Призначення та область застосування випарного апарату з природною циркуляцією та співвісною гріючою камерою

6. Користуватись переносними лампами з напругою не більш ніж 12 В [13].

Процес випарювання  може проводитись періодично та безперервно. При періодичному випарюванні у  апарат заливають певну кількість  розчину, котрий нагрівається до кипіння (період підігріву), після чого починається  процес випарювання (період випарювання води). У процесі випарювання безперервно підвищується концентрація та температура кипіння розчину. По мірі випарювання води рівень розчину у апараті знижується. Випарювання проводять до досягнення заданої кінцевої концентрації розчину.

Зниження рівня розчину  часто порушує роботу апарата, тому описаний вище спосіб проведення процесу  зазвичай змінюють наступним чином: починаючи з моменту закипання  розчину, у апарат безперервно подають  слабкий розчин у такій кількості, щоб рівень розчину не змінювався. При такому способі роботи отриманий у кінці операції упарений розчин займає той же об’єм, що спочатку залитий у апарат слабкий розчин.

При безперервному випарюванні  рівень розчину та його температура  не змінюються у часі. Розчин зазвичай знаходиться у апараті при своїй кінцевій концентрації (або дуже близькій до неї); для стійкої роботи в апараті повинна міститися значна кількість рідини, щоб надходження слабого розчину не знижувало істотно концентрацію розчину в апараті.

Для створення таких умов апарат заповнюють при пуску слабим розчином і доводять його концентрацію до кінцевої шляхом періодичного випарювання при постійному рівні (або одразу заповнюють апарат концентрованим розчином), після чого переходять на безперервну подачу слабкого розчину з відводом відповідної кількості упареного розчину.

При обслуговуванні випарних апаратів необхідно слідкувати за підтриманням рівня рідини на певній висоті. У  апаратах періодичної дії рівень рідини регулюється підведенням  слабкого розчину, а в апаратах безперервної дії – відведенням упареного розчину.

Процес випарювання  сильно залежить від температури, яка  контролюється термометром. Необхідний температурний режим встановлюється регулюванням подачі гріючої пари. Окрім того, при обслуговуванні випарного апарата слідкують за вірним відведенням конденсату та газів, що не конденсуються. Конденсат відводиться за допомогою конденсатовідбірників. Для відводу газів, що не конденсуються, у верхній частині простору для гріючої пари є трубка, через котру ці гази безперервно або періодично видаляються.

Періодично, у міру забруднення  поверхні теплообміну, випарний апарат зупиняють для очищення.

Продуцент лимонної кислоти, що відноситься до роду A. niger є патогенним, оскільки можє викликати захворювання аспергілоз. Тому особливо велику увагу треба приділяти концентрації спор гриба у повітрі, неприпустиме вдихання спор A. niger робітниками. Необхідно також контролювати кількість інших патогенних мікроорганізмів в повітрі робочої зони і загальну кількість мікроорганізмів. Працюючі з споровим матеріалом мають бути захищені засобами індивідуального захисту. Приміщення повинні дезинфікуватись, стерилізуватись (опроміненням УФ променями) і т.д.

Мікроорганізми  здатні також пошкоджувати різного  роду матеріали, тобто змінювати їх властивості у результаті своєї життєдіяльності. Найнадійніший спосіб захисту матеріалів від ураження мікроорганізмами – усунення збудників порчі. Однак практично виконати це не можливо, оскільки виробництво матеріалів і тим більше їх експлуатація у стерильних умовах не можливі. Разом з тим при тримання певних санітарно-гігієнічних правил на виробництві, при зберіганні і подальшій експлуатації дозволяє значно знизити ураження матеріалів мікроорганізмами. Перш за все це стосується мастильно-охолоджуючих рідин, різних емульсій і оптичного скла.

Найбільш надійним способом захисту промислових матеріалів визнано використання біоцидів. Як правило, біоциди вводять у склад  матеріалів, рідше ними обробляють поверхню. У якості біоцидів запропоновано  сотні сполук різної хімічної природи: органічні сполуки важких металів, феноли та їх похідні, четвертинні амонійні сполуки, олово- і кремнійорганічні сполуки, комплексоутворювачі. Однак на практиці використовується порівняно вузьке коло сполук, що поєднується з високими вимогами, котрі пред’являються до біоцидів [14].

Підприємства по виробництву  лимонної кислоти одночасно являються  підприємствами хімічного та мікробіологічного  профілю, оскільки у технологічних  процесах широко використовуються хімічні  реактиви, а також мікроорганізми, які можуть впливати на здоров’я працюючих. Деякі з продуктів, що використовуються у технологічному процесі є пожежо- та вибухонебезпечні.

На підприємствах мікробіологічної промисловості повинен здійснюватись  постійний контроль за наявністю в повітрі токсичних газів і пари. У виробництві промислові стоки поділяються на умовно-чисті та забруднені.

До умовно-чистих відносяться  води, які проходять теплообмінні апарати, в них не відбувається зміни  складу, а лише температури. Забруднені стоки характеризуються наявністю органічних і неорганічних речовин.

Забрудненість промислових  стоків та витрати кисню на процес бактеріального окислення органічних сполук характеризується показниками  БВК (біологічне використання кисню, що виражається у мг кисню на 1л рідини), БВК₅, БВК₂₀ ( при 5-ти та 20-ти діб витримки).

Основним забруднювачем  стоків мікробіологічних виробництв є  культуральна рідина (30-35% від об’єму загальних стічних вод; 70-90% від  загальної кількості забруднень). Якісний склад стоків змінюється в залежності від перероблюваної сировини, виду продукції, технологічних режимів роботи, витрат свіжої води [13,14].

Необхідність охорони  праці і навколишнього середовища в даний час найбільш актуальні, оскільки із зростанням виробництва  збільшується забруднення навколишнього середовища, що несприятливо позначається на здоров'ї людини, викликаючи різні захворювання. Охорона праці дозволяє зберегти здоров'я і працездатність людини в процесі праці. В Україні був прийнятий “Закон про охорону праці”. Чинний закон визначає основні положення по реалізації конституційного права громадян на охорону їх життя і здоров'я в процесі трудової діяльності [14].

Висновки

 

У даному курсовому проекті було спроектовано двокорпусний випарний апарат з співвісною гріючою камерою і природною циркуляцією розчину для концентрування лимонної кислоти.

У ході технологічних  розрахунків визначена поверхня теплообміну, що склала 160 м². Була обрана конструкція співвісної гріючої камери діаметром 1800 мм з загальною кількістю труб 336 штук (діаметр 38×2 мм) та довжиною 4000 мм. Апарат сконструйований за ГОСТ 11987-81 тип 1 (виконання 1).

Наведено докладний  опис виробництва лимонної кислоти. Було детально розглянуто місце апарату у технологічній схемі цього виробництва.

Конструкція та матеріали спроектованого випарного апарату дозволяють ефективно проводити процес випарювання лимонної кислоти. Двокорпусна установка є набагато більш ефективною, ніж аналогічна однокорпусна. Крім того, апарат із співвісною гріючою камерою потребує менших витрат металу на його виробництво і є більш енергоефективним, ніж інші випарні установки. 

Виконана графічна частина  проекту, що складається з 2-х креслень формату А1. Перше креслення загального виду випарного апарату, друге – креслення гріючої камери апарату з позначенням всіх типів з’єднання, що використовуються при її виготовленні. До обох креслень складені специфікації.

 

Перелік посилань

 

1. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии /  Н.И. Гельперин. – М.:Химия, 1981. – 194 с.
2. Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры / А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский. – 2-е изд. – Л.: Машиностроение, 1970. – 752с.

3. Елинов Н.П. Основы биотехнологии. Для студентов институтов; аспирантов и практических работников / Н.П. Елинов. – СПб.: Наука, 1995. – 600 с.

4. Альперт Л.3. Основы проектирования химических установок: Учеб. пособие для учащихся химико-механич. спец. Техникумов / Л.3. Альперт. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1989. – 304 с.
5. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологи / А. Г. Касаткин. – М.: Химия, 1971. – 784 c.
6. Смирнов В.А. Пищевые кислоты / В.А. Смирнов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 264 с.
7. Бекер М.Е. Введение в биотехнологию / М.Е. Бекер. – М.: Пищевая промышленность, 1978. – 237 с.
8. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования / А.С. Тимонин. – Изд. 2-е, т. 2. – Калуга.: Н. Бочкаревой, 2002. – 1017 с.

9. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов / Ю.И. Дытнерский. – Изд. 2-е. В 2-х кн.: Часть 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. М.: Химия, 1995. – 400 с.

10. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической   технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский [и др.]; под ред. Ю.И. Дытнерского. – 2-е изд. М.: Химия, 1996. – 496 с.

11. Павлов К.Ф., Романков П.Г. Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. – М.:Химия, 1987. – 576 с.

12. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для техникумов / И.Л. Иоффе. – Л.: Химия, 1991. – 532 с.

13. ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.  – М.: Аппараты и установки сушильные и выпарные, 1991. – 12 c.

14. Юдин Е.Я. Охрана труда в машиностроении / Е.Я. Юдин. – М.:Машиностроение, 1983. – 432 c.