Технологическая схема установки
Реферат
Курсовой проект по процессам и аппаратам химической технологии состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части.
Расчетно-поянительная записка содержит страниц, на которых отображены 5 таблиц, 4 рисунка, 12 литературных источников.
Графическая часть, представляет собой 2 чертежа формата А1 – Технологическую схему установки ультрафильтрационной комбинированной и Аппарат ультрафильтрационный плоскорамного типа, вид общий.
Перечень ключевых слов: мембрана, концентрация, ретенант, пермеат, селективность, теплоотдача, экстрапар, гидравлическое сопротивление.
Объект разработки: комбинированная ультрафильтрационная установка для концентрирования водного раствора пектиназы, состоящая из ультрафильтрационной установки, выпарной установки и вспомогательного оборудования.
Цель работы: разработка технологической схемы, расчет и выбор основных размеров установки.
В процессе работы использовался теоретический расчет установки
Полученные результаты: произведен расчет селективности мембран, числа секций, выпарного аппарата и вспомогательного оборудования.
Область применения: данная установка может использоваться в любой пищевой промышленности.
Эффективность конструкции определяется ее стабильностью и отсутствием какого-либо влияния на характер данного технологического процесса.
Содержание
Введение 5
1 Технологическая схема установки 7
1.1 Описание схемы ультрафильтрационной комбинированной установки 7
2. Выбор конструкционных материалов аппаратов. 9
3. Технологический расчет установки 11
3.1. Расчет ультрафильтрационной установки 11
3.1.1. Выбор рабочей температуры и перепада давления через мембрану 11
3.1.2. Выбор мембраны 11
3.1.3. Приближенный расчет рабочей поверхности мембран 13
3.1.4. Выбор аппарата и определение его основных характеристик 14
3.1.5. Расчет наблюдаемой селективности мембран 20
3.1.6. Уточненный расчет поверхности мембран 22
3.1.7. Расчет гидравлического сопротивления 22
3.2. Расчет выпарной установки 24
3.2.1. Материальный баланс процесса выпаривания 24
3.2.2. Расчет выпарной установки 24
3.2.3. Расчет толщин теплоизоляции выпарных аппаратов и теплопотерь в окружающую среду 29
3.2.4. Расчет выпарного аппарата на прочность 30
3.3. Расчет и выбор теплообменной аппаратуры 32
3.3.1. Расчет барометрического конденсатора выпарной установки 32
3.3.2. Расчет затрат пара на нагрев раствора до температуры кипения 34
3.3.3. Расчет и выбор теплообменной аппаратуры 35
3.3.4. Выбор емкостей для хранения сырья и готовых продуктов и перекачивающих насосов 35
3.4. Результаты технологического расчета 38
Заключение 39
Список использованной литературы 40
Введение
Процессы фильтрации обычно классифицируются в соответствии с размером частиц, задерживаемых или пропускаемых фильтром. Можно выделить два главных класса процессов: обычная фильтрация частиц и мембранный процесс фильтрации. Обычная фильтрация частиц используется при выделении взвешенных частиц больше чем 10 мкм, в то время как мембранная фильтрация отделяет частицы, размер которых меньше, чем 10 микрон.
Мембранная фильтрация в свою очередь подразделяется на четыре типа мембранных процессов в соответствии с размером выделяемых частиц. Четыре типа процессов мембранной фильтрации:
1. Микрофильтрация (МФ), которая отделяет частицы в диапазоне 0,05…10 мкм.
2. Ультрафильтрация (УФ), которая отделяет коллоидные частицы и высокомолекулярные вещества, размер которых лежит в диапазоне 0,001…0,05 мкм или 5000…500000 дальтон.
3. Нанофилътрация (НФ), которая отделяет молекулы, размер которых лежит в диапазоне 0,0005…0,001мкм или 400…1000 дальтон.
4. Обратный осмос (ОО), который отделяет молекулы и ионы размером менее 0,0005 мкм или молекулярным весом меньше, чем 400 дальтон.
Метод ультрафильтрации заключаются в фильтровании растворов через специальные полупроницаемые мембраны, при этом исходный раствор разделяется на два новых продукта: низкомолекулярный фильтрат, прошедший через мембрану, и концентрированный продукт. Аппараты для ультрафильтрации бывают непрерывного и периодического действия. Аппараты периодического действия применяют, как правило, только в лабораториях. В промышленности работают проточные аппараты непрерывного действия. По способу расположения мембран аппараты делятся на аппараты типа «фильтр-пресс» с плоскокамерными фильтрующими элементами, аппараты с цилиндрическими и рулонными элементами и аппараты с мембранами в виде полых волокон.
Пектиназы – представляют собой гетерогенную группу ферментов катализирующих деградацию пектина (структурный компонент клеточной стенки растений). В составе пектиназ выделяют следующие группы ферментов: пектинэстеразы катализируют отщепление метильных групп пектина с образованием пектиновой кислоты; полигалактуроназы осуществляют гидролиз α-1,4-гликозидных связей в цепи пектиновых веществ. Разделяют на полиметилгалактуроназы (действуют на пектин) и полигалактроназы (действуют на пектиновую кислоту): пектинлиазы катализируют негидролитическое ращепление пектина.
Пектолитические препараты разделяют на две группы в зависимости от рН-оптимума работы ферментов: кислые и щелочные. Кислые пектиназы применяют в производстве соков и вин, а щелочные − для текстильной промышленности.
Для получения пектиназ используют преимущественно культуры микроскопических грибков (Aspergillus, Penicillium, Trichoderma), Пектинлиаза может быть получены с помощью генетически модифицированных микроорганизмов рода Bacillus, однако фермент, полученный таким образом, не используется в пищевой промышленности. Выход сока в значительной мере зависит от количества и состояния пектиновых веществ в плодах. При небольшом их содержании (вишня) или присутствии преимущественно в виде нерастворимого протопектина (яблоки) сок отделяется полнее. Плоды, богатые растворимым пектином (сливы, абрикосы, алыча, черная смородина, кизил, айва), отдают меньше сока. Кроме того, полученные из них соки, за исключением черносмородинового, очень мутны и не поддаются фильтрации. Это объясняется характерным для пектинового золя непропорционально высоким возрастанием вязкости при увеличении его концентрации в растворе, а также способностью к желеобразованию в присутствии сахара и органических кислот.
Технологическая схема установки