Расчет концентрации глицериновых вод

Первая глицериновая вода. На первый период расщепления жира поступает вторая глицериновая вода в количестве Вг =474,4 кг/т массы (веса) расщепляемого жира (расчет см. ниже). В течение первого периода расщепления образуется конденсат при подогреве жира и глицериновой воды до температуры реакции в количестве

в'_к = 152+ 55 = 207 кг/т.

Количество конденсата, образующегося при компенсации тепловых потерь автоклава в течение 4 ч на первом периоде расщепления жира, составит

в_к”=19*4/4=19кг/т.

Из них 5 кг конденсата образуется за счет расхода свежего пара и 14кг - за счет конденсации пролетного острого пара подаваемого в автоклав.

Согласно приведенным выше данным, в течение первого периода расщепления жира выделяется Гл1 =81,7 кг глицерина. На образование глицерина расход реакционной воды по уравнению (I-4) составляет 58,7% от массы глицерина, или

W1=81,7*58,7/100=47,9кг.

Количество первой глицериновой воды

Вг₁=Вг₂+в^,_к+в”_к+Гл₁-W₁=474,4+207+19+81,7-47,9=734,2кг.

Концентрация первой глицериновой воды при выходе из автоклава

у₁=Гл*100/ Вг₁=94,8*100/734,2=12,9%.

При температуре 225°С в расщепленном жире растворяется примерно 10% воды

в_ж = G'_К2*0,1 = 960,8. 0,1 = 96 кг.

Количество первой глицериновой воды, удаляемой из автоклава, равно

В'_Г1 = В_Г1 - в_ж = 734,2 - 96 = 638,2 кг

Вторая глицериновая вода. На второй период расщепления жира подается свежий конденсат в количестве Ва = 300 кг/т.

Кроме того, при подогреве реагентов перед вторым периодом расщепления жира образуется конденсат в количестве

в_к1=46+97+14=157кг/т

Количество конденсата, образующегося в процессе компенсации тепловых потерь при работе автоклава в течение 2,5 ч, на втором периоде расщепления жира

в_к2=19*2,5/4=12кг/т

Из них 2 кг конденсата получают за счет расхода свежего пара и 10кг - за счет конденсации острого пролетного пара. В течение второго периода образуется глицерин в количестве Гл₂=13,1 кг.

Количество реакционной воды, расходуемой на образование глицерина:

W₂=13,1*58,7/100=7,7кг.

Количество второй глицериновой воды

В_г2=В_а+в_к1+в_к2+Гл₂- W₂=300+157+12+13,1-7,7=474,4 кг

Воду, растворенную в жире, в расчет не принимают, так как это количество ее компенсируется глицериновой водой, оставшейся в жире после первого периода расщепления.

Концентрацию второй глицериновой воды определяют следующим образом. С расщепленным жиром уносится на второй период расщепления первая глицериновая вода в количестве вж=96кг/т, концентрацией y1=12,9%. Количество уносимого глицероля

Гл_у=у₁в_ж/100=12,9*96/100=12,4кг/т.

Общее количество глицерина во второй глицериновой воде

Гл_в=Гл₂+Гл_у=13,1+12,4=25,5 кг/т

Концентрация глицерина во второй глицериновой воде

у₂=Гл_в*100/В_г2+в_ж=25,5*100/474,4+96=4,5%.

Фактический выход жирных кислот несколько ниже теоретического. Некоторое количество кислот удерживается первой глицериновой водой при удалении ее из автоклава. При последующей обработке жирные кислоты (кроме водорастворимых) извлекают почти полностью. Эти возвратные отходы составляют 0,3-0,5% от массы расщепляемого жира. Принято для расчетов в=0,4%=4 кг/т.

При последующей обработке глицериновой воды (перед выпариванием) известковым молоком жирные кислоты образуют кальциевые мыла по уравнению

2RСООН + СаО = (RСОО)₂Са + Н₂0

Если принять, что в раствор переходят преимущественно более низкомолекулярные жирные кислоты с условной молекулярной массой 228, а избыток активной извести составляет 3% от теоретического, то расход окиси кальция на каждую тонну расщепляемого жира будет равен

СаО=4*56*1,03/2*228=0,50кг.

Расход продажной извести,при содержании 67% активной окиси кальция будет

И_п=0,50/0,67=0,8кг/т

или расход известкового молока с концентрацией окиси кальция 60%

И_п=0,50/0,60=0,83кг/т

При обработке глицериновой воды известковым молоком образуется 4,3 кг кальциевого мыла, которое передают в мыловаренный цех.

Безвозвратные потери жиров δ при автоклавном безреактивном расщеплении жиров за счет термического разложения их и потерь летучих кислот, уносимых с пролетным паром, и водорастворимых кислот составляют примерно 0,3-0,5%. Принято для расчетов δ = 0,4% =4 кг/т.

Количество расщепленного жира, выгружаемого из автоклава после второго периода расщепления, с учетом безвозвратных потерь (δ) и наличия моно- и диглицеридов составляет

С_Р = G'_к2 - (в + δ) = 960,8 - (4+4) = 952,8 кг.

Если расщепленный саломас направляют на варку мыла, то при доомылении оставшихся в нем триглицеридов потери сырья дополнительно при отщеплении глицерина составляют

δ' =Ж_н2(100-Ж_к)/100+П₂=48(100-95,7)/100+0,8=2,9кг.

Следовательно, выход жирных кислот при использовании расщепленного жира для мыловарения составит

Gм= Gр - δ' + в = 952,8 - 2,9 + 4 = 953,9 кг, или 95,39%.

Расчет выхода глицерина

В процессе расщепления жиров и обработки глицериновых вод часть глицерина теряется.

За вычетом потерь выход глицерина составит

Гл_т = Гл * 0,95 = 94,8*0,95 = 90 кг, или 9%

На производстве выход глицерина учитывают в пересчете на технический глицерин сапонификат. По действующему ГОСТу в сапонификате содержится 86% глицерина. Выход относят к количеству триглицеридов, содержащихся в исходном жире.

Произведя соответствующие расчеты, находят возможный выход глицерина сапонификата при расщеплении саломаса в процентах массе триглицеридов (за вычетом 5% потерь):

Г_с=Гл_н*0,95/0,86=9,67*0,95/0,86=10,7%.

То же, в процентах к массе расщепленного жира:

Г'_с=Гл_т/0,86=9/0,86=10,5%.

Расчет расхода воды

Согласно приведенным данным расход свежего конденсата В_а, вводимого на второй период расщепления, на каждую тонну расщепляемых жиров составляет 300 кг.

Такое количество конденсата можно получить при конденсации пролетного пара, подаваемого в автоклав в процессе расщепления жира, и при конденсации вторичного пара, образующегося в понизителе давления, при прохождении через него жирных кислот.

По расчетным данным, в процессе расщепления жира в автоклав поступает 250 кг/т пролетного пара. Из этого количества при компенсации тепловых потерь конденсируется вара 14 + 10 = 24 кг.

Строительная часть

Строительными конструкциями промышленных зданий с железобетонным каркасом являются колонны, перегородки, двери. Колонны здания должны образовывать вместе с элементами покрытия жесткий каркас, который обеспечивает жесткость и устойчивость от воздействия на него нагрузок как вертикальных (собственный вес, вес оборудования, сырья, полуфабрикатов, продукции),так и горизонтальных (вертикальные нагрузки).

Дверные проемы заполняются дверными блоками, состоящими из дверей. Двери могут быть однодольными, одностворчатые, двудольные двустворчатые, наружные (для защиты внутреннего объема зданий от воздействий) и внутренние (для разделения помещений). Фундаменты под колонны изготавливаются из железобетона и в зданиях каркасного типа бывают, одиночными столбчатыми. Если применяются несущие стены, то ленточные фундаменты под ними делаются сборными или монолитными железобетонными. Во многих случаях удобно и экономично применять свайные (при слабых грунтах и наличии грунтовых вод), а также сборные ребристые или пустотелые фундаменты.

Фундаментные балки используются в качестве фундаментов сен в промышленных зданиях каркасного типа. При шаге колонн 6 м длина балок составляет 4,3....5,95 м, при шаге 12 м- 10,2... 11,95 м.

Стены бывают несущие и самонесущие, изготавливаются из кирпича, крупных блоков, панелей или листовых конструкций. Выбор типа стены ведется с учетом целесообразности применения местных строительных материалов, доли стоимости стен в общей стоимости здания. В зданиях с навесными стенами большую площадь световых проемов, разнообразнее архитектурное решение фасадов, поэтому использование навесных стен предпочтительно.

Кирпичные стены выкладываются толщиной 1,5; 2; 2,5 кирпича. Если они несущие, то их усиливают пилястрами.

Крупные блоки из легких, ячеистых или силикатных бетонов, из мягкого природного камня имеют высоту 0,6 или 1,2 м, длину, кратную 0,5 м, и толщину 0,3; 0,4 или 0,5 м.

Стеновые панели отапливаемых зданий изготавливают длиной 6 и 12 м, высотой 0,9; 1,2; 1,5 и 1,8 м, толщиной 0,2; 0,24; 0,3 и 0,4 м. Стеновые панели не отапливаемых зданий имеют такую же длину, высоту 1,2 и 1,8 м, толщину 0,3 м.

Легкие, не утепленные стены можно делать из волнистых асбоцементных или стальных листов толщиной 1... 1,8 м, или волнистого листового стеклопластика (размером 6x1,5x0,0015 м).

Балки изготавливаются из железобетона при пролетах до 18 м, фермы -из железобетона или стали при пролетах 18..36 м. Балки и фермы для плоских покрытий используются в зданиях с фонарями и без них. К балкам и фермам может крепиться подвесной транспорт грузоподъемностью до 5 т, для чего в них предусмотрены соответствующие закладные детали.

Кровля промышленных зданий чаще всего делается из рулонного рубероида (20x1м). Перспективны мастичные бесшовные кровли с применением эластомеров.

Светоаэрационные фонари предусматриваются преимущественно. П-образной формы, продольные, длиной до 84 м, с двухсторонним остеклением. Их ширина 6 м для пролетов 12 и 18 м и 12 м для пролетов 24, 30, 36 м. Достаточно эффективны зубчатые фонари - продольные, с односторонним остеклением. В без фонарных большепролетных зданиях целесообразно применение плафонов, колпаков и иллюминаторов.

Площадь оконных проемов составляет 35...50% площади наружных стен, а иногда и более. Размеры оконных проемов (в м) принимаются кратными по ширине 0,6 и 0,3, по высоте 0,6 м. В зданиях с панельными стенами устраивается преимущественно ленточное остекление номинальной высотой, кратной 0,6 м.

Двери в основном распашные, деревянные, в брандмауэрах - стальные, проектируемые шириной 1; 1,5 и 2 м и высотой 1,8; 2,0; 2,3 и 2,4 м. число эвакуационных выходов в зданиях - не менее двух.

Расстояние от рабочего места до эвакуационного выхода не должно превышать 30 м в одноэтажных категории А; 75 м - категории Б и В. В помещениях производств категорий Г и Д это расстояние не ограничивается.

Размеры ворот для проезда транспорта должны быть не больше размеров транспорта с грузом на 0,2 м по высоте и не менее чем на 0,6 м по ширине. Размеры проемов обычно выбирают из ряда 2,4x2,5; 3x3; 3,6x3; 3,6x3,6; 3,6x4,2; 4,8x5,4 м.

Полы с мозаичным покрытием предусматриваются во всех производственных помещениях. Асфальтобетонные полы проектируются в складах для хранения не пищевых продуктов, ремонтных мастерских, и на сырьевых площадках. В административных помещениях полы покрываются линолеумом. Уклон к трапам равен 0,02 для асфальтовых и 0,01 для плиточных полов.

Компоновка

Компоновка – это схематический план здания с изображением на нем цехов, отделений, участков, вспомогательных и служебно-бытовых помещений.

Компоновка помещений должна выполняться с учетом следующих требований:

1) последовательность и максимальная прямолинейность производственного потока;

2) склады основного сырья, экспедиции, приемные отделения и т.п. должны располагаться по периметру здания с выходом на улицу;

3) для сокращения протяженности кабельных линий, трубопроводов, воздуховодов необходимо располагать трансформаторные подстанции, насосные, вентиляционные камеры и т.п. как можно ближе к участкам, где потребление соответствующих видов носителей энергии максимально.

4) необходимо исключить перемещения персонала через помещения, в которых не находится их рабочее место;

5) участки, где выполняются подготовительные операции, склады промежуточного хранения и дозревания полуфабрикатов должны быть расположены как можно ближе к основным производственным участкам;

Подобранное и рассчитанное оборудование компонуется в производственном помещении с учетом требований техники безопасности, удобства обслуживания и поточности производства.

Компоновка производственного корпуса предусматривает блокирование всех производственных, подсобных и складских помещений в одном здании. Для ее выполнения надо иметь:

1. генеральный план (место для производственного корпуса с ориентацией его относительной магистральной улицей и розой ветров)

2. технологическую схему по производству продукта

3. расчет количества основного технологического оборудования

4. площади складских, конторских, производственных, подсобных и других помещений, размещенных в производственном корпусе.

Основой чертежа является сетка колонн, образующаяся продольными и поперечными осями. Расстояние между колоннами 6 метров.

Предприятие проектируется в одноэтажном здании, где размещены:

1. производственный цех;

2. склад сырья;

3. склад вспомогательных материалов и тары;

4. склад готовой продукции.

Также могут быть размещены лаборатория, кабинет бухгалтера, два санузла, две душевых, два гардеробных помещения, столовая, помещение для уборочного инвентаря, медицинский кабинет и прочие.

Производственный поток направлен слева направо. Поток рабочих из санпропускников совпадает с производственным потоком. Это позволяет сократить движение людей мимо готовой продукции.

Предусмотрены свободные проходы:

1. генеральный проход по всей длине цеха, шириной не менее двух метров;

2. поперечные проходы у торцевых стен, шириной не менее 1,5 метра;

3. проход между продольными рядами машин, оборудованием и стен, шириной не менее 1 метра.

Склады сырья изолированы от производственного помещения. Склад готовой продукции расположен в конце производственного потока.

Склад проектируется чаще всего с отгрузочной рамкой, и навесим для отгрузки готовой продукции автомобильным транспортом.

Для сообщения экспедиции с рамкой предусматриваются ворота высотой 2,4 метра, шириной-1,95 метра, оборудованные (при необходимости) по климатическим условиям тепловой, воздушной завесой.

Правильная организация складов сырья и готовой продукции обеспечивает сохранность и имеет большое значение в производственной деятельности цеха.

Склад тары и упаковочных материалов предусматривается в конце производственного цеха.

Для приемки тары и дополнительных материалов предусматриваются экспедиции с выходом на автомобильную раму с навесом. Ширина рамы – 4,5 метра, высота – 1,2 метра.