Курсовая работа - Организация непрерывной гидратации растительных масел с отделением осадка на герметических сепараторах - файл n1.doc

Курсовая работа - Организация непрерывной гидратации растительных масел с отделением осадка на герметических сепараторах
скачать (374 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc374kb.22.10.2012 01:04скачать

n1.doc

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

Рафинация…………………………………………………………………………4

Обрабатываемое сырье……………………………………..…………………….4

Гидратация……………………………………………..………………………….6

Технология гидратации фосфолипидов из масел……………….………………8 Схема непрерывной гидратации растительных масел с применением сепараторов…………………………………………..……………………………9

Сепараторы………………………………………………………..…………..…11

Охрана окружающей среды

Техника безопасности………………………………………………………..….25

Заключение………………………………………….……………………………34

Список используемой литературы……………………………………………..35

Введение

Растительные масла содержат значительное количество фосфатидов: подсолнечное 0,2—1,4%, хлопковое 0,5—2,5%, соевое до 3,5%. Экстракционные масла, как правило, содержат больше фосфатидов, чем прессовые.

Фосфатиды в физиологии человека и животных играют очень важную роль. Они, в частности, активно участвуют в жировом и холестериновом обмене, повышают перевариваемость пищи и являются важным компонентом нервной ткани. Введенные в со­став кормового рациона животных и птиц, фосфатиды увеличи­вают привес их, повышают яйценоскость птиц и снижают падеж молодняка.

Поэтому рационально организованная технология жиров должна предусматривать сохранение фосфатидов в пищевых растительных маслах. В тех же случаях, когда масла подвер­гают дальнейшей переработке — щелочной или адсорбционной рафинации, гидрогенизации — или используют для технических целей, фосфатиды необходимо предварительно выделить из мас­ла по возможности в неизмененном состоянии.

Гидратация представляет собой процесс обработки масел и жиров водой с целью выделения содержащихся в них фосфати­дов, фосфатидопротеинов и других гидрофильных примесей. При гидратации жиры обрабатывают водой или слабыми раствора­ми солей, кислот, щелочей, танина и некоторых других веществ.

Рафинация

Рафинация – это ряд важнейших технологических процессов обработ­ки жиров (масел) с целью удаления из них примесей и тех сопутству­ющих веществ, которые снижают качество и технологические свой­ства продукта.

В результате рафинации улучшаются качественные показатели масел и становится возможным перевести некоторые из них из ряда технических в ряд пищевых.

Потребителями рафинированных жиров являются многие пище­вые отрасли: масложировая, хлебопекарная, кондитерская, консерв­ная, пищеконцентратная и др. Рафинированные жиры также исполь­зуют для технических целей (олифоварение, машиностроение, хими­ческая, текстильная промышленности и др.).

Цель гидратации – максимальное выведение из масла наиболее ценных сопутствующих веществ с сохранением их свойств для использования в качестве самостоятельных продуктов (фосфолипиды, свободные жирные кислоты, восковые вещества).

Обрабатываемое сырье

Природные масла и жиры представляют собой сложную много­компонентную систему, состоящую в основном из триацилглицери­нов различного состава, строения и степени непредельности, из раз­нообразных сопутствующих веществ, молекулярно- и коллоиднорастворимых в триацилглицеринах. Степень растворимости определя­ется составом и структурой этих веществ, часть которых является по­верхностно-активными веществами, стабилизирующими их коллоид­ную растворимость.

Количество сопутствующих веществ невелико, но они определя­ют качество масел и жиров, в значительной мере влияют на их техно­логические свойства. Так, некоторые сопутствующие вещества и при­меси снижают качество и пищевую ценность жиров, их содержание регламентируется допустимыми нормами. Свободные жирные кисло­ты снижают пищевые достоинства масел, высокое их количество в маслах, употребляемых в пищу, может явиться одной из причин забо­леваний гастритом желудка. В процессе получения, хранения и транс­портирования масла входят в контакт с поверхностью металлических аппаратов, сосудов, трубопроводов и т.п. При этом жирные кислоты взаимодействуют с металлом с образованием железистых мыл. Кати­оны металлов переменной валентности катализируют цепную реак­цию окисления масел, что отрицательно сказывается па качестве ма­сел пищевого назначения, сокращаются сроки хранения.

Фосфолипиды, растворенные в свежевыработанном масле, при хранении поглощая влагу коагулируют, образуют осадки, ухудшая то­варный вид продукта. Кроме того, фосфолипиды действуют как эмуль­гаторы, способствуя образованию и стабилизации эмульсий типа «вода в масле», что усложняет рафинацию масел. Фосфолипиды избиратель­но сорбируются на поверхности твердых сорбентов, применяемых на стадиях отбелки при рафинации, сорбируются на поверхности твердых катализаторов, что приводит к повышенному их расходованию и затрудняет отделение от масла или саломаса на стадии фильтрации.

Фосфолипиды

Важнейшая группа сопутствующих веществ — фосфолипиды. Они представляют собой наиболее сложную и ценную группу полярных липидов. В масличных семенах они локализованы преимуще­ственно в нежировой фазе в свободном и связанном с белками и угле­водами состоянии. В зависимости от способов и режимов получения растительных масел степень извлечения фосфолипидов из маслично­го сырья составляет от 20 до 90%.

Многообразие состава и структур фосфолипидов определяет их свойства и поведение в растительных маслах и жирах.

Молекула фосфолипидов дифильна. Одна часть — головка молекулы — полярна. Полярная часть молекулы, включающая глицерин, остатки карбоксильных групп жирных кислот фосфатидной группировки и др., является гидрофильной. Другая часть — ее хвост — неполярна, состоит из алифатических це­пей жирных кислот и является гидрофобной.

Полярные группировки фосфолипидов могут связываться с по­лярными группировками молекул белков, углеводов и диполями мо­лекул воды. В масле фосфолипиды могут быть в состоянии истинной растворимости в виде индивидуальных молекул или в виде различ­ных ассоциатов и мицелл.

Равновесие в системе масло — фосфолипиды зависит от многих факторов. Неустойчивость в системе обычно приводит к самопроиз­вольному коагулированию и образованию объемных осадков. Фосфо­липиды чувствительны к воде, их способность гидратироваться в при­сутствии воды и выпадать в осадок положена в основу технологичес­кого процесса извлечения их из масел.

Гидратация

Назначение — максимально извлечь из масел фосфолипиды и другие гидрофильные вещества. На гидратацию поступает нерафинированное масло, прошедшее первич­ную очистку. После завершения процесса получают гидратированное масло и фосфатидный концентрат.



Фосфолипиды составляют наиболее сложную и ценную группу полярных липидов, сопутствующих триацилглицеринам. Фосфолипиды при­сутствуют в маслах сравнительно в небольших количествах, но бла­годаря своей активности существенно влияют на товарный вид мас­ла и его технологические свойства. Фосфолипиды не устойчивы в нерафинированном масле, содержащем даже незначительное коли­чество влаги (0,-1-0,2%), и при его хранении частично отделяются, образуя осадок. На тех стадиях рафинации, где используется вода или водные растворы, они стабилизируют эмульсии, в результате чего возникают трудности при разделении фаз. При отбеливании некоторые фосфолипиды адсорбируются поверхностью порошка, что приводит к увеличению его расхода. В процессе гидрогенизации масел фосфолипиды взаимодействуют с поверхностью катализато­ра, снижая его активность, и осложняют последующее отделение ка­тализатора от гидрируемого жира. Все это вызывает необходимость извлекать фосфолипиды из нерафинированного масла перед его дальнейшей переработкой.

Учитывая высокие физиологические и пищевые достоинства фосфолипидов, а так же их широкое применение в различных отрас­лях промышленности, предусматривается извлечение фосфолипидов с целью производства самостоятельного продукта из подсолнечного и соевого масел — так называемых фосфатидных концентратов различ­ного состава и свойств.

Технология гидратации фосфолипидов из масел.

В промышлен­ности применяют различные схемы проведения гидратации, отли­чающиеся аппаратурным оформлением процесса, параметрами и при­родой перерабатываемого масла. Однако технология всегда включает следующие основные этапы: смешивание масла с гидратирующим агентом (температуру про­цесса и количество агента определяют в зависимости от природы мас­ла и его качества); экспозиция смеси масло - гидратирующий агент для обеспече­ния процесса коагуляции фосфолипидов; разделение образовавшихся фаз (гидратированное масло —фосфолипидная эмульсия); высушивание гидратированного масла и получение товарного продукта; высушивание фосфолипидной эмульсии, получение фосфатид­ного концентрата или растительных пищевых фосфолипидов (если гидратации подвергаются свежевыработанные масла для получения фосфатидного концентрата, фосфатиднуго эмульсию высушивают до влажности 1% и расфасовывают, или эмульсию используют для увлажнения и обогащения шрота).

При необходимости предусматривают также удаление негидратируемых форм фосфолипидов.

При соблюдении всех требуемых условий гидратации улучшают­ся некоторые качественные показатели масла: уменьшается кислотное число на 0,2-0,5 мг КОН/г — в основ­ном в результате выведения кислых форм фосфолипидов, а так же солюбилизации свободных жирных кислот мицеллами фосфолипидов; снижается интенсивность цвета масла, что связано с адсорбцией пигментов на поверхности фосфолипидов и солюбилизацией фосфолипидами пигментов, выведением меланофосфолипидов; полностью выводятся вещества, не растворимые в петролейном эфире.

В некоторых случаях для гидратации масла пользуются острым паром, который, конденсируясь в виде мельчайших капель, дает необходимую для гидратации влагу. Процесс может быть периодическим и непрерывным.

Схема непрерывной гидратации с отде­лением осадка на герметических сепараторах. Сырое масло пропускается через сетчатый фильтр 1 и насосом 2 через регулятор подачи 4 и расходомер 5 подается в непрерывно действующий смеситель 9; излишек масла возвращается через вентиль 3 в линию подачи. Вода, нагретая в резервуаре 27, пропускается через фильтр 26 и насосом 25 через регулятор 7 и расходомер 8 подается в тот же смеситель 9. Излишек воды возвращается в резервуар 27 через автоматический вентиль 6.

Гидратированное масло поступает через подогреватель 10 в герметический сепаратор 12. Регулятор 11 автоматически устанавливает температуру гидратированного масло перед сепарированием.

Отделившийся в сепараторе осадок выводится через регулирующий вентиль 15 в сборник 24, а масло насосом 13 через подогреватель 17 подается в непрерывно действующий вакуум-сушильный аппарат 18. Скорость потока регулируется вентилем 14, а температура нагрева (количество подаваемого пара) – вентилем 16.

Насос 23 откачивает высушенное масло и падает его через водяной холодильник 21 и приемные резервуары. Уровень масла в сушильном аппарате регулируется прибором 19, а вакуум создается трехступенчатым эжекторным агрегатом 22. Через предохранительный вентиль 20 часть может быть отведена в сборник 24.



Схема непрерывной гидратации растительных масел с при­менением сепараторов.

После гидратации кислотное число масла понижается на 0,1—0,4. Это объясняется удалением фосфатидов и белков, ко­торые при анализе в некоторой мере связывают едкую щелочь, повышая кислотное число масла.

Гидратационный осадок, полученный в результате гидратации водой, содержит фосфатиды, масло, воду и примеси, увлеченные фосфатидами при осаждении. Количество фосфатидов в осадке колеблется от 40 до 50% на безводный продукт, содер­жание примесей — от 5 до 9%, остальное — масло.

Влажность осадка, отделяемого в отстойниках непрерывного действия, колеблется от 25 до 50%, а осадка, отделяемого на сепараторах, — от 20 до 30%. Иногда для предупреждения оседания твердого осадка на внутренних стенках сепаратора в ба­рабан его добавляют небольшое количество горячей воды; в этом случае влажность осадка повышается до 60—80%.

Сепараторы

В технологических процессах сепараторы имеют важное, иногда главное значение — в рафинации жиров, гидра­тации, очистке масел. Общим признаком для всех сепараторов служит наличие тарельчатого барабана, вращающегося с боль­шой частотой на вертикальном валу (веретене) от электродви­гателя через червячную пару.

Производительность сепараторов Q {в м3/с) можно определить по приближенной формуле:

Q=2?Zr2ср?2Hd2??/18µ ,

где Z —число тарелок; rср — средний радиус тарелок, м; H —высота та­релки, м; Н=(r1—r2)/tga, r1 r2 — максимальный и минимальный радиус та­релки, м; a — угол наклона тарелки к вертикали, град; ?— угловая скорость вращения барабана, рад/с; d — эквивалентный диаметр отделяемых частиц, м (для частиц, взвешенных в масле 69—443 мм); ?? — разность плотностей дисперсной фазы и дисперсионной среды, кг/м3; µ — динамическая вязкость дисперсионной среды, Па • с.

Мощность привода сепаратора затрачивается на сообщение кинетической энергии жидкости и преодоление гидравличе­ские сопротивлений N2 (Ni + N<2 составляет 25% затрачиваемой мощности), на преодоление трения ротора о воздух N3 (50%) и на потери в приводе; V4 (25 %).

Барабаны сепаратора требуют строгой балансировки, чтоб устранить биение при большой частоте вращения, которое может вывести из строя подшипники и фундамент. Для компенсации динамических нагрузок станина сепараторов крепится к фунда­менту на резиновых амортизаторах.

Ниже приведены наиболее распространенные на предприя­тиях отрасли сепараторы и их технические характеристики.

Сепаратор А1-МСИ. Этот сепаратор предназначен для пер­вичной очистки прессовых масел на маслоэкстракционных заво­дах. По конструкции он аналогичен описанному далее сепара­тору А1-МСЛ, отличаясь габаритными размерами и числом та­релок. Техническая характеристика приведена ниже.

Сепаратор А1-МСЛ. Этот сепаратор предназначен для ще­лочной рафинации масел. Его конструкция и принцип действия подробно описаны ниже. По принципу дей­ствия этот сепаратор аналогичен другим приведенным ниже се­параторам для разделения разных сред.

Сепаратор ЭСВ. Предназначен для отделения свободных жирных кислот от глицериновой воды после расщепления масел и жиров. Этот сепаратор по своей конструкции также аналогичен описанным выше. Его техническая характери­стика приведена ниже.

Сепарируемая глицериновая вода подается через верхний штуцер приемно-отводного устройства, имеющего смотровой фо­нарь, и поступает во внутреннюю полость тарелкодержателя, от­куда поступает через отверстия на тарелки. Под действием цен­тробежной силы свободные жирные кислоты как более легкая фракция оттесняются к оси вращения барабана и выводятся в приемник жирных кислот через крышку барабана. Глицерино­вая вода как более тяжелая фракция проходит снизу вверх по каналу в горловине и удаляется через патрубок.

Сепаратор А1-МСЛ применяется в основном па стадиях разделения жира от соапстока и промывной воды.



СепараторА1 - МСЛ

Основной принцип действия сепаратора заключается в сле­дующем. Эмульсия под давлением подается во впускной узел и через полый вертикальный вал поступает в барабан, где раз­деляется на тяжелую фазу (соапсток, вода или гидратационный осадок) и легкую фазу (жир), которые выходят через соответствующие патрубки. На выходе имеется игольчатый вентиль для регулирования величины давления. Для охлаждения в выпускной узел направляется вода, которая затем стекает по патрубку. Для поддержания стабильного гидравлического за­твора при небольшом содержании в эмульсии тяжелой фазы в барабан дополнительно поступает горячая вода, которой также разбавляют соапсток для предотвращения образования пробок. Вода подается через впускной узел, пройдя под ниж­ней тарелкой, она попадает непосредственно на периферию барабана.

Впускной и выпускной узлы предназначены для передачи потока жидкости, находящейся под давлением, от вращаю­щихся узлов к неподвижным. Принцип действия основан на том, что жидкость не может просочиться между двумя прижа­тыми одна к другой гладкими поверхностями. Уплотнение до­стигается как при неподвижных поверхностях, так и в том слу­чае, когда они трутся между собой.

Впускной узел служит для подачи в барабан эмульсии, а также дополнительного количества воды на гидрозатвор. Эмульсия и вода в барабане не смешиваются вследствие нали­чия концентрически расположенных уплотнительных колец. Если дополнительной подачи воды на гидравлический затвор не требуется, узел переналаживается путем снятия деталей и замены износостойкого кольца на вертикальном валу.

Выпускной узел предназначен для вывода из ротора про­дуктов разделения эмульсии.

Перед пуском каждого из сепараторов устанавливают бара­бан, проверяют, правильно ли он собран, проверяют чистоту впускных и выпускных отверстий его. Отпускают тормоза и стопорные винты. Необходимо, чтобы частота вращения по та­хометру была 1420—1500 об/мин, по счетчику —118— 124 об/мин. Уровень масла в картере червячной подачи должен быть виден по масломерному стеклу.

Для включения электродвигателя направляют воду для со­здания гидравлического затвора в барабане. При сепарирова­нии без промывки барабана вода поступает через линию обра­батывающей жидкости. При этом регулируют подачу так, чтобы небольшое количество ее проходило через сепаратор до тех пор, пока он не наберет полной скорости. При достижении полной скорости воду направляют через патрубки. Выпускают обрабатываемую жидкость также через соответствующие па­трубки. Качество сепарирования, т. е. степень чистоты разде­ления фаз сепарируемой жидкости, регулируется изменением давления на выходе легкой фракции жира. Чем ниже давление на выходе жира, тем меньше его содержится в тяжелой фрак­ции, но при этом не исключена возможность, что в жире будет больше тяжелой фракции (воды, соапстока). Чем выше дав­ление на выходе жира, тем чище он, но при этом воз­можны потери жира в результате его перехода в тяжелую фракцию.

Во время сепарирования температура жира и воды должна поддерживаться согласно установленной инструкции.

При необходимости в процессе эксплуатации линии ее оста­навливают, отключают все аппараты, в том числе сепараторы. Для остановки последних прекращают подачу жира и дораба­тывают его остатки.

По окончании сепарирования барабаны промывают горячей водой, вымывая остатки гидрофуза и мыла в пакете тарелок. После этого вода отводится через отверстие выпуска тяжелой фракции.

Одновременно следует промыть впускной узел и веретено барабана, направляя при этом воду через патрубок для обра­батываемой жидкости. Промывка продолжается до тех пор, пока вода на выходе тяжелой фракции не будет чистой.

Если барабан сильно загрязнен, промывка облегчается отк­лючением двигателя и уменьшением частоты вращения бара­бана на 50 % с помощью тормоза. По окончании промывки вы­ключают двигатель, прижимают тормоз и прекращают подачу воды.

При остановке барабана его разбирают и чистят до следую­щего пуска.

Герметические сепараторы имеют высокую производитель­ность, которая зависит от вида исходного жира и его качества, главным образом от кислотного числа, и колеблется от 80 до 180 т/сут. Средний разделяющий фактор сепаратора 3700.Частота вращения барабана сепаратора 4500 об/мин, ко­личество тарелок от 105 до 125 шт. Зазор между тарелками со­ставляет 1,15 мм. Мощность электродвигателя 11 кВт, частота вращения 1450 об/мин, габаритные размеры сепаратора 1560Х Х905Х870 мм.

В настоящее время на масложировых предприятиях ус­пешно используются высокопроизводительные саморазгружаю­щиеся герметические сепараторы с автоматическим устройст­вом и программным управлением для сброса осадка, скапли­вающегося в шламовом пространстве барабана.

Техническая характеристика саморазгружающегося сепаратора

Частота вращения барабана, об/мин 4500

Количество тарелок, шт. 124

Мощность электродвигателя, кВт 30

Частота вращения двигателя, об/мин 1450—1500

Габаритные размеры, мм 1730X1645X1490

Один из типов отечественных сепараторов, используемых в рафинационном производстве, показан ниже.

Сепаратор А1-МСЛ (см. рис.) состоит из станины 2, приводного механизма, барабана, приемно-отводного устрой­ства 10. Вверху станина имеет чашу 5, герметически закрытую тонкостенной крышкой 12, над которой монтируется отводное устройство. Станина крепится внизу к плите 1, а плита при монтаже крепится к фундаменту болтами. Внутренняя часть станины служит масляной ванной.

Барабан сепаратора состоит из основания 6, крышки 7, за­тяжного кольца 9, тарелкодержателя 8 и пакета 11 из 110 та­релок. Приводной механизм включает в себя электродвигатель, горизонтальный вал 3 с упругой и разгонной фрикционно-центробежной муфтой, червячной пары 18 и вертикального полого вала (веретена) 17 с подшипниковыми узлами.

Верхняя опора вала (горловая) выполнена упругой, чтобы при разгоне и оста­нове плавно проходить че­рез критическое число обо­ротов. Это достигается при помощи шести радиально расположенных цилиндри­ческих пружин в стакане подшипникового гнезда 14. Вертикальную нагрузку от барабана и вала восприни­мают 12 вертикальных пру­жин 4, над которыми уста­новлена плита 16, имею­щая сферическую поверх­ность для опоры корпуса подшипника. Шарикопод­шипник 15 закреплен на валу гайкой 13.

В нижней части вере­тено вращается в радиально-сферическом шарикоподшипнике 19, заключенном в стакан 20.

Для подачи в сепаратор рафинируемого масла, щелочи, промывной воды в нижней части имеются патрубки 21. Жидкость, подвергаемая сепарированию, подается под давле­нием через полый вал во внутреннюю полость тарелкодержа­теля и через отверстия в последнем попадает на тарелки ба­рабана. Под действием значительных центробежных сил более тяжелая фракция (соапсток, фосфатиды, вода) выводится че­рез нижний отводящий патрубок на крышке, а более легкая фракция (масло, жир) через полость тарелкодержателя по верх­нему отводному патрубку.

На рис. ниже представлена схема устройства для сброса осадка из барабана сепаратора с программным управлением. В устройство входят напорный бак 1 с поплавковым клапаном 21, фильтры 2 и 3, запорные клапаны 4, 5, 6, 7 и 8, насос для воды 9, манометры 10 и 12, регулятор давления, соленоид­ные клапаны 13, 14 и 17, шаровой клапан 15, обратный кла­пан 16, сепаратор 18, щит управления 19 и программное уст­ройство 20. Сброс осадка или промывка шламового пространства барабана сепаратора производятся водой, которая пода­ется насосом под давлением в определенный промежуток вре­мени. При этом не нарушается процесс рафинации. Время сброса осадка регулируется автоматически согласно установ­ленной программе при помощи щита управления.



Схема устройства для сброса осадка из барабана сепаратора

Охрана окружающей среды

Очистка сточных вод

Очистка стоков коагуляцией

В основном рассматривается эффективность таких коагулян­тов, как сернокислый алюминий, сернокислое железо. Исследо­ватели приводят различные данные по применимости данного метода и эффекту очистки в случае различных концентраций ПАВ.

Очистка воды озонированием

Одним из перспективных методов очистки стоков является озонирование. В результате его использования обра­зуются продукты, которые не являются токсичными и не воз­действуют отрицательно на естественные био- и гидрохимиче­ские процессы в открытых водоемах, куда их сбрасывают. Считается целесообразным использовать озонирование для удаления низких концентраций ПАВ (4,5 мг/л), хотя имеются предложения по использованию этого метода и в случае значительно более высоких концентраций (до 200 мг/л).

Для эффективного проведения озонирования необходимо подбирать определенные условия: рН среды, время контакта, концентрацию окисляемых ПАВ. Очистка воды адсорбцией на углях

В большинстве случаев адсорбционной очистки сточных вод используется неизбирательный обратимый процесс физической адсорбции, обусловленной силами межмолекулярного взаимо­действия Ван-дер-Ваальса, протекающий с высокой скоростью. Соединения адсорбируются в недиссоциированном состоянии, физическая адсорбция осложнена физико-химическим взаимо­действием адсорбата (адсорбируемого вещества), адсорбтива (растворителя) и адсорбента.

Адсорбенты, применяемые для очистки воды, должны удов­летворять ряду требований: иметь большую сорбционную ем­кость; обладать высокой механической прочностью; легко реге­нерироваться; иметь низкую стоимость. Большая поверхность адсорбции свойственна веществам и материалам, обладающим сильно развитой пористой структурой или находящимся в тонкодисперсном состоянии.

В процессе очистки сточных вод могут применяться следующие адсорбенты: активированные угли, ионообменные смолы, неорганические осадки, различные сорта ископаемых уг­лей, полимерные сорбенты.

В установках очистки сточных вод адсорбцией на активиро­ванном угле применяется гранулированный уголь. Известны по­пытки заменить его порошкообразным, так как последний в 3— 4 раза дешевле гранулированного. Кроме того, у порошкообраз­ного активированного угля более быстрая кинетика адсорбции вследствие сокращения пути внутренней диффузии молекул ор­ганических веществ и увеличения внешней поверхности. Регене­рация этого угля осуществляется в специальной печи во взве­шенном слое при 650—870°С в течение нескольких секунд при недостатке кислорода. Однако потери порошкообразного угля при регенерации составляет 15%, что в 3 раза выше, чем гранулированого. Стоимость регенерации порошкообразного угля примерно в 2 раза больше, чем гранулированного. Помимо этого возникает много технологических затруднений при работе с по­рошкообразным углем, и в настоящее время предпочтительнее применять гранулированные активированные угли.

Очистка воды с помощью ионообменных смол и полимерных адсорбентов

Крупные органические ионы, как правило, поглощаются ионитом с высокой степенью избирательности. Сорбция ионитами протекает более эффективно из разбавленных растворов с содержанием ПАВ менее 100 мг/л. Анионоактивные ПАВ сорбируются среднеосновными и сильноосновнымй ионитами, причем для регенерации ионитов рекомендуется использовать водно-ор­ганические растворы солей. Внедрение технологических схем очистки сточных вод с помощью динамического ионного обмена сдерживает тем, что необходима установка большого числа ионитовых фильтров со сравнительно коротким рабочим циклом, после чего необходима их регенерация, связанная с большими затратами энергии и средств на переработку продуктов регене­рации (элюатов). Учитывая также высокую стоимость ио­нитов и их дефицитность, очистка воды от ПАВ методом ион­ного обмена может рекомендоваться лишь в тех случаях, когда к воде предъявляются повышенные требования в части отсутст­вия ПАВ.

Очистка воды пенообразованием

Метод заключается в адсорбции ПАВ на границе раздела фаз раствор-газ и в непрерывном снятии поверхностного слоя пены. Таким образом могут быть удалены многие ПАВ, но необ­ходимо найти оптимальные условия выделения и создать соот­ветствующую аппаратуру.

Большое влияние на степень извлечения ПАВ оказывает их концентрация в стоках. Пенное - концентрирование ПАВ эффективно и уместно лишь при извлечении малых количеств ПАВ в результате резкого увеличения объема пенного продукта с ростом концентрации вещества.

Большое значение в достижении необходимой эффективно­сти очистки имеет размер пузырьков газа. Чем боль­ше размер флотируемых частиц, тем больше должен быть ра­диус пузырьков, необходимых для флотации. К методам насы­щения жидкости пузырьками воздуха или газа относятся подача воздуха через пористые материалы, механическое диспергирование воздуха, флотация с выделением воздуха из раствора, био­логическая флотация, электрофлотация. Экспериментально уста­новлено, что размер пузырьков в вакуумных машинах со­ставляет 0,2—0,5, в компрессионных 0,1—0,2 и в электрофлотационных 0,04—0,2 мм.

Применение электрохимических методов для очистки стоков

Как показывает практика применения электрохимических ме­тодов, они обладают существенными преимуществами перед тра­диционными методами обработки воды. И в первую очередь они дают возможность в большинстве случаев отказаться от приме­нения реагентов, реагентного хозяйства, что наряду со сниже­нием стоимости электроэнергии, позволяет прогнозировать на ближайшее время еще более широкое их распространение.

Очистка воздуха

Фильтры

Эффективность работы фильтров для очистки воздуха оп­ределяется: эффективностью и механичес­кой прочностью фильтрующего материала, герметичностью его креп­ления в корпусе фильтра, удобством и быстротой перезарядки. По конструкции фильтры для очистки воздуха делятся на две груп­пы: глубинного типа с применением волокнистых фильтрующих ма­териалов и с отдельными фильтрующими элементами.

Достоинствами глубинных фильтров являются большая пылеемкость (способность удерживать большое количество пыли на повер­хности фильтра), простота и малая стоимость. К недостаткам этих фильтров следует отнести невоспроизводимость укладки фильтрую­щего материала и уплотнение его в процессе эксплуатации, каналообразование, неопределенную эффективность, контакт работников, обслуживающих фильтр, с минеральным волокном. Вследствие пе­речисленных недостатков эти фильтры ненадежны и нестабильны в работе.

Фильтры с готовыми фильтрующими элементами характеризуются большой надежностью в работе. Фильтрующие элементы изготавли­вают из высокоэффективных, механически прочных фильтрующих материалов. Форма и размер фильтрующих элементов зависит от ха­рактера фильтрующего материала. Фильтры с готовыми фильтрую­щими элементами обеспечивают возможность длительной и эффек­тивной работы.

Фильтрующие материалы

В зависимости от поставленных целей в настоящее время используются большое разнообразие фильтрующих материалов:

1. Для предварительной очистки

2. Для первой ступени очистки – волокнистые: маты, нетканые материалы

3. Для второй ступени очистки

Конструкция воздушных фильтров

В настоящее время широко используются фильтры для очистки воздуха следующих конструкций.

Фильтры предварительной очистки воздуха.

Фильтры устанавливаются на всасывающей линии перед компрессором или трубовоздуходувкой. При инерционном способе осаждения воздух очищается от частиц размером более 5 мкм при скорости фильтрации 1,5 - 3,0 м/с. Чтобы сухие частицы не выносились из фильтров, его фильтрующие слои подлежат промасливанию. Фильтры данного класса на­зываются масляными или висциновыми. Фильтры периодического дей­ствия подразделяются на кассетные регенерируемые, масляные и филь­тры сухого типа. Фильтры непрерывного типа подразделяются на са­моочищающиеся масляные и с непрерывной регенерацией в ванне с маслом, рулонные и волокнистые.

Фильтры тонкой очистки (головной).

Головной фильтр пред­назначен для улавливания основной массы загрязнений, попавших в систему после прохождения воздуха через фильтр предварительной очистки, компрессора или турбовоздуходувки.

Классификация фильтров тонкой очистки.

Фильтры периодического действия: тканевые, дисковые, совмещенные и с фторопластовыми патронами. Фильтры непрерывного действия: для подаваемого и для удаляемого.

В отечественной промышленности для стерилизации технологи­ческого воздуха до 80-х годов применялись в основном глубинные фильтры, представляющие собой емкость с двумя укрепленными внутри перфорированными решетками, между которыми находятся волокнистые фильтрующие материалы.

Фильтры тонкой очистки воздуха (индивидуальный).

Суще­ствует большое разнообразие конструкций фильтров тонкой очист­ки, которые, в основном, представляют собой аппарат цилиндри­ческого типа с вводом воздуха через верхний штуцер. Для его более равномерного распределения по поверхности фильтрующего материала к корпусу приваривает­ся решетка. Вывод воздуха осуществляется через нижний штуцер. Работа этих фильтров долж­на быть особенно надежной, т.к. это последняя стадия очистки. Перспективным фильтрую­щим материалом является так­же пористый материал, изготов­ленный из порошка фтороплас­та.

Техника безопасности

Защита от механического травмирования

Блокировочные устройства по принципу действия подразделяют на механические, электронные, электрические, электромагнитные, пневма­тические, гидравлические, оптические, магнитные и комбинированные.

Ограничительные устройства по конструктивному исполнению подразделяют на муфты, штифты, клапаны, шпонки, мембраны, пру­жины, сильфоны и шайбы.

Блокировочные устройства препятствуют проникновению человека в опасную зону либо во время пребывания его в этой зоне устраняют опасный фактор.

Особенно большое значение этим видам средств защиты придается на рабочих местах агрегатов и машин, не имеющих ограждений, а также там, где работа может вестись при снятом или открытом ограждении.

Механическая блокировка представляет собой систему, обеспечивающую связь между ограждением и тормозным (пусковым) устройством. При снятом ограждении агрегат невозможно растормозить, а, следовательно, и пустить его в ход.

Электрическую блокировку применяют на электроустановках с напряжением от 500В и выше, а также на различных видах техноло­гического оборудования с электроприводом. Она обеспечивает включение оборудования только при наличии ограждения.

Электромагнитную (радиочастотную) блокировку применяют для предотвращения попадания человека в опасную зону. Если это происходит, высокочастотный генератор подает импульс тока к электромагнитному усилителю и поляризованному реле. Контакты электромагнитного реле обесточивают схему магнитного пускателя, что обеспечивает электромаг­нитное торможение привода за десятые доли секунды. Аналогично работает магнитная блокировка, использующая постоянное магнитное поле.

Примерами ограничительных устройств являются элементы механизмов и машин, рассчитанные на разрушение (или несрабатывание) при перегрузках. К слабым звеньям таких устройств относятся: срезные штифты и шпонки, соединяющие вал с маховиком, шестерней или шкивом; фрикционные муфты, не передающие движения при больших крутящих моментах; плавкие предохранители в электроустановках; разрывные мембраны в установках с повышенным давлением и т.п. Срабатывание слабого звена приводит к останову машины на аварийных режимах.

Конструктивные решения оградительных устройств весьма разнообразны. Они зависят от вида оборудования, расположения человека в рабочей зоне, специфики опасных и вредных факторов, сопровождающих технологический процесс. В соответствии с ГОСТ 12.4.125—83, классифицирующим средства защиты от механического травмирования, оградительные устройства подразделяют: по конструктивному исполнению — на кожухи, дверцы, щиты, козырьки, планки, барьеры и экраны; по способу изготовления — на сплошные, несплошные (перфорированные, сетчатые, решетчатые) и комбинированные; по способу установки — на стационарные и передвижные.

Средства автоматического контроля и сигнализации

Наличие контрольно-измерительных приборов — одно из условий безопасной и надежной работы оборудования. Это приборы для измерения давления, температур, статических и динамических нагрузок, концентраций паров и газов и др. Эффективность их использования повышается при объединении их с системами сигнализации, как это имеет место в газосигнализаторах, срабатывающих при определенных уровнях концентрации паров, газов, пыли в воздухе.

Устройства автоматического контроля и сигнализации подразделяют: по назначению — на информационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по способу срабатывания — на автоматические и полуавтоматические; по характеру сигнала — на звуковые, световые, цветовые, знаковые и комбинированные; по характеру подачи сигнала — на постоянные и пульсирующие.

Информативную сигнализацию используют для согласования действий работающих, в частности крановщиков и стропальщиков. Такую же сигнализацию применяют в шумных производствах, где нарушена речевая связь. Подвидом информативной сигнализации являются всякого рода схемы, указатели, надписи. Как правило, надписи делают непосредственно на оборудовании либо в зоне его обслуживания на специальных табло.

Устройства предупредительной сигнализации предназначены для предупреждения об опасности. Чаще всего в них используют световые и звуковые сигналы, поступающие от различных приборов, регистрирующих ход технологического процесса, в том числе уровень опасных и вредных факторов. Большое применение находит предупредительная сигнализация, опережающая включение оборудования или подачу высокого напряжения. К предупредительной сигнализации относятся указатели и плакаты: «Не включать — работают люди», «Не входить», «Не открывать — высокое напряжение» и др. Указатели желательно выполнять в виде световых табло с переменной по времени (мигающей) подсветкой.

Подвидом предупредительной сигнализации является сигнальная окраска. Травмоопасные элементы оборудования выделяют чередующимися (под углом 45° к горизонтали) полосами желтого и черного цвета. На станках в красный цвет окрашивают обратные стороны дверец, ниш для электрооборудования, а также поверхности схода стружки.

Знаки безопасности установлены ГОСТ 12.4.026—76

Защита от опасностей автоматизированного и роботизированного производства

Требования безопасности к промышленным работам и робототехническим комплексам установлены ГОСТ 12.2.072—82. Она обеспечивается прежде всего технологией проведения работ. Для периодической смены инструмента, регулировки и подналадки станков с ЧПУ и автоматов, их смазывания и чистки, а также для мелкого ремонта в цикле работы автоматической линии должно быть предусмотрено специальное время. Все перечисленные работы должны выполняться на обесточенном оборудовании.

Средства электробезопасности

Повышение электробезопасности в установках достигается применением систем защитного заземления, зануления, защитного отключения и других средств и методов защиты, в том числе знаков безопасности и предупредительных плакатов и надписей. В системах местного освещения, в ручном электрофицированном инструменте и в некоторых других случаях применяют пониженное напряжение.

Требования к устройству защитного заземления и зануления электрооборудования определены ПУЭ. Защитному заземлению или занулению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.

В качестве заземляющих устройств электроустановок в первую очередь должны быть использованы естественные заземлители. Возможно применение железобетонных фундаментов промышленных зданий и сооружений. При отсутствии естественных заземлителей допускается применение переносных заземлителей, например, ввинчиваемых в землю стальных труб, стержней, уголков. Категорически запрещается использовать в качестве заземлителей трубопроводы с горючими жидкостями и газами.

Зануление состоит в преднамеренном соединении металлических нетоковедущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением вследствие пробоя изоляции, с нулевым защитным проводником. При замыкании любой фазы на корпус образуется контур короткого замыкания, характеризуемый силой тока весьма большой величины, достаточной для «выбивания» предохранителей в фазных питающих проводах. Таким образом электроустановка обесточивается. Предусматривается повторное заземление нулевого проводника на случай обрыва нулевого провода на участке, близком к нейтрали. По этому заземлению ток стекает на землю, откуда попадает в заземление нейтрали, по нему во все фазные провода, включая имеющий пробитую изоляцию, далее на корпус. Таким образом образуется контур короткого замыкания.

Защитное отключение электроустановок обеспечивается путем введения устройства, автоматически отключающего оборудование — потребитель тока при возникновении опасности поражения током. Система срабатывает на превышение какого-либо параметра в электрических цепях технологического оборудования (силы тока, напряжения, сопротивления изоляции).

Повышение электробезопасности достигается также путем применения изолирующих, ограждающих, предохранительных и сигнализирующих средств защиты.

Изолирующие электрозащитные средства делятся на основные и дополнительные. Основные изолирующие электрозащитные средства способны длительное время выдерживать рабочее напряжение электроустановки, и поэтому ими разрешается касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением, и работать на этих частях. К таким средствам относятся: в электроустановках напряжением до 1000 В — диэлектрические резиновые перчатки, инструмент с изолирующими рукоятками и указатели напряжения до 1000В (ранее назывались токоискателями); в электроустановках напряжением выше 1000 В — изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, а также указатели напряжения выше 1000 В.

Дополнительные изолирующие электрозащитные средства обладают недостаточной электрической прочностью и поэтому не могут самостоятельно защищать человека от поражения током. Их назначение — усилить защитное действие основных изолирующих средств.

Ограждающие средства защиты предназначены для временного ограждения токоведущих частей (временные переносные ограждения, щиты, ограждения-клетки, изолирующие накладки, изолирующие колпаки).

Сигнализирующие средства включают запрещающие и предупреждающие знаки безопасности, а также плакаты: запрещающие, предостерегающие, разрешающие, напоминающие. Чаще всего используется предупреждающий знак «Проход запрещен».

Предохранительные средства защиты предназначены для индивидуальной защиты работающего от световых, тепловых и механических воздействий. К ним относят: защитные очки, противогазы, специальные рукавицы и т.п.

Вибропоглощение

Вибропоглощение — метод снижения вибраций путем усиления в конструкции процессов внутреннего трения, рассеивающих виброэнергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция, и в местах сочленения ее элементов (заклепочных, резьбовых, прессовых и др.).

Звукопоглощение

Для уменьшения отраженного звука применяют защитные устройства, обладающие большими значениями коэффициента поглощения, к ним относятся, например, пористые и резонансные поглотители.

Звуковые волны, падающие на пористый материал, приводят воздух в порах и скелет материала в колебательные движения, при которых возникает вязкое трение и переход звуковой энергии в теплоту. Коэффициент звукопоглощения ? будет зависеть как от угла падения звуковых волн, так и от частоты. Для усиления звукопоглощения на низких частотах между пористым слоем и стенкой делают воздушную прослойку.

Пористые поглотители изготовляют из органических и минеральных волокон (древесной массы, кокса, шерсти), из стекловолокна, а также из пенопласта с открытыми порами. Для защиты материала от механических повреждений и высыпаний используют ткани, сетки, пленки, а также перфорированные экраны. Последние существенно изменяют характер поглощения звука защит­ным устройством.

Резонансные поглотители имеют воздушную полость, соединенную отверстием с окружающей средой. Воздух в резонаторе выполняет роль механической колебательной системы, состоящей из элементов массы, упругости и демпфирования. Резонансным поглотителем является также перфорированный экран с отверстиями, затянутыми тканью или мелкой сеткой, который существенно меняет характер поглощения. Пористые и резонансные поглотители крепят к стенкам изолированных объемов.

Кроме того, звукопоглощение может производиться путем внесения в изолированные объемы штучных звукопоглотителей, изготовленных, например, в виде куба, которые в производственных помещениях чаще всего подвешивают к потолку.


Заключение

Необходимость извлечения фосфолипидов из нерафинированного масла перед его дальнейшей переработкой обусловлена тем, что после отделения фосфатидов из масел значительно облегчается его дальнейшая обработка. На тех стадиях рафинации, где используется вода или водные растворы, они стабилизируют эмульсии, в результате чего возникают трудности при разделении фаз. При отбеливании некоторые фосфолипиды адсорбируются поверхностью порошка, что приводит к увеличению его расхода. В процессе гидрогенизации масел фосфолипиды взаимодействуют с поверхностью катализато­ра, снижая его активность, и осложняют последующее отделение ка­тализатора от гидрируемого жира.

Бла­годаря своей активности присутствие фосфолипидов в масле существенно влияет на товарный вид мас­ла и его технологические свойства. Они не устойчивы в нерафинированном масле, содержащем даже незначительное коли­чество влаги (0,-1-0,2%), и при его хранении частично отделяются, образуя осадок. А также после высушивания фосфатидной эмульсии получается обладающий высокой ценностью фосфатидный концентрат. Фосфатиды применяются в маргариновом, кондитерском и хлебопекарном производствах, медицинской промышленности. Также их используют в кормовых целях.
Список использованной литературы

  1. Тютюников Б.Н., Науменко П.В. и др. Технология переработки жиров. – М.: «Пищевая промышленность», 1970;

  2. Оборудование предприятий масло-жировой промышленности/Б.Н.Чубинидзе, В.Х.Паронян, А.В.Луговой и др. – М.: Агропромиздат, 1985;

  3. Арутюнян Н.С. и др. Рафинация масел и жиров: теоретические основы, практика, технология, оборудование./Н.С.Арутюнян, Е.П.Корнена, Е.А.Нестерова. – СПб.: ГИОРД,2004;

  4. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности – М.: Высш. школа, 1999.

  5. Яковлев С.В. Очистка производственных сточных вод. – М.: Стройиздат, 1986;

  6. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек.: Учеб. пособие для студентов ВУЗов. – М.: Высш. школа, 1980;


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации