Совершенствование машинно-аппаратурной схемы производства этилового спирта

• Автор: Ибрагимов, Тимур Сафарович
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения

Введение

Глава 1. Литературный обзор по проблеме выбора направления

совершенствования промышленного производства этанола

1.1 Анализ современных направлений совершенствования промышленного производства этанола из растительного сырья

1.2 Анализ традиционных технологических схем производства этанола

1.2 Л Анализ работ, посвященных способам подготовки зернового сырья к проведению ВТФО
1.2.2 Анализ литературных данных по режимам проведения водно-тепловой обработки, осахаривания и сбраживания

1.3 Выбор конструкции аппарата для последовательного

проведения в нем трех стадий технологического процесса производства
этанола
1.3.1 Анализ научных работ, посвященных изучению процессов,
происходящих в рабочем объеме КСИА и подобных ему аппаратах.
Постановка задачь исследования
Глава 2. Исследование реологических характеристик водно-зерновых суспензий в процессе их водно-тепловой обработки
2.1 Цели и задачи исследования реологических характеистик
2.2 Описание методики проведения лабораторных исследований реологических характеристик водно-зерновых суспензий в отсутствии амилолитических ферментов
2.3 Результаты исследования реологических характеристик на лабораторной стадии
2.3.1 Обработка опытных данных экспериментов без применения ферментных препаратов разжижающего действия
2.3.2 Обработка опытных данных экспериментов с применением ферментных препаратов разжижающего действия
2.4 Выводы по Главе
Глава 3. Исследование теплообменных характеристик кожухотрубного струйно-
инжекционного бродильного аппарата
3.1 Исследование теплообменных характеристик КСИБА
3.2 Схема экспериментальной установки
3.3 Методика проведения эксперимента
3.4 Обработка экспериментальных данных
3.4.1 Определение скорости нагрева и охлаждения газожидкостной смеси в трубах КСИА
3.4.2 Определение коэффициентов теплопередачи и теплоотдачи в процессах нагрева и охлаждения
3.5 Выводы по Главе

Глава 4. Проведение механико-ферментной обработки, осахаривания и
сбраживания сусла высокой концентрации в КСИБА
4.1 Схема экспериментальной установки
4.2 Методы исследования
4.2.1 Режимы работы аппарата
4.2.2 Расчёт необходимого количества дрожжей и их активация
4.2.3 Определение концентрации спирта
4.3 Проведение эксперимента
4.3.1 Водно-тепловая обработка
4.3.2 Осахаривание
4.3.3 Сбраживание сусла
4.4 Результаты экспериментов
4.4.1 Водно-тепловая обработка и осахаривание
4.4.2 Сбраживание осахаренного сусла
Основные результаты работы
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
С - дозировка ферментных препаратов, Ед/г.*кр;
Б - площадь, м2;
0 - массовый расход, кг/с;
К - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 *К);
Ь - длина, м;
N - число труб, шт.;
Р - сила, Н;
С? - объемный расход, м3/с:
Т - температура замеса на момент отбора пробы, °С;
Уг - средняя скорость нагрева, °С/мин;
’У - влажность зерна, %;
а - активность ферментного препарата, Ед./мл; б - диаметр, м;
с1 - средний условный диаметр частиц, м; к - концентрация твердой фазы в замесе, кг/кг;
1 - температура, °С;
Ы - разность температур, °С;
ДСр - среднелогарифмическая разность температур продукта и
хладо-/теплоносителя, °С;
х - концентрация спирта в бражке, % об;
у - выход спирта из 1 т условного крахмала, дал;
а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2* К);
у - скорость сдвига, с'1;
5Т - изменение температуры теплоносителя, °С;
51 - изменение температуры хладоносителя, °С; е - крахмалистость, %;
71-3,14;
р - плотность, кг/м3;

После внедрения КСИБА в технологическую схему производства спирта она приобретает вид, представленный на рисунке.
1 З і 3 7 3 9,
Прием и дробление зерна
Раэбаридание сырья, охлаждение и осахарибание затора сбражибание асахарежой массы
Перегонка бражки и ректификация спирта
Рис. 1.9. Технологическая схема получения спирта с внедрением в неё
КСИБА
1 - элеватор; 2 - приёмный бункер; 3 - магнитный сепаратор; 4 - бункер; 5 - ленточный дозатор; 6 - молотковая дробилка; 7 - элеватор; 8 - автоматические весы; 9 - дробилка; 10 -смеситель - предразварник; 11 - плунжерный насос; 12 - кожухотрубный теплообменник; 13 -ёмкость- накопитель; 14,15- насосы; 16 - бражная колонна; 17 - эпюрационная часть бражной колонны; 18, 23, 24 - конденсатор; 19, 20, 22 - дефлегматоры; 21 - сепаратор; 25, 26 -ректификационные колонны 2 - ая и 1 -ая соответственно; 27 - эпюрационная колонна; 28 -пеноловушка; 29 - бардорегулятор, 30 - холодильник; 31 - смотровой фонарь.
Как видно из машинно-аппаратурной схемы при последовательном проведении трех технологических стадий в КСИБА существенно упрощается её аппаратурное оформление, что позволяет выявить следующие преимущества:
1. Уменьшить капитальные затраты на создание производства, частично исключив крупногабаритную емкостную аппаратуру.
2. Уменьшить затраты на обвязку технологического и вспомогательного оборудования технологическими трубопроводами, а также системами КИП и автоматики.