制糖课程设计汇总Word格式.docx
- 文档编号:21787697
- 上传时间:2023-02-01
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:55.38KB
制糖课程设计汇总Word格式.docx
《制糖课程设计汇总Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《制糖课程设计汇总Word格式.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
液化液浓度可以增高,同时利用高压差淀粉会进一步分散,出糖率可以增高。
(1)工艺操作要点:
1.淀粉乳进罐前,先检查一下罐底阀门是否关闭,罐内有无积水,如有积水应全部排出。
2.糖化开始前,先泵入底水,以浸没锅内底部盘管为度一般水解锅泵入底水,加热器预热,使底水沸腾。
3.淀粉乳搅拌要均匀,做到无沉淀,无结块,泵入水解锅时,调浆槽内淀粉乳做到边进料边搅拌,防止沉淀。
4.往糖化锅进料时,一定要保持正压,使进入的淀粉乳越过糊化温度,糊化时间短,温度低,糖的色泽好。
否则直接进料淀粉将会结块。
5.进料压力要恒定,防止忽高忽低,上下波动。
应用蒸汽阀门和进料阀门合理调节流速。
6.糖化开始,应随时注意蒸汽总压力,严防水液倒压,一旦出现气压下降到不足糖化压力时,应立即关掉进气阀门,并与锅炉间联系。
7.合理控制水解锅排气阀门。
进料和升压时排气阀门要适当开启,既要防止逃液又要保持锅内料液充分沸腾。
当压力升到规定压力时,排气阀门可关小。
8.水解完毕,放料要快,以免水解过头。
进入中和罐要及时降温,以免色素加深。
(一)制糖工序的物料衡算
、设定的技术指标:
年产量99.9%以上的L-谷氨酸2.3万吨;
采用85%以上纯度的玉米淀粉为原料;
全年生产天数为340天;
气候条件:
极端高温42℃,最低气温0-23℃,一般为10-30℃,主导风向,冬夏均为北风。
粉糖转化率98%
产酸率:
13g/dl
糖酸转化率:
61%
提取收率:
96%
糖化周期40hr;
双酶法制糖生产周期48hr;
1.淀粉浆及加水量:
1:
1.5
1000kg工业淀粉产淀粉浆量为:
1000×
(1+1.5)=2500(kg)
加水量为1500kg
2.淀粉浆干物质浓度:
(1000×
85%)/2500×
100%=34%
3.液化酶量:
2500×
0.25%=6.25(kg)
4.CaCl2量:
5.糖化酶量,用液体糖化酶:
6.糖化液产量:
85%×
1.111×
98%)/30%=3082(kg)
30%的糖液相对密度为1.113
糖化液体积:
3082/1.113=2769(L)
7.加珍珠岩量为糖液的0.15%
3082×
0.15%=4.6(kg)
8.滤渣产量为含水70%的废珍珠岩
4.6/(1-70%)=15.3(kg)
9.生产过程中进入的蒸汽和洗水量:
3082+15.3-2500-6.25×
3-4.6=574(kg)
由于车间设计需留一定余量,故按每日处理吨淀粉进行糖化车间设计。
10.衡算结果:
根据总物料衡算,日投入工业淀粉321t,物料衡算汇总列如下:
工业淀粉1000kg321000kg321t
配料水1500kg481500kg481.5t
液化酶6.25kg2006kg2t
CaCl26.25kg2006kg2t
糖化酶6.25kg2006kg2t
珍珠岩4.6kg1477kg1.5t
洗水和蒸汽574kg184254kg184.3t
糖液3082kg989322kg989.3t
滤渣15.3kg4911.3kg4.9t
(二)液化工序热量衡算
1.粉浆
(1)淀粉浆量G:
根据物料衡算,日投工业淀粉321t;
连续液化,321/24=13(t/h)
加水为1:
1.5,粉浆量为:
13000×
2.5=32500(kg/h)
(2)粉浆干物质浓度:
(13000×
85%/32500)×
100%=34%
(3)粉浆比热C
C=C0X/100+C水(100-X)/100
C=1.55×
34/100+4.18×
(100-34)/100=3.29〔kJ/(kg.K)〕
(4)蒸汽用量
D=〔GC(t2-t1)〕/(I-λ)=〔32500×
3.29×
(90-20)〕/(2738-377)=3170(kg/h)
2.灭菌用蒸汽量
灭菌时将液化液由90℃加热至100℃,在100℃时的λ为419KJ/kg
D灭=〔32500×
(100-90)/(2738-419)=461(KJ/h)
要求在20min内使液化液由90℃升至100℃,则蒸汽高峰量为:
461×
60/20=1383(kg/h)
以上两项合计,平均量3170+461=3631(kg/h)
每日用量1.4×
24=33.6(t/d)
高峰量3170+1383=4553(kg/h)
3.液化液冷却用水量
使用板式换热器,将物料由100℃降至65℃,使用二次水,冷却水进口温度20℃,出口温度58.7℃,需冷却水量(W):
W=〔(32500+3631)×
(100-65)〕/〔(58.7-20)×
4.18〕=25719(kg/h)=617(t/d)
(二)糖化工序热量衡算
日产30%的糖液267t
即267/1.113=240(m3)
糖化操作周期30h,其中糖化时间25h,糖化罐100m3,装料75m3,需糖化罐(240/75)×
(30/24)=4,取4台。
使用板式换热器,使糖化液(经灭菌后)由85℃降至60℃,用二次水冷却,冷却水进口温度20℃,出口温度45℃,平均用水量为:
〔36131×
(85-60)〕/〔(45-20)×
4.18〕=28438(kg/h)
式中36131为糖化液量(糖化液+蒸汽冷凝水=32500+3631)
要求在2h把75m3糖化液冷却至40℃,高峰用水量为:
(28438/36131)×
(75000×
1.113/2)=32850(kg/h)
每日糖化罐同时运转4×
25/30=3.3罐
每投(放)料罐次:
240/75=3.2罐次
每日冷却水用量:
2×
32.9×
3.3=217(t/d)
三、水平衡
(一)糖化工序用水量
1.配料用水量:
日投工业淀粉321t,加水比1:
1.5,
用水量为321×
1.5=482(t/d)
因连续生产,平均水量=高峰水量=482/24=20(t/h)(用新鲜水)
2.液化液冷却用水量:
平均量=高峰量=617(t/d)=25.7(t/h)(二次水)
3.糖液冷却水用量(使用二次水):
每日用冷却水量217t/d
平均量217/24=9(t/h)
高峰量32.9(t/h)
第四节设备计算
1.调浆槽:
1)34%的淀粉乳波密度为19.1,相对密度为1.1519,淀粉干基含量33.941%,淀粉干基体积百分含量390.160g/L。
每日处理淀粉乳体积(321×
103×
10-3)/390.160=822.7m3
取装填系数85%则需调浆槽体积822.7/80%=967.9m3
故取200m3调浆槽5个。
D/H=1:
1.5D=(4V/1.5π)1/3=5.538m
取D=5600mm故H=8400mm
调浆槽用水泥,瓷砖砌成即可。
2)搅拌器设计:
搅拌器作用为均匀淀粉乳,故选用两挡六叶涡轮式搅拌器即可。
叶径:
d=0.6D=0.6×
5.6=3.36m3
叶宽:
b=0.2d=0.672m
转速:
n=260r/min=4.3r/s
已知搅拌器功率准数Np=4.8淀粉乳ρ=1.1579kg/m3
P0=Npd5N3ρ=4.8×
3.365×
4.33×
1.1519=188kf
选择电机型号为JS2-355M2-2额定功率190kW转速为1476r/min。
2.液化喷射系统
(1)液化喷射器
每小时淀粉浆量321/24=13.375(t/h)。
HYW—7型喷射液化器处理量为10t/h(干物质)30m3/hr(液化计)选用不锈钢材料。
产地淮海工业技术研究中心。
(2)缓冲罐,层流罐,灭酶罐的选择
缓冲罐1200×
50002个材质A3
层流罐1000×
1000010个材质A3
灭酶罐1000×
26002个材质A3
(3)淀粉乳进口直径和蒸汽进口直径:
进材料30m3/hr(液化计)
d=18.8(V/v)1/2
d—管道内径(mm)V—介质容积流量(m3/h)v—介质平均流速
d=18.8×
(30/0.7)1/2=123mm
查<
<
化工原理>
>
上册取直径为12.5无缝钢管选用133×
4.0材料为不锈钢。
蒸汽需要量:
蒸汽压力为6kgf/cm2r=2113kJ/kgCp=4.18kJ/kgK
淀粉乳在冬天时为10℃
Q=MsCp△t=(321×
85%)/(17×
2%)×
4.18×
(110-10)=33.54×
107kJ
故需蒸汽33.54×
107/2113=158.7×
103取160t
由于连续液化即每小时蒸汽量为160/24=6.7t/hr
取蒸汽速度v=30m/s蒸汽比容为0.606m3/kg
蒸汽容积流量:
6.7×
107×
0.606=4060m3/hr
故d=18.8×
(4060/30)1/2=218.71mm
故选用245×
13材料为不锈钢。
3.糖化前的调酸罐:
糖化前调PH值4.3—4.5。
采用硫酸来调酸罐的高径比D/H=1/1.5。
取糖化系统两套。
即每天调酸两次处理160t。
淀粉的液化液体积为160/30%=533m3考虑装填系数取为630m3取14个45m3调酸罐。
D=(4V/1.5π)1/3=(4×
45/1.5×
3.14)1/3=3.36m
取实际直径D=3400mmH=5100mm。
罐内需衬耐酸衬层以防止腐蚀为安全起见,需加善为调酸均匀,罐内应有搅拌系统。
搅拌器设计:
选用两档二叶浆式搅拌器45度。
3.4=2.04m
b=0.1d=0.1×
2.04=0.204m
转速h=60r/min1r/s
故Re=end2/u=1.1519×
1×
2.042/2.23×
10-3=2.15×
103
A=14+(b/D)[670×
(d/D-0.6)0.6+185]
=14+(0.156/2.6)×
[670×
(1.56/2.6-0.6)0.6+185]
=25.1
B=10[1.3-4[b/D-0.5]2-1.14d/D]=0.694
P=1.1+4(b/D)-2.5(d/D-0.5)2﹣7(b/D)4=1.135
Np=A/Re+B[(103+1.2Re0.66)/(103+3.2Re0.66)](D/A)(0.35+b/D)sin1.2θ
=9.83kW
选用Y180u—8电动机转速730r/min8极
4.糖化罐
每天处理321×
98%=267.4t换算成30%糖液质量为267.4/30%=891t
其间通蒸汽,加酸估计淀粉液化液总质量不会超过1000t。
按1000t计算液化液密度应于淀粉乳密度相当取为1.1519×
103kg/m3
液化体体积为V=1000m3103/1.159×
103=868m3取糖化罐填充系数为80%则需糖化罐容积为868/80%=1085.2m3
故取糖化罐容积为90m3又糖化生产周期为48hr。
至少取24只,取25只,1只备用或转换使用。
(1)罐体设计
1罐直径与罐体圆筒高
取D/H=1/1.5
取D=(4V/1.5π)1/3=4.24m
取实际直径D=4250mmH=6400mm
罐体选用不锈钢制造,设备为常压容器,不需耐压查得
《味精工业手册》P791表9—19取壁厚δ=22mm
2罐体圆筒内表面积和容积:
F=DH=3.14×
4.24×
6.4=85.2㎡
V=1/4DH=1/4×
3.14×
4.242×
6.4=90.32m3
(2)冷却装置设计
1.选型
糖化过程是一个放热过程,同时机械搅拌也会产生少量的热量。
从液化液到糖化液也需要降温。
因此,糖化罐中需冷却装置。
参考有关资料,结合设计要求,决定采用蛇管换热器,其形状为管子绕着圆柱体盘呈螺旋形。
2.冷却面积计算
液化二次喷射温度为130℃,放置温度为100℃,糖化温度为60℃,冷却水温度为13℃—21℃,取为15℃。
K总传热系数=1217—2930kJ/hrKm2
料液比热C=3.01kJ/kgK
1)每小时冷却料液量:
取液化液进关时间为30分钟
90.32×
80%×
103/0.5=144.5kg/hr
2)冷却水的流量为液化液3倍:
冷却水的终温:
t2=288+144.5×
3.01×
(100-60)/144.5×
3×
4.187=297.6K
3)平均温度差
373K—333K297.6K—288K
△t=58.9℃
4)冷却面积
冷却水带走热量
Q=144.5×
(100-60)=17.4×
107J/hr
取K=2000kJ/khm2
Q=KA△t
A=1.45×
107/2000×
58.9=123.1(m2)
5)选择管型:
管道环绕半径为:
0.8×
3500=2800mm
管道每个螺旋圈数:
18
展开后螺旋长度18×
2.8=172.4m
冷却管直径:
172.4×
3.14Dg=82.6Dg=0.147m
故选择Dg=150mm的无缝钢管。
3)搅拌装置设计
糖化管中搅拌器主要用于调匀液体.故选用浆式直叶搅拌器较合适,且设备简单,加工方便。
1.选用45度直叶浆式搅拌器:
叶径:
4.24=2.54m
叶宽:
2.54=0.254m
转速:
n=30r/min=0.5r/s
2.功率计算
Re=1.1519×
0.5×
2.542/1.193×
10-3=3.11×
A=14+(b/d)[670×
(d/D-0.6)0.6=185]=25.1
=14+(0.264/4.4)[670×
(2.64/4.4-0.6)0.6+185=25.1
B=10[1.3-44×
b/D-0.5]2-1.14b/D]
P=1.1+4(b/D)-2.5(d/D-0.5)2-7(b/D)4=1.135
N=A/Re=B[103+1.2Re0.66](103+3.2Re0.66)]p(D/A)(0.35+b/D)sin1.2θ=7.66kW
因搅拌轴上装有两个搅拌器故功率应为:
N=2Np=2×
7.66=18.6(kW)。
3.搅拌器安装
发酵设备>
搅拌器安装部分
下面搅拌器离罐底一般超过一个搅拌器的直径高度取为1.5m
上面搅拌器在液层以下1.7m
两搅拌器相距6.4-1.5-1.7=3.2m
4.搅拌器设计
化学工程手册>
轴直径估算公式:
d≥(71620/0.2[T]k)1/2(N/n)1/3
=(71620/0.2×
400)1/2(1.576/30)1/3
=11.2cm
轴分三段,考虑到干槽的影响,轴径可加0.5%液体轴的腐蚀,加裕量8mm
则轴径:
d=11.2+11.2×
0.5%+0.8=12.0cm
取直径为120mm
5.轴承设计
参考<
材料与零件>
上轴承
搅拌器受到轴向力和径向力的共同作用.故轴承选择双向心,球面滚轴承GB286—64较宽系列。
中间轴承
中间轴承仅为防止轴承来回摆动和固定轴的作用,无轴向力。
为防止轴磨损,在轴上安装部位焊上厚的磨铁(KT—2)。
选用结构简单的滑动轴承即可。
6.联轴器
轴分三段选用两只联轴器联结,具有优点为折装方便,折装时无轴向运动。
查《材料与零部件》P547选用HG5-213-65立式夹壳适量轴承器。
7.轴封形式
轴封在此处是罐顶与轴之间缝隙加以密封。
防止泄漏和染菌。
常用轴封有填料与端面轴封两种。
由于填料函轴封缺点多,故此初选用端面轴封,优点为清洁,密封可靠,使用时间长,不会泄漏,无死角可防污染,寿命长;
功率损耗小,对轴的零动敏感性好,轴和轴套,不受磨损。
(4)传动力装置
传动装置为搅拌系统提供动力
1.搅拌器采用电动机拖动,三角皮带传动。
三角皮带传动效率:
η=0.94,立式夹壳式联轴器连接效率η=0.98,灌内装滚动轴承,传动效率η=0.97,罐外装两只滑动轴承,传动效率为η=0.98。
故总传动功率为:
N传=N/(0.942×
0.982×
0.97)=14.73kW
2.选用JO2-71-2(W)型电动机。
(5)糖化罐的外接管道:
1.进料管:
90m3容积糖化罐的填充系数80%,要求30分钟加充料,则流量:
Q=90×
80%/30×
60=0.04m3/s
取流速V=1.2m/s
则管径d=(1.273Q/V)1/2=206mm
查《材料与零部件》P123,取Dg=200mm
选φ219×
7的无缝钢管,材料为1G18Ni9Ti。
2.排料管:
要求30分钟排完糖化液,取流速为V=1.2m/s
d=(1.273Q/V)1/2=206mm
取Dg=200mm
选用φ219×
3.取料管:
仅供取样用。
无特殊要求,选φ219×
7的无缝钢管,材料为1G18Ni9Ti.
4.排气管:
因糖化罐不是耐压容器,故排气管无特殊要求,选φ219×
5.温度计选用及接口设计:
为了便于观察和自动控制,选用热点耦温度计。
型号为WRK,测量温度范围为0℃-600℃。
温度计的接口应和热点耦温度计紧密配合,接口处的高度距罐底3米,在罐壁上取一小孔,焊接好即可。
(6)保温层的设计:
为了糖化温度维持在60℃-65℃。
罐外需加保温层,查《化工工艺手册》第二册,保温层厚度为100mm,材料选用毡式硅藻土。
(7)人孔,人梯的设计:
糖化罐为90m3大罐,为检修方便,需设人孔或人梯,人孔查《材料与零部件》,选用JB583-64,水平吊盖人孔,公称直径:
Dg=800mm.
人孔由工程单位自行确定。
(8)底座:
根据罐体和装液量的计算,选择25个JB1166-73底座,允许负荷80吨/个。
5.板宽压滤机:
双酶法制糖,淀粉转化率高,吨糖成本低,糖的浓度高,糖的质量高,故推广普及迅速,然而,它的糖化液过滤相当困难,虽然近年来取得了重大的进展和突破,但仍须重视。
影响过滤速度的因素主要有两大物质:
一类为蛋白质,另一类为糊精类(包括不溶性淀粉颗粒及糊精)要想提高糖化过滤速度,在制糖过程中,必须采取措施消除糊精类的存在并且使蛋白质物质凝聚。
选用板式过滤机BMS/Y60/800-25共13台,框内尺寸800×
800mm,总过滤面积60m2框内容积745L,框数46,框厚25mm,压紧方式为手动或液压。
6.糖液贮罐
糖液过滤完后,先置糖液贮罐,然后供发酵使用。
取60m33个
7.高位碱罐
取为20m3罐2个1400×
1400罐身为普通钢,内衬耐蚀材料。
8.生产中使用的泵
全部选用离心泵,具体型号如下:
80FNB-60不锈钢材质8台
IH80-65-1604台
IH65-50-1604台
设备一览表
序号
设备
规格及型号
材料
数量
1
离心泵
80FNB-60
不锈钢
8
2
IH80-65-160
4
3
IH65-50-160
喷射器
HYW-7
5
压滤机
板式BMS/Y60/800-25
A3
13
6
调浆罐
5600×
8400
7
层流罐
10000
10
缓冲罐
1200×
5000
9
灭酶罐
2600
糖化罐
4250×
6400
25
11
糖液贮罐
60m3
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 制糖 课程设计 汇总