у^у (95% - ой), кг, определяется по формуле

Щ_у^у = (Щ • 53/40 • ГКО + О_у) • 1,01/ К_у^у, (16)

где ГКО - глубина карбонатного омыления, в долях единицы. ГКО = 70-85% [2], принимаем 80% - 0,8;

О_у - остаток углекислой щелочи в готовом мыле. О_у - до 0,4%, принимаем 0,4 - 4 кг/т.

К_у^у - содержание углекислой щелочи, в долях единицы, учетной концентрации (95%-ый) - 0,95, кг, определяется по формуле

Щ_у^у = (114 • 53/40 • 0,8 + 4) • 1,01/0,95 = 132,7 кг

Расход углекислой соды товарной концентрации, Щ_у^т, кг, определяется по формуле

Щ_у^т = (Щ • 53/40 • ГКО + О_у) • 1,01/ К_у^т, (17)

где К_у^т - содержание углекислой щелочи, в долях единицы, принятое в проекте стандарту (99,2%) - 0,992

Щ_у^т = (114 • 53/40 • 0,8 + 4) • 1,01/ 0,992 = 127,1 кг

Расход углекислой соды рабочей концентрации, Щ_у^р, кг, определяется по формуле

Щ_у^р = (Щ • 53/40 • ГКО + О_у) • 1,01/ К_у^р, (18)

где К_у^р - содержание углекислой щелочи в растворе рабочей концентрации, в долях единицы, принятое в проекте 26% - 0,26 [2],

Щ_у^р = (114 • 53/40 • 0,8 + 4) • 1,01/ 0,26 = 485,0 кг

Расход едкой щелочи учетной концентрации, Щ_к^у, кг, определяется по формуле

Щ_к^у = (Щ • (1 - ГКО)+О_к) •1,01/К_к^у, кг (19)

где О_к - остаток каустической щелочи в готовом мыле, кг/т. Согласно стандарту О_к = 0,1-0,2%, принимаем 0,1% - 1 кг/т

К_к^у - содержание NaОН, в долях единицы, в продукте учетной концентрации (92% - ой) - 0,92

Щ_к^у = (114 • (1-0,8)+1) • 1,01/0,92 = 26,1 кг

Расход едкой щелочи товарной концентрации, Щ_к^т, кг, определяется по формуле

Щ_к^т = (Щ • (1 - ГКО)+О_к) •1,01/К_к^т, кг (20)

где К_к^т - содержание NаОН, в долях единицы, в продукте товарной концентрации. Согласно стандарту К_к^т =45,5% - 0,455

Щ_к^т = (114 • (1-0,8)+1) •1,01/0,455 = 68,0 кг

Расход едкой щелочи рабочей концентрации, Щ_к^р, кг, определяется по формуле

Щ_к^р = (Щ • (1 - ГКО)+О_к) •1,01/К_к^р, кг (21)

где К_к^р - содержание NаОН, в долях единицы, в продукте рабочей концентрации. К_к^р = 38 - 42% [2], принимаем К_к^р =40% - 0,4

Щ_к^р = (114 • (1 - 0,8)+1) •1,01/0,4 = 60,1 кг

Удельный расход содопродуктов в пересчете на едкую щелочь учетной концентрации, Щ_уд, кг, определяется по формуле

Щ_уд = (Щ_к^у + Щ_у^у)• 92•40/95•53, кг (22)

Щ_уд = (26,1 + 132,7) •92•40/95•53 = 111,2 кг

Теоретический выход углекислого газа, УГ, кг, определяется по формуле

УГ = М_уг • Щ_у^у • 0,95/ М_ущ, кг (23)

где М_уг, М_ущ - молекулярные массы соответственно углекислого газа и углекислой щелочи.

УГ = 44 • 132,7 • 0,95/ 106 = 52,3 кг

Количество влаги, вносимое в мыло жировым сырьем, В_жк, кг. Рассчитывается по правилу аддитивности с учетом влажности по ГОСТу каждого компонента жирового набора и расхода его на производство 1 т мыла.

В_жк = 151,18•0,3+302,36•0,2+151,18•, 05+151,18•0,2/ 100 = 2,117 кг

Количество мыльного клея, образующегося при варке, М_кв, кг, определяется по формуле

М_кв = ЖК + В_жк + Щ_у^р + Щ_к^р - УГ (24)

М_кв = 755,9 + 2,117 + 485,0 + 60,1 - 52,3 = 1250,8 кг

Концентрация жирных кислот в мыльном клее при варке, ЖК_мкв, %, определяется по формуле

ЖК_мкв = ЖК • 100/ М_кв (25)

ЖК_мкв = 755,9 • 100/1250,8 = 60,4%

Расчетная концентрация ЖК в мыльном клее соответствует рекомендуемой руководством по технологии получения и переработки растительных масел и жиров (60-63%) [2].

Материальный расчет очистки мыльного клея выполняется на 1т туалетной основы.

Шлифовка мыла

Количество туалетной основы (ядра), Я_ш, кг, необходимой для получения 1т готового мыла рассчитывают исходя из принятых в проекте содержания жирных кислот в ядре после шлифовки (62%) ЖК_мк% и нормы расхода жирных кислот на 1 т готового мыла, ЖК, кг/т и определяется по формуле

Я_ш = ЖК • 100 / ЖК_мк% (26)

Я_ш = 755,9 • 100 / 62 = 1219 кг

Количество мыльного клея при шлифовке, МК_ш, кг, рассчитывают по количеству ядра (основы), выделяющегося в результате шлифовки и выходу его относительно клея (65-70% согласно литературе [15]).Принимаем 70%.

МК_ш = Я_ш • 100 / Я_ш^в%, кг (27)

МК_ш = 1219 •100 / 70 = 1741 кг

Количество жирных кислот в мыльном клее при шлифовке, ЖК_мк^ш, рассчитывают по количеству мыльного клея и относительному содержанию в нем жирных кислот (52-55% согласно литературе [15]). Принимаем ЖК_мк^ш=55%.

ЖК_мк^ш = МК_ш • ЖК_мк^ш% / 100 (28)

ЖК_мк^ш = 1741 •55 / 100 = 957,55 кг

Количество подмыльного клея ПК, кг, определяется по формуле

ПК = МК_ш - Я_ш, кг (29)

ПК = 1741-1219 = 522 кг

Количество жирных кислот в подмыльном клее, ЖК_пк, кг, определяется по формуле

ЖК_пк = ЖК_мк^ш - ЖК, кг (30)

ЖК_пк = 957,55 - 755,9 = 201,7 кг

Концентрация жирных кислот в подмыльном клее ЖК_пк, %, определяется по формуле

ЖК_пк% = ЖК_пк • 100 / ПК (31)

ЖК_пк% = 201,7 • 100 / 522 = 38,6%

Количество каустической соды учетной концентрации, требуемое для обеспечения шлифовки Щ_кш^у, рассчитывают по количеству мыльного клея при шлифовке и относительному содержанию в нем щелочи (1,1-1,3% [15]). Принимаем 1,2%

Щ_кш^у = МК_ш • Щ_кш% / 100 • 0,92, кг (32)

Щ_кш^у = 1741 • 1,2 / 100 • 0,92 = 22,7 кг

Количество каустической соды учетной концентрации, избыточно введенной при варке мыльного клея, Щ_кв^у, кг, - 0,1% NaOH или 1 кг на тонну мыла определяется по формуле

Щ_кв^у = О_к • 1,1 / 0,92, кг (33)

Щ_кв^у = 1 • 1,1 / 0,92 = 1,19 кг

Количество едкой щелочи учетной концентрации, дополнительно вводимой при шлифовке Щ_кд^у, кг

Щ_кд^у = Щ_кш^у - Щ_кв^у, кг (34)

Щ_кд^у = 22,7 - 1,19 = 21,51 кг

Количество едкой щелочи товарной концентрации, дополнительно вводимой при шлифовке, Щ_кд^т, кг, определяется по формуле

Щ_кд^т = Щ_кд^у • 0,92 / К_к^т, кг (35)

Щ_кд^т = 21,51 • 0,92 / 0,45 = 43,97 кг

Отсолка мыла

Количество клея, поступающего на отсолку, К_о, кг, определяется по формуле

К_о = МК_в + ПК, кг (36)

К_о = 1219,92 + 522 = 1741,92 кг

Количество жирных кислот в клее на отсолку, ЖК_к^о, кг, определяется по формуле

ЖК_к^о = ЖК + ЖК_пк, кг (37)

ЖК_к^о = 755,9 + 201,7 = 957,6 кг

Количество мыльного клея, полученного при отсолке, МК_о, кг, рассчитывают количеству жирных кислот в продуктах, передаваемых на отсолку и относительной концентрации их в клее при отсолке, ЖК_мк^о, % и определяется по формуле

МК_о = ЖК_мк • 100 / ЖК_мк^о%, кг (38)

МК_о = 957,6 • 100 / 50 = 1915,2 кг

Средневзвешенная концентрация электролитов, Э_пр^ср, % (в расчете на NaOH), обеспечивающая отсолку, рассчитывается по правилу аддитивности на основании относительного содержания компонентов жирового набора согласно рецептуре и предельной концентрации электролита для каждого из них [15].

Э_пр^ср = А^сл • Э_пр^сл + А^пж • Э_пр^пж + А^тж • Э_пр^тж + А^км • Э_пр^км /100 (39)

Э_пр^ср = 20 • 4,6 + 40 • 4,6 + 20 • 5,3 + 20 • 17,7 / 100 = 10,9%

Количество электролитов необходимых для отсолки Э_о, определяется по формуле

Э_о = Э_пр^ср% • МК_о • К_э / 100 • К_оп, (40)

где К_э - коэффициент пересчета предельной концентрации электролита, который равен 1/0,87 [15].

К_оп - относительное содержание NaСl в товарном продукте в долях единицы, которое согласно стандарту составляет 99,7% - 0,997

Э_о = 10,9 • 1915,2 • (1 / 0,87) / 100 • 0,997 = 240,7 кг

Расход содопродуктов поступающих на производство туалетного мыла представлен в таблице 7.

Таблица 7 - Расход содопродуктов поступающих на производство туалетного мыла

Наименование	Расход содопродуктов, ед. изм.
	на 1 т мыла, кг	в час, кг	в сутки, кг
1	2	3	4
Кальцинированная сода - учетной концентрации (95%) - товарной концентрации (99,2%) - рабочей концентрации (26%)	132,7 127,1 485,0	238,9 228,8 873,0	5733,6 5491,2 20952,0
Каустическая сода - учетной концентрации (92%)	26,1	47,0	1128,0
-товарной концентрации (45,5%) - рабочей концентрации (40%)	68,0 60,1	122,4 108,2	2937,6 2596,8

5.3 Материальный расчет цеха дистилляции жирных кислот

Выход жирных кислот (в%) из жиров и масел с учетом содержания в них и в сырых жирных кислотах неомыляемых веществ, жирных кислот и влаги может быть рассчитан по формуле

3М • (100 - (В₁ + Н₁ + К₁) / (3 • (М - 1) + 41) + К₁ + Н₁ + В₂, (41)

где М - молекулярный вер жирной кислоты

В₁ - содержание влаги в товарном жире (%);

В₂ - содержание влаги в сырых жирных кислотах (%);

Н₁ - содержание неомыляемых веществ в товарном жире, (%);

К₁ - содержание свободных жирных кислот в товарном жире, (%);

3 (М - 1) + 41 - молекулярный вес триглицерида.

3 • 284 (100 - (0,2 +0,1)) / (3 • (284 - 1) + 41) + 0,1 +0,25 = 98%

Потери технического саломаса

- потери на угар - 1% (согласно литературе [2])

- потери на первый гудрон - 9%

Итак, выход жирных кислот технического саломаса составляет 88%

Потери жира технического

- потери на угар - 1% (согласно литературе [2])

- потери на первый гудрон - 12%

Итак, выход жирных кислот жира технического составляет 85%

Потери жира пищевого

- потери на угар - 1% (согласно литературе [2])

- потери на первый гудрон - 12%

Итак, выход жирных кислот жира технического составляет 85%

Производительность по дистиллированным жирным кислотам представлена в таблице 8.

Таблица 8 - Производительность по дистиллированным жирным кислотам

Наименование сырья	Производительность по дистиллированному глицерину
	кг/час	кг/сутки	кг/год
1	2	3	4
1 Саломас технический	25,24	605,25	142226,14
2 Жир животный технический 1-го сорта	23,06	553,7	130114,24
3 Жир животный топленый пищевой	49,89	1197,64	281450,37

6. Расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования

производство глицерин мыло кислота цех

Расчет и подбор оборудования сводится к тому, чтобы для заданной мощности предприятия выбрать типы и наиболее оптимальное количество единиц оборудования определенной производительности или вместимости.

При использовании непрерывно действующего оборудования рассчитывается их количество, исходя из заданной и паспортной производительности.

Подбор емкостного оборудования - баков, коробок и пр. производится по полной вместимости с учетом коэффициента заполнения резервуара.

Характеристика выбранного основного и вспомогательного оборудования непрерывного и периодического действия, а так же резервуаров сводится в таблице 9.

Таблица 9 - Расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования

№ поз. по сх.	Наименование оборудования	Произв-ть ед. изм.	Паспорт. мощн., ед. изм.	Кол-во уст-к, шт.	Габаритные размеры, мм.
					Диаметр	Длина	Ширина	Высота
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Гидролизно-глицериновый цех
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27	Весы Мерник для жиров Мерник для воды Автоклавы Теплообменник Отстойники-промывники Мешалка для известкового молока Насос Мерник известкового молока Фильтр-прессы Мешалка для отбелки глицериновой воды Фильтр-прессы Подогреватель Испаритель Регулятор подачи глицериновой воды Испаритель Подогреватель Ловушка-каплеотделитель Барометрический конденсатор Барометрический конденсатор Пароперегреватель Подогреватель Дистилляционный куб Ловушка-каплеотделитель Воздушные конденсаторы Второй водяной конденсатор Первый водяной конденсатор	50 кг/м?ч 50 кг/м?ч 20 кг/ч с1 м? 175 кг/ч 175 кг/ч 20 кг/ч с1 м? 270 кг/ч 270 кг/ч 7,1 т/сут 7,1 т/сут 7,1 т/сут 7,1 т/сут 7,1 т/сут 7,1 т/сут 7,1 т/сут	80 кг/м?ч 80 кг/м?ч 40 кг/ч с1 м? 230 кг/ч 230 кг/ч 40 кг/ч с1 м? 350 кг/ч 350 кг/ч 10т/сут 10т/сут 10т/сут 10т/сут 10т/сут 10т/сут 10т/сут	2 1 1 2 1 2 1 21 1 2 1 2 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1	2000 1500 1800 2000 2500 2500 600 1500 800 1000 400 1000 800 800 600 300 900 800 1800 1000 1000 900 800	1900 1400 2100 2100 2600	1500 2800 2300 1800 2500 3100 2500 700 600 1600 1500 1600 1000 1400 600 1400 1000 1200 1000 500 1300 1200 2200 800 4000 1200 1100	1500 3700 3700 9100 4800 5100 2700 700 1300 1500 2500 1500 4000 4300 900 4300 4000 2300 3500 1600 4400 3400 3800 1300 5100 3300 3600

7. Описание технологической схемы и режимов

7.1 Описание технологической схемы и режимов производства дистиллированного глицерина

Жиры после взвешивания на весах 1 поступают в коробки 64,65,66 для хранения цехового запаса жиров, откуда насосами 8 по мере необходимости подают в жировой мерник 2. Мерник 3 служит для подготовки конденсата и второй глицериновой воды. Из мерников 2 и 3 насосом высокого давления 63 подают в автоклав 4 необходимые количества жира и воды, предварительно подогретые до температуры 90-95?С. Нагрев до 220-225?С и перемешивание массы в автоклаве, осуществляется острым паром высокого давления, поступающим в нижнюю часть автоклава, при постоянном отводе пролетного пара.

Первую глицериновую воду и жирные кислоты выдавливают в аппарат для понижения давления - теплообменник 5, в котором глицериновая вода упаривается за счет теплоты проходящих через змеевики жирных кислот, глицериновой вода и пролетного пара.

Жирные кислоты из змеевика теплообменника поступают в отстойники-промывники 6, откуда после промывки передаются на реализацию. Глицериновая вода по переливной трубе из теплообменника 5 поступает в сборник глицериновых вод 58, а затем на нейтрализацию известью. Отстоявшийся жир и жирные кислоты из сборников 6, через жироловушку 61 возвращают на гидролиз.

Пролетный пар из автоклава 4 направляется в теплообменник 5, в котором проходит по змеевику, расположенному в нижней части аппарата, и отдает теплоту глицериновой воде. Образовавшийся конденсат через жироловушку 61 спускают в сборник 60 и используют для гидролиза жира. Жиры из ловушки 61 подаются через мерник 2 на расщепление.

В связи с разнообразием сопутствующих веществ и примесей глицериновую воду направляют на очистку.

Технологическая схема очистки предусматривает отстаивание и охлаждение глицериновой воды до температуры 70-80 ?С с целью частичного обезжиривания в баке 58. Более глубокое обезжиривание осуществляется на сепараторах ЭСВ 56, откуда глицериновая вода подается насосом 8. Отделившиеся на сепараторах жирные кислоты и нейтральный жир собирают в бак 57 и направляют на повторный гидролиз.

Обезжиренная глицериновая вода из сепаратора 56 насосом 8 подается в нейтрализатор 7, в который из мерника 9 поступает водная суспензия гидроксида кальция (известковое молоко). Последнюю готовят в баке 54 гашением обожженной извести.

Нейтрализованную глицериновую воду из нейтрализатора 7 насосом 8 передают на фильтр-пресс 10 для отделения кальциевых мыл. Шлам (кальциевые мыла) после промывки фильтр-пресса водой и продувки сжатым воздухом или паром спускают в бак 53 и обрабатывают при кипячении раствором кальцинированной соды с целью получения натриевых мыл. Образующуюся суспензию насосом 8 передают в мыловаренный котел.

Для улучшения цвета глицериновой воды проводят адсорбционную очистку путем обработки его активированным углем. Процесс проводят в емкостях 11 при интенсивном механическом перемешивании с последующим отделением адсорбента фильтрованием на фильтр-прессах 12. Угольный шлам промывают конденсатом для снижения потерь глицерина.

Далее глицериновую воду концентрируют в выпарной установке «Подъемник».

Процесс выпаривания на установке ведется по непрерывной схеме. Очищенная глицериновая вода из промежуточной коробки 50 насосом 8 через регулятор подачи 15 первого корпуса непрерывно подается в трубное пространство подогревателя 13, где она нагревается до кипения глухим паром давлением 0,5-0,8 МПа. Перегретая жидкость поступает затем в испаритель 14, где происходит испарение воды из раствора. Полуупаренная вода концентрацией 30-35% из испарителя 14 через регулятор подачи 15 второго корпуса поступает в подогреватель 17, обогреваемый вторичным паром. Готовый сырой глицерин непрерывно удаляется из испарителя 16 второго корпуса установки при помощи отводчика 47 готового продукта. Концентрация глицерина автоматически поддерживается в необходимых пределах регулятором плотности. Конденсат вторичного пара из подогревателя 17 выводится через отводчик конденсата 45.

Вторичный пар из испарителя второго корпуса через ловушку-каплеотделитель 18, где происходит отделение механически увлеченных капель глицерина от пара, воздуха и газов, поступает на конденсацию в барометрический конденсатор 19; несконденсировавшиеся пары и газы отсасываются эжектором первой ступени и направляются в барометрический конденсатор 20. Воздух и газы эжектором второй ступени выбрасываются в атмосферу. Отходящая из конденсаторов 19 и 20 вода по барометрическим трубам поступает в барометрический колодец 46. В момент пуска установки для создания вакуума в системе используют вакуум-насос 44.

Процесс дистилляции сырого глицерина осуществляют на установки «Руймбек».

Сырой глицерин из бака 43 подается в подогреватель 22, где глухим паром низкого давления 0,2 МПа подогревается до 80-90?С, затем поступает в дистилляционный куб 23. Пары воды, образующиеся в подогревателе в результате частичного упаривания глицерина, направляются в конденсатор 27. В дистилляционном кубе глицерин глухим паром высокого давления 1,4-1,5 МПа нагревается до 175-176?С. Через барботер, расположенный на дне куба, в глицерин впрыскивается предварительно дросселированный и подогретый до той же температуры острый пар, подаваемый из пароперегревателя 21. Давление впрыскиваемого в куб пара должно быть в пределах 0,02-0,08 МПа.

Смесь паров глицерина и воды из дистилляционного куба 23 через ловушку-каплеотделитель 24 поступает в конденсационную систему, состоящую из двух групп воздушных конденсаторов 25, каждая из которых имеет четыре вертикально расположенных и последовательно соединенных друг с другом конденсаторов. Сконденсировавшийся глицерин стекает в сборники-концентраторы 41, где в результате нагрева глухим паром до 117-120?С избыток влаги испаряется с доведением концентрации дистиллята до 98,5-98,7%. Дистиллированный глицерин собирается в сборниках-весах 40.

Пары глицерина и воды, несконденсировавшиеся в воздушных конденсаторах 25, поступают последовательно в трубчатые конденсаторы 26, 27 и 30, охлаждаемые водой. Конденсат из первого водяного конденсатора 27 - «первая сладкая вода» - собирается в сборник 38. Затем пары поступают во второй водяной конденсатор 26, соединенный со сборником 28 для «второй сладкой воды»; «сладкая вода» из сборника 28 и 38 собирается в бак 39, откуда направляется на выпаривание. Пары и газы из сборника 28 через ловушку-каплеотделитель 29 направляются в третий водяной конденсатор 30, из которого «третья сладкая вода», содержащая лишь следы глицерина, собирается в сборник 37 и используется затем при гидролизе жиров. Незначительная часть несконденсировавшихся паров и газовоздушная смесь из системы откачиваются с помощью вакуум-насоса 36 и направляются в атмосферу. Остаточное давление в установке поддерживается в пределах 2,2-2,6 кПа.

Температура воды, выходящей из водяных конденсаторов, должна быть равна: в первом 35-45?С, во втором 30-35?С, в третьем 15-20?С.

Процесс дистилляции по мере накопления недистиллируемого остатка (гудрона) в кубе прерывают для спуска остатка в бак 42. В случае малой подвижности гудрона перед выгрузкой из аппарата его обрабатывают горячей водой, разваривают, а затем сливают.

Дистиллированный глицерин еще раз подвергают очистке активированным углем в емкостях 31 и 32 с последующим отделением фильтрата на фильтр-прессах 33. Повторная очистка необходима для получения глицерина высокой степени очистки. Затем дистиллированный глицерин направляется в бак готовой продукции и с помощью насоса 8 направляется на склад.

7.2 Описание технологической схемы и режимов производства туалетного мыла

Жирные кислоты и масло кокосовое из хранилища через весы 67, 68 закачивают в коробки 113, 114, 115 и 116, откуда они насосами 8 поступают в мерники 80, 81, 82 и 83. Из мерников жировое сырье поступает в мыловаренные котлы 84.

Растворы кальцинированной и каустической соды, поваренной соли поступают в котлы 84 из коробок для приготовления растворов 69, 73, 77 и 79. В коробки 77 и 79 из коробки 78 поступает раствор NaOH учетной концентрации.

Омыление мыльной основы ведут в мыловаренных котлах 84.

Готовую основу из мыловаренных котлов насосом 111 откачивают в мылосборники 85, откуда насосом 111 подают на охлаждение, сушку и механическую обработку.

В мыловаренных котлах производят облагораживание жировых отходов. Подмыльный щелок из мыловаренных котлов 84 поступает в коробку 112, откуда после снятия мыла его направляют на дальнейшую обработку.

Обработка мыла на линии ЭЛМ осуществляется следующим образом.

Туалетную основу из мылосборника 85 питающим насосом 111 через фильтр 110 закачивают в питающий бак 109, снабженный регулятором уровня, поддерживающим постоянное давление столба жидкости на дозировочный насос. Из питательного бака мыльную основу дозировочным насосом 108 подают в теплообменную колонку 86, где масса подогревается глухим паром давлением до 0,6 МПа от 80…85°С до 120…160°С в зависимости от условий сушки. Из теплообменной колонки нагретая до заданной температуры мыльная масса под давлением до 0,5 МПа поступает внутрь вакуум-сушильной камеры 107 и распыляется через форсунки. Остаточное давление в камере 2…5,3 кПа. За счет перепада давления и температуры мыло теряет некоторое количество влаги и кристаллизуется. Небольшая часть подсушенного и охлажденного мыла падает на дно камеры, основная же часть оседает тонким слоем на внутренней поверхности камеры, откуда снимается вращающимися ножами в виде стружки толщиной около 1 мм, сбрасывается в нижнюю часть камеры и через бункер поступает в двойной шнек-пресс 106. Последний герметически соединен с бункером и находится под тем же разрежением, что и камера.

В шнек-прессе мыльная стружка дважды перетирается, уплотняется, пластифицируется, дополнительно подсушивается, продавливается через решетку и разрезается ножами на мелкие гранулы. Мыльная вермишель с помощью нории 105 и шнека 104 подается в запасной бункер 102.

Парогазовая смесь, отходящая из вакуум-сушильной камеры, направляется в первый циклон 87, где под действием центробежной силы и перепада скорости газового потока происходит отделение механически увлеченной мыльной пыли, которая оседает и нижней части циклона, спрессовывается и удаляется из него с помощью шнек-пресса 88. Парогазовая смесь из первого циклопа направляется во второй, контрольный, циклон 89, где окончательно освобождается от мыльной пыли, затем поступает в барометрический конденсатор 90, в котором смешивается с охлаждающей водой температурой 14…16°С и конденсируется. Смесь охлаждающей воды и сконденсированного пара отводится по барометрической трубе в коробку 92. Несконденсировавшиеся газы и воздух отсасываются вакуум-насосом 94 через каплеотделитель 91 и ловушку 93.

Мыльная стружка из бункера 102 через шлюзовой затвор 103 поступает в смесительный шнек-пресс 101, в котором она после предварительного смешивания с разными ингредиентами (отдушками, красителями и пр.) тщательно перемешивается, спрессовывается, продавливается через решетку, разрезается ножами с получением вермишели. Последняя транспортером 100 подается в двухступенчатый вакуумный шнек-пресс 99, где производится окончательная обработка мыла и спрессовывание его в форме бруска.

Далее мыло поступает на автоматическую резальную машину 98, на которой брусок разрезается на куски необходимой массы и длины. Куски мыла поступают по ленточному транспортеру в обдувочный тоннель 97, где подсушиваются подогретым воздухом, вследствие чего на их поверхности образуется довольно твердая сухая корочка, которая уменьшает прилипание к штампам.

Перед поступлением в двухручьевой штамп-пресс 96 мыло распределяется на два потока с помощью делителя. Отштампованное мыло поступает на оберточные автоматы 95 и далее на упаковку и обандероливание.

Туалетное мыло упаковывают от 5 до 20 кусков в бумажные или картонные пачки или картонные коробки. Упаковка мыла на автоматах осуществляется по 40 кусков в двухслойные пакеты из крафт-бумаги, по 70 и 140 кусков в ящики из гофрированного картона.

Мыло, упакованное в пачки и коробки, укладывают в дощатые ящики - не более 30 кг или в ящики из гофрированного картона - не более 20 кг.

7.3 Описание технологической схемы и режимов производства дистиллированных жирных кислот

Дистилляцию жирных кислот на реконструированной установке «Комсомолец» осуществляется следующим образом. Сырые жирные кислоты из бака 155 насосом - дозатором 154 подается через паровой подогреватель 117 в вакуум-сушильный аппарат 118, где при температуре 80…100°С и давлении 6 кПа происходит деаэрация жирных кислот и частичное удаление из них влаги. Затем жирные кислоты через паровой подогреватель 119 подаются в секционный подогреватель-осушитель 120. Высушенные и нагретые до 140°С жирные кислоты засасываются в первую секцию дистилляционного куба 122 и из нее проходят последовательно все секции. В процессе дистилляции поддерживают давление в кубе не выше 1,33 кПа. Температура жирных кислот в отдельных секциях дистилляционного куба постепенно повышается от первой секции к последней.

В каждую секцию с целью повышения эффективности дистилляции впрыскивается острый пар, количество которого также увеличивается по мере перетекания кислот из секции в секцию.

Смесь паров из вакуум-сушильного аппарата 118 и секционного подогревателя 120 поступает в поверхностный конденсатор 121, откуда после охлаждения водяным конденсатом летучие компоненты стекают в бак 137, а затем насосом 140 они откачиваются в сборник для последующей реализации.

Дистиллированные жирные кислоты направляются в бак для дистиллированных жирных кислот 149, откуда насосом 146 закачиваются холодильный барабан, а затем в бункер приемный. Дистиллированные жирные кислоты взвешиваются на весах 145 и на ленточном транспортере 144 направляются в мешкозашивную машину 143. Затем дистиллированные жирные кислоты на реализацию.

Образовавшаяся в дистилляционном кубе 122 парогазовая смесь поступает в кожухотрубный конденсатор 124, охлаждаемый водяным конденсатом, который подается из уравнительного бачка 127, через холодильник 153. Несконденсировавшиеся пары кислот из конденсатора 124 поступают в промывной аппарат 125, в который из бака 135 через холодильник 126 подаются охлажденные дистиллированные жирные кислоты. Дистиллированные жирные кислоты из конденсатора 124 и промывного аппарата 125 стекают в бак 135.

Кубовый остаток, содержащий еще до 60% свободных жирных кислот (кислотное число не более 80 мг КОН), из девятой секции куба самотеком поступает в куб 123 для остатка, где при том же давлении, что и в кубе 122, но при несколько более высокой температуре (245…250°С) и вводе острого пара производится дальнейшая отгонка жирных кислот. Пары жирных кислот из этого куба поступают в холодильник 126, где охлаждаются водяным конденсатом, и дистиллированные жирные кислоты перекачиваются в бак.

Гудрон из куба 123 стекает в холодильник 136, из него направляется в емкость для гудрона 138, а затем насосом-дозатором 139 качается на реализацию.

Заключение

В разработанном нами дипломном проекте рассмотрены ассортимент и рецептуры изготовляемой продукции. Приведены характеристика готовой продукции, согласно которой качество готовой продукции по основным показателям должно соответствовать требованиям нормативно - технической документации. Также дана характеристика исходного сырья, основных и вспомогательных материалов, качество которого также должно соответствовать требованиям нормативно - технической документации.

Осуществлен подбор и обоснование технологических схем и в результате приняты следующие технологические решения:

В гидролизно-глицериновом цехе предусмотрено получение дистиллированного глицерина по схеме: безреактивный метод расщепления жиров, далее получение сырого глицерина с применением двухкорпусной выпарной установки «Подъемник», получение дистиллированного глицерина на установке.

Размещено на Allbest.ru