Creeaza.com - informatii profesionale despre


Evidentiem nevoile sociale din educatie - Referate profesionale unice
Acasa » familie » alimentatie nutritie
TEHNOLOGII FERMENTATIVE

TEHNOLOGII FERMENTATIVE




UNIVERSITATEA DE NORD BAIA MARE

FACULTATEA DE STIINTE

SPECIALIZAREA: INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE

PROIECT DE SEMESTRU

TEHNOLOGII FERMENTATIVE



Cuprins:

1.Obiectul proiectului.

1.1Denumirea obiectului proiectului.

1.2 Capacitatea de productie.

1.3 Profilul de productie pe sortimente sau grupe de sortimente.

1.4 Justificarea necesitatii si oportunitatii realizarii productiei proiectate.

2. Elemente de analiza tehnologica.

2.1 Analiza comparativa a tehnologiilor similare din tara si strainatate pentru analizarea productiei proiectate.

2.2Alegerea si descrierea schemei tehnologice si analiza factorilor care reglenenteaza productia.

2.3 Schema controlului fabricatiei.

2.3.1 Principalele caracteristici ale materiilor prime auxiliare si a produselor finite.

2.3.2 Fluxul tehnologic pe faze si operatii.

3. Bilant de materiale.

3.1 Calculul bilantului de materiale pe fiecare operatie in parte,pierderi specifice.

3.2 Calculul bilantului energetic pe fiecare operatie in parte,pierderi specifice.

3.3 Calculul bilantului termic pe fiecare operatie in parte,pierderi specifice

4. Utilaje tehnologice.

4.1 Dimensionarea tehnologica.

4.2 Lista utilajelor tehnologice si caracteristicile tehnice ale acestora.

4.3 Masuri de protectie a muncii,PSI-protectia si securitatea incendiilor.Igiena muncii.

5. Bilant de material grafic.

Bibliografie.

1. Obiectul proiectului.

1.1Denumirea obiectului proiectului:

Sa se dimensioneze o sectie de obtinere a alcolului rafinat de 96,6%,cu capacitatea de 15000l/24h , folosind ca materie prima melasa.

1.2 Capacitatea de productie:

Capacitatea de productie a acestei sectii este de15000l/24h.

1.3 Profilul de produtie pe sortimente sau grupe de sortimente:

Industria spirtului se bazeaza pe principiul activitatii fermentative a drojdiilor ,care transforma zaharurile fermentescibile din substrat in alcool , un produs principal de fermentatie si biomasa.

Alcoolul etilic obtinut industrial pe cale fermentativa sau sintetica este denumit uzual spirt si se intelege un amestec de alcool etilic ,apa si unele impuritati. Alcoolul etilic rafinat ce se numeste spirt rafinat, are o concentratie alcoolica de cca.96%vol.

Industria spirtului valorifica importante cantitati de produse agricole alterate, ce nu mai pot constitui produse alimentare, ca ,de exemplu: porumb necopt,cereale depreciate din cauza depozitarii lor necorespunzatoare,cartofi inghetati. Totodata cea mai mare parte din melasa rezultata de la fabricile de zahar este prelucrata in spirt.

Spirtul rafinat are multe utilizari in industrie. In industria alimentara se foloseste la obtinerea bauturilor alcoolicesi a otetului,in industria chimica in obtinerea cauciucului sintetic si ca dizolvant , in industria farmaceutica pentru prelucrarea anumitor substante(eter,coroform), iar in medicina ca dezinfectant. In ultimul deceniu ,alcoolul etilic in amestec cu benzina se foloseste drept carburant pentru motoarele cu ardere interna.

In industria spirtului , spre deosebire de alte industrii fermentative(bere ,vin , drojdie),realizarea cantitatii standard a produsului finit este mult mai putin dependenta de fazele procesului tehnologic.Orice deficienta ,abatere sau eroare strecurata in procesul tehnologic poate fi corectata in ultima faza a acestuia, la rafinarea spirtului brut. Calitatea

spirtului rafinat este dependenta, cu alte cuvinte, de instalatia de rafinare, de modul cum sunt respectati parametrii tehnologici in aceasta faza tehnologica.

O importanta mare se acorda obtinerii unor randamente mari la prelucrarea materiilor prime. Acest lucru se poate realiza prin asigurarea calitatii corespunzatoare a materiilor prime, auxiliare si semifabricate.

Borhotul rezultat din prelucrarea cerealelor in scopul fabricarii spirtului, constituie un valoros element nutritiv pentru vite.

Alcoolul etilic constituie materia prima pentru prepararea unor produse ,ca: eterul etilic, eterul acetic, eterii etilici ai acizilor formic, butiric, lactic, ftalic, si este utilizat la fabricarea esentelor cu aroma de fructe, precum si in parfumerie.

Alcoolul etilic este, de asemenea ,folosit si in industria farmaceutica, la prepararea clorurii de etil, cloro- si iodoformului si in industria de medicamente.

La taria de 99,6% spirtul absolut este folosit drept combustibil in adaos cu benzina, pentru motoarele cu explozie.

Calitatea a-II-a de spirt (fruntiile) se foloseste la fabricarea otetului pe cale fermentativa si a spirtului sanitar, in timp ce din cozile de la rafinarie se prepara spirtul denaturat pentru ars. Spirtul de calitatea a-II-a este utilizat la fabricarea lichidului antigel, impiedicand ca apa sa inghete in radiatoarele automobileleor.

1.4 Justificarea necesitatii si oportunitatii realizarii productiei proiectate

Industrial ,alcoolul etilic poate fi fabricat si prin prelucrarea melasei, reziduul zaharos obtinut la fabricile de zahar.

Procesul tehnologic la prelucrarea melasei se rezuma doar la scindarea moleculei dizaharidicede zaharoza in doua molecule de monozaharide ( glucoza si fructoza), acestea fiind usor fermentescibile. Rezulta asadar ca ciclul de fabricatiela melasa ,comparativ cu prelucrarea substantelor amidonoase , este mult simplificat prin lipsa fierberii (fierbatoarele), zaharificarii (zaharificatorului ), prepararea sladului si a laptelui de slad.

Prelucrarea melasei in spirt ridica insa o serie intreaga de dificultati,ca:

-procentul mai ridicat de nezaharuri(saruri minerale ) impiedica inmultirea normala a drojdiilor si deci si fermentarea;

-lipsa de substante nutritive (azot si fosfor ) strict necesare in metabolismul celulei de drojdie ,ingreuneaza formarea celulelor mari. Azotul din melasa nu este asimilabil decat in mica masura , in comparatie cu substantele albuminoase solubilizate si transformate in asimilabile prin actiunea peptazei asupra substantelor albuminoase din sladul de orz.

Deci pentru buna fermentarea plamezilor din melasa este necesar:

-sa se dispuna de o drojdie viguroasa, care sa reziste intr-un mediu bogat in saruri minerale;

-sa se dozeze rational substantele nutritive furnizoare de azot si fosfor , elemente necesare pentru normala inmultire a celulelor de drojdie ; o subdozare duce la o fermentatie incompleta , iar o supradozare duce la un consum exagerat de zahar.Procesul tehnologic nu poate fi tipizat si el trebuie adaptat specificului materii prime ce se prelucreaza.

2. Elemente de analiza tehnologica

2.1Analiza comparativa a tehnologiilor similare din tara si strainatate pentru analizarea productiei proiectate

Realizarea unei fermentatii alcoolice corecte implica o buna dezvoltare a drojdiei cu mentinerea activitatii ei pana la finele procesului.

Se cunosc urmatoarele procedee de fermentare a substraturilor in vederea productiei de alcool etilic:

-Procedeul cuva "mama" . Acesta consta in a dezvolta drojdia pe un must mai putin concentrat in zahar , biomasa de drojdie fiind folosita la fermentarea mustului mai concentrat, in final drojdia separata din substratul fermentat nemai fiind utilizata . Procedeul de fermentare in cuva "mama" implica urmatoarele:

-dilutia melasei pentru obtinerea unui must cu 70-80 g/l zahar pentru fermentare si a unui must cu 250-260 g/l zahar care este amestecat cu drojdia rezultata la prefermentare ,astfel incat se obtine un "vin" de 9,5-16 grade GL

-prefermentarea se face in cuve montate in paralel, alimentate cu must diluat si puternic aerat. In prefermentatoare se produce drojdie in aerobioza dar si 3-4 grade GL alcool. Substratul se prefermenteaza la 33 grade celsius timp de aproximativ 10 h .Mediul fermentat constituie asa-zisul " picior de cuva" care este transferat la fundul cuvelor de fermentare unde ocupa 55% din volum;

-fermentarea propriu-zisa care se realizeaza in cuve de fermentare cu functionare discontinua. In aceste cuve mustul concentrat este adus progresiv peste "piciorul de cuva" pentru a ocupa restul de 45% din volumul cuvelor de fermentare .Plecandu-se de la momentul umplerii , durata totala de fermentare este de 36 h pentru a se obtine 9,5-10 grade GL alcool. Drojdia si lichidul fermentat sunt trimise la instalatia de distilare. Drojdia recuperata nu se mai recicleaza la fermentarea propriu-zisa care se deruleaza cu o biomasa continand 25 x 10 celule /ml ,ceea ce explica o durata de fermentare de 36 h .Vinasa este delevurizata dupa coloana de distilare ,obtinandu-se o crema de drojdie termolizata care este folosita ca furaj .

Procedeul cu reciclare de drojdie In acest procedeu se trimite numai crema de drojdie obtinuta prin centrifugarea "vinului" obtinut inainte de distilare .Drojdia separata este supusa unui tratament special de spalare cu apa ,spalare cu apa acidulata si apoi regenerata aproximativ 3 h ,fiind introdusa in vanele de fermentare propriu-zisa .Durata fermentarii la 33 grade celsius in acest caz se reduce la 15 h .Procedeul poate fi aplicat discontinuu si continuu in sistem multietajat( cascada ) ,in acst din urma caz inregistrandu-se urmatoarele avantaje : utilizarea volumului fermentatoarelor in proportie de 100% ,

conducerea usoara a procesului care poate fi automatizat cresterea productivitatii de 1,7-2 ori .

Procedeul Biostil -cu reciclarea drojdiei utilizeaza un singur fermentator, drojdia este reciclata fara tratament acid. Substratul care rezulta din cuva de fermentare finala este centrifugata obtinandu-se "vin " care merge la distilare , si drojdie. Crema de drojdie obtinuta este o crema "primara"care reprezinta 10% din volumul substratului fermentat.Aceasta crema este amestecata cu un volum egal de apa , apoi agitata prin aerare timp de 1 h .Se obtine un "lapte " primar care se supune centrifugarii a doua in scopul concentrarii drojdiei si separarii sale de apa de spalare care contine si nezaharul.Aceasta apa de spalare se trimite la distilare sau se recicleaza.Crema de drojdie obtinuta dupa a doua centrifugare este amestecata cu apa , este acidulata cu acid sulfuric si aerata 1-2 h , efectul fiind distrugerea bacteriilor de contaminare. In continuare are loc regenerarea drojdiilor timp de 3-4 h , volumul de biomasa obtinut alcatuind asa-zisul "picior de cuva" care se trimite la cuva de fermentare propriu-zisa alimentata cu substrat .La sfarsitul fermentarii ,drojdia trebuie rapid separata din substratul fermentat pentru a nu se produce autoliza acesteia si deci pentru a nu favoriza dezvoltarea bacteriilor de contaminare cu consecintele ce decurg de aici.

2.2 Alegerea si descrierea schemei tehnologice si analiza factorilor care reglementeaza productia.

Procesul tehnologic se desfasoara dupa aceeasi schema tehnologica generala a produselor obtinute pe cale fermentativa. Toate materiile prime folosite sunt supuse ,in faza, in funcite de compozitia chimica , unor operatii de pregatire in vederea fermentarii, cand se obtine o plamada sau un must limpede , ce contine zaharuri fermentescibile, dar si alte substante nutritive necesare activitatii drojdiei.

Pentru fermentare se folosesc culturi pure de drojdie ce se multiplica in laborator in statia de culturi pure in conditii sterile, pentru a obtine plamezi de drojdie in cantitati suficiente pentru insamantarea plamezii principale . Prin notiunea de fermentare vom intelege atat procesul de fermentatie alcoolica , cat si procesul de multiplicare a drojdiei de panificatie sau furajera, in acest caz se are grija sa nu se formeze alcool etilic.

Dupa terminarea fermentatiei, obtinem o plamada fermentata ce se supune unor operatii de prelucrare (rafinare) pentru a obtine produsul finit -spirt rafinat, drojdie de panificatie sau drojdie furajera .

Prin folosirea diferitelor materii prime, fiecare cu compozitia specifica, apar particularitati in schemele tehnologice de obtinere a spirtului si a drojdiei. In cazul folosirii melasei si a altor materii prime ce contin zahar, se impune operatia de corectare in vederea fermentarii ( diluare, neutralizare, acidulare, adaugare de substante nutritive, limpezire ). Pentru materiile prime ce contin alcool etilic, in schema tehnologica se folosesc operatiile

de extragere a acestuia din plamada fermentata (distilarea) si de purificare a alcoolului rezultat (rafinare) .

Schema tehnologica de fabricare a spirtului din melasa este :

2.3 Schema controlului fabricatiei

2.3.1 Principalele caracteristici ale materiei prime, auxiliare si a produselor finite

a) Melasa reprezinta siropul prin care prin procedee tehnice si tehnologice actuale nu se mai poate extrage in mod eficient zahar.

Melasa este o solutie concentrata de zaharuri, substante minerale si substante organice, din care o parte se afla sub forma coloidala. Ea se prezinta sub forma unui lichid siropos, cu mare vascozitate, de culoare galben spre brun, chiar negru cu gust dulce amarui si cu miros specific de cafea prajita. Masa specifica este cuprinsa intre 1,39 - 1,42 t/m3.

Compozitia chimica a melasei din sfecla de zahar este urmatoarea: apa 20-25%, substanta uscata 75-80%, din care zahar total 50%, nezahar 30%.

Concentratia in substanta uscata a melasei se exprima in practica in grade Balling (Bllg) sau Brix (Bx), ce reprezinta procentul de masa in substanta uscata dizolvata.

Zaharul din melasa provenita din sfecla de zahar este compus din zaharoza, rafinoza (in cantitati mice de 0,6-1,8%) si zahar invertit (0,25-1%). Nezaharul melsei cuprinde substante organice, adica nezahar organic dar si saruri minerale - nezahar anorganic.

Nezaharul organic reprezinta 25-30% din substanta uscata a melasei fiind format din substante azotoase. Substantele azotoase sunt formate din produse de descompunere a proteinelor, adica aminoacizi, amide, betoine polipeptidice si din proteine macromoleculare. Limitele intre care se situeaza substantele azotoase (exprimate sub forma de azot total) sunt intre 1,2 si 2,4% cu o medie de 1,7%.

Substantele neazotoase sunt formate din: pectine (1,2-1,6%), hemiceluloze (araban si galactan) si produsele lor de hidroliza (arabinoza si galactoza), precum si acizi organici sub forma desalefiata (tartric, citric, malic, lactic, succinic, formic, acetic, butiric).

De asemenea, se gasesc vitaminele din complexul vitaminic B: B1 (tiamina), B4 (colina), B6 (piridoxina) si acid pantotenic, restul de vitamine se gasesc in cantitati mici sau sunt absente. Aceasta grupa de substante sunt importante in dezvoltarea drojdiilor.

Nezaharul anorganic (cenusa) 6-8% din melasa, este reprezentat de sarurile de potasiu, sodiu, calciu si magneziu ala acizilor carbonic, sulfuric, fosforic, clorhidric etc. Cel care predomina este cel de potasiu (5% fata de melasa) si se gaseseta sub forma de carbonat de potasiu si da reactia alcalina a melasei.

Dintre microelementele melasei amintim: cupru, fier, mangan, zinc, molibden. Prezenta dioxidului de sulf si a nitritilor ramasi de la decolorarea zemurilor inhiba dezvoltarea drojdiilor.

De asemenea, coloizii de natura proteica, pectica, melanoidinica impiedica funtionare normala a celulei de drojdie, producand o spumare anormala abundenta, nedorita in linurile de fermentare.

Substante colorate din melasa sunt reprezentate de melanoide, melanine, caramel si saruri complexe ale fierului dar si suspensii formate prin coagularea coloiziilor si precipitarea unor saruri anorganice si organice.

b) Apa se foloseste in cantitate mare, atat pentru diluarea melasei, a acidului sulfuric, dizolvarea sarurilor nutritive, spalarea laptelui de drojdie, spalarea utilajelor, dar si pentru racirea linurilor de fermentare si multiplicarea drojdiei.

La fabricarea spirtului se folosesc 7,5-15 m3 apa/hl alcool absolut. Se utilizeaza apa tehnologica care trebuie sa indeplineasca aceleasi conditii ca si apa potabila. In zona de ses se foloseste apa de adancime, care o compozitie si o temperatura aproape constanta si un numar mic de germeni. Apa de suprafata trebuie supusa tratarii prin filtrare, aerare, clorinare, ozonificare etc. Prin aerare are loc precipitarea fierului si magneziului ce influenteaza negativ culoarea drojdiei de panificatie. Clorinarea apei se face cu atentie, in asa fel incat clorul adaugat sa fie deja consumat in momentul introducerii drojdiei in plamezi.

Apa de racire folosita in instalatii de racire nu trebuie sa indeplineasca conditiile apelor potabile, ele trebuie sa aiba o duritate mai scazuta si o temperatura constanta si scazuta

c) Saruri nutritive

La fabricarea spirtului, in procesul de fabricatie este necesara adaugarea de substante nutritive, care aduc in compozitia mediului azot, fosfor, magneziu, imprimand si completand substratul cu aceste substante necesare nutritiei drojdiilor.

-Deficitul de azot se completeaza prin adaos de sulfat de amoniu, ingrasaminte complexe, amoniac sau uree. Necesarul de fosfor se asigura din superfosfat de calciu ale ingrasamintelor complexe. Factorii de crestere se asigura prin adaugare de autolizat de drojdie, extract de radicele de malt sau de porumb.

-Sulfatul de amoniu -contine 20-21% azot si este o sare solubila, se adauga sub forma de solutie apoasa, acidulata cu acid sulfuric, in concentratie de 5-70 Bllg

-Ingrasamintele complexe sunt formate din 60% fosfat de amoniu bibazic (diamerinofosfat) si 40% fosfat de amoniu (monoaminofosfat) , care contine 16% azot si 46-48% pentaoxid de fosfor. Concentratia solutiei limpezi folosite este de 5-

7% Bllg ce se obtine prin agitare, folosind apa fierbinte la 75-850 C, urmata de o decantare in vederea limpezirii timp de 12-20h.

-Amoniacul se gaseste sub forma de solutie concentrata de 24% amoniac, in care azotul din amoniac este de cca 82% . Se prepara o solutie de amoniac cu apa in raport de 1:5.

-Ureea este o sare ce contine 46% azot din substanta uscata. Se prepara o solutie cu apa (10-12 litrii apa la 1kg uree).

-Superfosfatul de calciu se obtine prin tratarea fainii de oase cu acid sulfuric, fiind un amestec format din 3 moli de fosfat monocalcic si 7 moli sulfat de calciu. Se gasesc doua produse si anume: superfosfat de calciu calitatea I - cu 18% pentaoxid de fosfor si superfosfat de calciu calitatea II - cu 16-17% pentaoxid de fosfor, ambele au o umiditate de 15%. Se folosesc sub forma de solutie limpede, care se obtine prin fierbere cu apa, in cantitae de 10-12l/kg in vase speciale sub agitare continua. Acidularea se face cu acid sulfuric in proportiei de 0,1% fata de apa si sedimentere 3-4ore. De regula superfosfatul este inlocuit de ingrasamintele complexe, care contin atat azot cat si fosfor si care formeaza o cantitate mai redusa de depozit insolubil.

-Sulfatul de magneziu, o sare solubila ce se adauga in melasa, in proportie de 20-80gr sulfat de magneziu/t pentru fabricarea spirtului si 0,8-1kg/t pentru obtinerea drojdiei de panificatie. Se solubilizeaza impreuna cu superfosfatul de calciu si sulfatul de amoniu.

-Extractul (infuzia) de radicele de malt se obtine prin amestecarea radicelelor de malt cu apa in raport de 1:20 intr-un vas cu agitator si cu sistem de incalzire-racire, acidularea se face cu acid sulfuric pana la pH de 5-5,5, urmat de incalzire pana la 80-85oC, temperatura se mentine timp de 60 min. Apoi se raceste la 30oC, radicelele se decanteaza dupa 2-3 ore, iar extractul obtinut se adauga in masa de melasa la inceputul fermentarii.

d) Acidul sulfuric se foloseste pentru neutralizarea si acidularea plamezii de melasa pana la un pH optim activitatii drojdiilor.

Are o concentratie de 96-98% substanta pura (d=1,83). Se utlilizeaza acid sulfuric obtinut prin procedeul de contact ce contine o cantitate redusa de arsen de 10 mg/kg. Deoarece reactia dintre acid si apa este exoterma, se procedeaza la adaugarea treptata a acidului in apa sub agitare continua.

Diluarea acidului sulfuric se face in vase de materiale antiacide prin amestecarea cu apa in raport de 1:3 sau 1:10. Solutia de acid sulfuric se trece in instalatia de preparare a melasei.

e) Antispumanti

In procesul de fermentare de la fabricarea spirtului se formeaza cantitati mari de spuma datorita coloizilor din melasa care dispun la suprafata bule de aer care barboteaza in mediu stabilizand spuma formata. Cu cat melasa este mai bogata in coloizi, cu ata cantitatea de spuma formata este mai mare.

In vederea reducerii cantitatii de spuma se pot folosi substante antispumante. Dintre acestea amintim :acizii grasi vegetali, rezultati din procesul de rafinare a uleiurilor vegetale. Ca antispumanti se pot folosi si uleiuri siliconice, mono si digliceride, care au o eficienta mai mare la distrugerea spumei.

Alegerea antispumantilor se face in functie de calitatea melasei olosite, de procesul tehnologic si de sistemul de aerare aplicat. Se urmareste ca antispumantul folosit sa nu fie vatamator pentru drojdie, sa nu produca murdarirea utilajelor, a conductelor si sa nu influenteze negativ aspectul exterior, gustul si mirosul drojdiei

f) Antiseptici si dezinfectanti

Antisepticii se folosesc pentru combaterea microorganismelor de infectie in cursul procesului fermentarii plamezii, in industria spirtului, in doze bine stabilite, care nu influenteaza negativ activitatea de fermentare a drojdiilor .Cei mai folositi antiseptici sunt:acidul sulfuric, formalina, si pentaclorfenolatul de sodiu .

Acidul sulfuric adaugat in plamada de drojdie creeaza o aciditate ridicata , ce inhiba dezvoltarea bacteriilor de infectie. La fel si laptele de drojdie tratat cu acid sulfuric pana la un pH scazut de 2,2-2,4 purifica drojdia in vederea insamantarii.

-Pentaclorfenolatul de sodiu se foloseste in proportie de 60-90g/tona de melasa ca si dezinfectant, sub forma de solutie alcoolica, in concentratie de 12-17%substanta pura .Folosind pentaclorfenolat, Plamada din melasa nu este necesar a fi sterilizata termi. Nu se recomanda in cazul cand din borhotul obtinut de la fabricarea spirtului din melasa dorim sa obtinem drojdie furajera, deoarece acest antiseptic se acumuleaza in drojdie si este daunator metabolismului animalelor.

-Dezinfectantii folositi sunt: formalina, clorura de var, laptele de var,soda caustica si soda calcinata.

Formalina se foloseste in solutii concentrate de 3-5% aldehida formica pentru dezinfectia mediului nutritiv si de 10% pentru dezinfectia conductelor si utilajelor tehnologice. Pentru a mari eficienta acestei substante, este indicat introducerea de aburi dupa tratamentul cu formalina.

Clorura de var se foloseste sub forma de suspensie in apa, avand concentratia de 1-3%, cu care se sterge suprafata utilajelor si incaperile tehnologice.

Soda causticasi soda calcinata se utilizeaza in concentratii de 1,5-5% , cu ele se stropesc suprafetele utilajelortehnologice.

Alti detergenti se folosesc in solutii cu o concentratie de 0,1%, recomandanda-seo buna spalare si clatire prealabila, deoarece substantele organice si detergentii pot inhiba actiunea acestora .

2.3.2 Flux tehnologic pe faze, operatii

Procesul tehnologic de preparare a spirtului folosind ca materie prima melasa cuprinde o serie de operatii: transportul si depozitarea melasei, receptia, cantarirea, diluarea, acidifierea melasei, adaugarea sarurilor nutritive, sterilizarea, fermentarea, distilarea, rafinarea, cand se obtine produsul finit si depozitarea.

`a) Transportul si depozitarea melasei

Melasa se livreaza in cisterne C.F. cu capacitatea de 15,25,50 tone. Descarcarea melasei se face prin cadere libera .Iarna datorita temperaturilor coborate, vascozitatea ei creste si scurgerea este foarte anevoioasa. De aceea in aceste cazuri se procedeaza la incalzirea melasei cu ajutorul aburului direct sau indirect, operatie care totusi nu se recomanda deoarece in afara ca necesita cantitati mari de abur, se mai produc si caramelizari, in special cand se foloseste aburul direc.

Din cisterna melasa se descarca intr-un rezervor subteran, iar de aici este pompata in rezervoare suprateranede capacitati variabile.

Deoarece pe peretii cisternelor ramane o cantitate importanta de melasa, acestia se clatesc cu apa calda, iar melasa diluata se prinde intr-un rezervor separat de cel al melasei groase si se utilizeaza imediat in fabricatie.

Rezervoarele subterane in care se pastreaza melasa sunt inchise pentru ca melasa sa nu se dilueze cu apa provenita din precipitatiile atmosferice si sunt prevazute cu cu sisteme de incalzire, instalatii de umplere, golire,etc.

Capacitatea de depozitare in cisterne trebuie sa asigure o rezerva de materie prima pentru o perioada de 3 luni. La o depozitare mai indelungata se observa modificari in compozitia melasei, ca : cresterea aciditatii, marirea cantitatii de zahar invertit, scaderea concentratiei si cantitatii totale de zahar.

b) Receptia melasei se face cantitativ, determinand prin cantarire pentru fiecare mijloc de transport in parte cantitatea neta de melasa,precum si calitativ continutul in zaharoza.

Plata catre furnizori se face recalculand melasa in melasa tip 50-utilizand urmatoarea formula:Q1=Qxc/50,

In care -Q1 este cantitatea de melasa tip 50, in kg;

-Q este cantitatea de melasa determinata prin cantarire la receptie, in kg

-c este procentul de zaharoza continut de melasa.

c) Diluarea melasei

In melasa vascoasa, drojdiile nu se pot dezvolta din cauza lipsei de mobilitate a celulelor datorita concentratiei mari in zahar.

Dupa metoda de lucru se cunosc doua feluri de prelucrare a melasei si anume:

cu plamezi diluate, care necesita spatii mari de fermentare si consum ridicat de abur la distilarea plamezilor fermentate;

cu plamezi concentrate.

Melasa se trece in fabricatie masurandu-se masa ei prin cantarire. In cazul cand se cunoaste volumul, determinarea masei se face prin inmultirea acesteia cu masa specifica.

De la rezervorul de depozitare, melasa groasa se impinge intr-un rezervor de inaltime, aflat in sectia de fabricatie, din care melasa se scurge intr-un alt rezervor, situat pe un cantar cu ajutorul caruia se determina masa sarjelor trecute la prelucrare .

Din acest rezervor de masura melasa este golita in vasele de diluare.

Diluarea melasei se face cu apa rece (vara) sau calda (iarna), intrega masa fiind agitata pentru omogenizare fie mecanic cu ajutorul agitatoarelor, fie pneumatic, utilizand aerul comprimat de 1-2 atm, dupa prealabila lui filtrare.

In cadrul tehnicii diluarii operatia se face in felul urmator:

-se lasa intai putina apa calda in vasul de diluare, pentru a se evita depunerea pe fundul acestuia a melasei;

-se porneste barbotorul de aer comprimat ;

-in amestecul de aer apa se dadrumul incet melasei care agitata sa amesteca cu apa, diluandu-se .

Controlul diluarii se efectueaza determinand cu ajutorul zaharometrului continutul in zahar in grade Balling al solutiei diluate.

d) Acidularea melasei

Melasa primita de la fabricile de zahar are o reactie alcalina (pH=7,0-7,5) datorita sarurilor pe care le contine si ca urmare a tratamentului zemurilor dulci cu CaO ce se fac in procesul tehnologic de fabricare a zaharului.

Prin acidulare se urmareste coborarea pH-ului melasei in zona slab acida, mediu favorabil dezvoltarii drojdiei. Procesul de acidulare comporta doua faze distincte, si anume: neutralizarea alcalinitatii si acidularea propriu-zisa. Cantitatea necesara de drojdie se calculeaza astfel:

20 cm3 melasa se aciduleaza cu 60g apa ;

solutia se titreaza cu H2SO4 n/1 in prezenta turnesolului ca indicator;

pentru fiecare centimetru cub de H2SO4 n/1 utilizat la titrare corespunde cantitatea de 250g H2SO4concentrat cu densitatea de 1,84 pentru fiecare 100kg melasa.

Aceasta aciditate, care trebuie sa fie cuprinsa intre 1,2 si 1,40 D se controleaza prin analiza de laborator. Nu se recomanda o acidulare in exces deoarece in acest caz fementatia poate fi oprita, iar valoarea nutritiva a borhotului sa scada, intrucat carbonatii sint descompusi si transformati de acidul sulfuric in sulfati.

In fabrica, manipularea acidului sulfuric concentrat trebuie sa se faca cu multa precautie in vederea evitarii accidentelor ce se pot produce. Transportul acidului sulfuric din rezervorul de fier captusit in interior cu manta de plumb se face pe principiul monteiusului, utilizand pentru acesta aerul comprimat.

Din rezervor, acidul sulfuric este impins cu aer in rezervorul de inaltime, din care se iau cantitatile necesare procesului de acidulare.

e) Prepararea drojdiei

Pentru fermentarea in bune conditii a melasei este stict necesar ca drojdia utilizata sa fie viguroasa si sa se poata dezvolta in mediul bogat in saruri, aflat in melasa. De aceea melasa ca atare nu este un mediu ideal pentru cultura deoarece unele saruri ca si unele substante ce contin azot nu pot fi asimilate decat in foarte mica masura de catre celulele de drojdie.Din aceasta cauza, rasele de drojdie care se folosesc la fermentarea plamezilor din cartofi si cereale ,pentru a putea fi utilizate la melasa trebuie mai intai aclimatizate .Cele mai bune rezultate s-au obtinut folosind rase de drojdii amestecate, dezvoltate in melasa sialte medii.

Inmultirea drojdiei selectionate are loc in laborator, incepand cu cultura pura care se insamanteaza intr-un balon Pasteur pe un mediu de melasa diluat la 100 Bllg, care in prealabil a fost acidulat cu acid sulfuric pana la 1,20 D, sterilizat prin fierbere si apoi racit la 280 C.

Mediul insamantat se termostateaza 280 C, iar dupa 24h se observa aparitia unei spume dense la suprafata lichidului datorita dioxidului de carbon, ca urmare a inmultirii drojdiei respectiv a inceperii fermentatiei.

In acest stadiu drojdia se inmulteste in instalatia de cultura pura .In primul vas al instalatiei de preparare a culturilor pure se pregateste o solutie de melasa dilluata la 120 Bllg care se aciduleaza cu acid sulfuric pana la o aciditate finala de 1,20 D.

La aceasta solutie se adauga o solutie mixta de saruri nutritive preparata din superfosfat de calciu ,(0,4 kg pentru 100 kg melasa) si sulfat de amoniu (0 ,2 kg pentru 100 kg melasa).

Amestecul se fierbe pentru sterilizare si apoi este racit la 280 C, temperatura la care se ansamanteaza cu intreg continutul din balonul Pasteur drept cuib de drojdie si la care are loc fermentatia alcoolica pana cand gradul zaharometric scade la jumatate (60 Bllg).

In vasul urmator, al carui volum este dublu, se prepara ca mai sus solutia de melasa si saruri nutritive in cantitate de 50% din continutul vasului, la care se adauga cantitatea de melasa fermentata din primul vas, drept cuib, dupa ce s-a pastrat cantitatea respectiva de cuib.

Operatia se continua pe baza aceluiasi procedeu pana ce ajunge in faza industriala la lin.

Transportul drojdiei cuib se face fie prin cadere, fie cu ajutorul aerului comprimat filtrat, pentru a nu se infecta. Intreaga operatie si retea de conducte si armaturi trebuie sterilizate cu aburi si solutii dezinfectante.

In cazul in care se observa o slabire a fermentatiei, cuibul initial de drojdie se inlocuieste cu alt cuib preparat in laborator.

f) Fermentarea plamezilor din melasa

Pentru fermentarea principala, plamezile de melasa se fac mai concentrate decat cele pentru drojdie. Ele se prepara prin diluarea melasei, fara acidificarea acesteia cu acid sulfuric si fara a i se mai administra saruri nutritive.

Temperatura optima de fermentare a plamezilor din melasa este mai ridicata decat cea a plamezilor din cereale sau cartofi si variaza intre 28si 300C.

Adaosul de drojdie a carei aciditate si continut in saruri nutritive se calculeaza pentru intrega cantitate de melasa prelucrata se face direct in linul de fermentare .

Pentru a se usura amorsarea fermentatiei, plamada, imediat dupa insamantare, se agita cu aer comprimat. In timpul fermentatiei agitarea plamezii prin barbotare cu aer comprimat se poate face numai atunci cand procesul de fermentare este lenes, din cauza unei slabe inmultiri a celulelor de drojdie. In acest caz agitarea prin barbotare se face la intervale apropiate si in prize scurte de timp. O barbotare prelungita are efecte negative intrucat favorizeaza posibilitatile de oxidare a alcoolului la aldehida, precum si pierderi de vapori de alcool prin antrenare cu aer. De aceea se recomanda ca linurile de fermentare sa fie acoperite.

Degajarea violenta a bioxidului de carbon din plamezile de melasa in timpul fermentatiei face ca o data cu acestea sa se antreneze si vaporii de alcool.

Pierderile de alcool sunt mai mari la prelucrarea melasei unde bioxidul de carbon se degaja cu mai multa usurinta din cauza lipsei de suspensii de plamada, procesul de degajare fiind mult mai energic decat atunci cand se prelucreaza cereale sau cartofi.

Tot din acest motiv, la prelucrarea plamezilor de melasa se formeaza spuma abundenta, care are tendinta de a deborda din lin, daca nu este combatuta.

Debordarea plamezii poate genera infectii, in afara pierderilor de plamada care nu mai pot fi recuperate.

Formarea spumei se datoreaza coloizilor din melasa, iar spargerea ei se poate realiza prin folosirea acizilor grasi, care modifica tensiunea superficiala a basicilor .

Bioxidul de carbon gazos, degajat din lin , este purificat de alcoolii si de vaporii pe care-i antreneaza in spalatorul de gaze, in care gazul barboteaza in apa. Aceasta apa in care se recupereaza vaporii de alcool este golita din spalator si trimisa impreuna cu plamada fermentata la distilare.

In afara procedeului clasic, obtinerea spirtului din plamezile de melasa se poate face si prin alte procedee de fermentare :

Procedeul cu intinerire se desfasoara dupa urmatoarea schema:

-in linul de fermentare se aduc 10-20% drojdii cuib peste care se introduce plamada in trei reprize. Adaosul primelor doua reprize de melasa se face in cadrul unui volum de 20% din totalul linului.

Concentratia plamezii in lin, dupa amestecul drojdiei, trebuie sa fie 7,5 0 Bllg, iar agitarea se face prin barbotare cu aer comprimat timo de 1 ora.

A treia repriza de alimentare cu plamada proaspata se face atunci cand in lin concentratia in zahar este de 5,5-6,00 Bllg. Cu aceasta ocazie linul de fermentare se umple complet, iar barbotarea se face doar 15-20 min. Temperatura plamezii in lin trebuie sa fie de 29-30oC, iar durata procesului de fermentare varieaza intre 36 si 48 ore.

Cantitatea plamezii initiale se alege astfel incat in final plamada fermentata sa contina 8,8% alcool.

Procedeul cu alimentare semicontinua se bazazea pe faptul ca la drofdia cuib introdusa in lin se adauga continuu cantitati mici de plamada proaspata, regland alimentarea astfel incatconcentratia plamezii in lin sa fie constanta. In acest mod se creeaza conditii favorabile pentru dezvoltarea si inmultirea drojdiilor, iar fermentatia decurge rapid si complet.

Se procedeaza in modul urmator:

Se introduce in linul de fermentare 20-50% drojdie

Concomitent cu drojdia se alimenteaza si linul cu plamada proaspata de 35-38o Bllg pana la cca 60% din volumul sau. Concentratia in zahar a plamezii trebuie sa fie de 8,5-9o Bllg.

In timpul alimentarii se insufla aer pentru dispersarea drojdiilor in masa lichida cat si pentru omogenizarea amestecului. Dupa aproximativ doua ore concentratia in zahar scade la 7,0-7,5o Bllg.

Se intrerupe barbotarea aerului

Se incepe alimentarea continua a linului, mentinandu-se concentratia plamezii la 10-12o Bllg. Spre sfarsitul alimentarii concentratia poate atinge 12,5o Bllg.

Se lasa plamada sa fermenteze complet, temperatura acesteia putandu-se ridia chiar la 35oC

Procedeul de fermentare cu recuperarea drojdiilor se bazeaza pe urmatorul principiu: dupa terminarea fermentatiei plamada este centrifugata pentru separarea laptelui de drojdie, care se reduce in lin pentru fermentatia urmatoare.

Pentru evitarea pericolului de infectare, plamada drojdie se acidifica cu H2SO4 pana la pH=4,0 care se trateaza cu fluorura de sodiu (F Na), in proportie de 6 gr F Na/l plamada.

Procedeul de lucru este urmatorul:

Plamada fermentata se trece la separatorul centrifugal de drojdie care separa laptele de drojdie in proportie de cca 15% din volumul plamezii.

Plamada ramasa se trece la distilare

Laptele de drojfie se pompeaza in cazile de drojdie si se completeaza cu plamada de 11-12o Bllg acidificata cu acid sulfuric pana la 1,2-1,3oD si alimentata numai cu extract apos de superfodfat (nu se adauga substante nutritive azotoase).

Cand gradul zaharometric scade pana la 4,5-5,0o Bllg, drojdia se trece in linul de fermentare, care se umpla cu plamada de 32o Bllg.

Fermentatia se poate onduce, pregatind plamada de 22-25o Bllg si trecand laptele de drojdie direct in linul de fermentare. In acest caz, drojdiile sunt putin slabite, iar fermentatia mai putin intensa. Pentru preintampinarea infectiilor este necesara o marire a aciditatii.

Procedeul de recuperarea drojdiilor are o serie de avantaje, intrucat prin centrifugarea plamezii in separatoarele centrifugale:

plamada se elibereaza de dioxid de carbon, iar la distilare productivitatea coloanei creste cu cca 15%;

se realizeaza o separare a bacteriilor din laptele de drojdie; eliminarea lor se face ulteriorprin fermentarea plamezii acidificate pana la 1,3oD;

se elimina o parte din celulele moarte. Daca numarul de recuperari de drojdie creste, drojdiile moarte pot atinge chiar 30-40% si lipsa lor trebuie compesata.

Procedeul continuu de fermentare a melasei se bazeaza pe o alimentare continua a liniei de linuri cu plamada proaspata astfel incat in fiecare lin concentratia sa ramana aproape constanta. Procedeul acesta obliga plamada sa curga intr-un curent dinamic din lin in lin, ajungand ca la ultimul lin sa fie complet fermentata.

In cazul legarii in serie a unui numar (grup) de 4 linuri ce se alimenteaza in flux, la preaplinul linului precedent concentratia in zahar a fiecarui lin va fi:

Plamada fermentata, la iesirea din ultimul lin, va trebui sa contina cca 8.8% spirt.

g) Distilarea

Din procesul de fermentare se obtine plamada fermentata, care este un amestec de:

substante volatile: alcool etilic (8-9%), bioxid de carbon, aer, aldehide, ulei de fuzel, acizi organici, esteri;

substante nevolatile: resturi de extract nefermentat sau nefermentescibil, materii celulozice si drojdii.

Distilarea este operatia prin care se poate separa alcoolul alaturi de celelalte substante volatile de restul substantelor nevolatile din plamada fermentata. Separarea substantelor usor volatile se face datorita volatilitatii lor respectiv proprietatii pe care o au unele substante ca la temperatura si presiunea normala sa poata trece usor in faza de vapori.

Din plamezile fermentate partea volatila o formeaza amestecul de apa si alcool, acesta fiind foarte avid de apa si miscibil in orice proportie.

In plamada fermentata se gasesc si mici cantitati de ulei de fuzel care nu este solubil decat in amestecul de apa-alcool cu taria peste 40o. De aceea, atunci cand un amestec de apa-alcool de o tarie ridicata (85% ca a spirtului brut) se dilueaza la 40o tarie, lichidul se tulbura datorita separarii prin emulsionare a uleiurilor de fuzel. Deci se poate trage concluzia ca amestecurile de apa-alcool cu taria alcoolica mai mare de 40o sunt considerate amestecuri fizice, in timp ce aceleasi amestecuri la tarie scazuta (40o si sub 40o tarie) sunt amestecuri mecanice, din care se poate separa un component. Intrucat procentul de ulei de fuzel in amestecul de apa-alcool este mic, se poate considera ca substantele volatile din plamada formeaza un amestec fizic.

In procesele de distilare se intalnesc componenti si faze diferite (lichide, vapori) aflate in stari de echilibru.

Se poate defini ca faza a unui sistem orice stare de agregare sau fractiune omogena, marginita de o suprafata de separare si care poate fi separata prin mijloace mecanice.

Astfel, solutia apoasa a unei substante solide formeaza o faza cu doi componenti. Daca solutia se suprasatureaza in componentul solid dizolvat este posibil ca acesta sa se separe prin cristalizare. In acest caz exista doua faze (lichida, solida).

Apa se poate prezenta sub forma a 3 faze: solida (gheata), lichida (apa) si gazoasa (vapori) aflate in stare de echilibru.

Component se numeste substanta individuala care intra in compozitia fazelor si care poate trece dintr-o faza in alta printr-un proces reversibil.

Fazele pot fi formate dintr-un singur component (faza omogena) sau mai multi componenti (faza eterogena).

Existenta unei faze aflate in echilibru cu celelalte faze este determinata de presiune (p), temperatura (t) si de compozitia amestecului (x), determinata de concentratia componentelor continute de lichid sau vapori.

In procesele de distilare se intalnesc mereu amestecuri de lichide si vapori. Dupa gradul de solubilizare al componentilor, amestecurile se pot imparti in:

amestecuri cu componenti miscibili in orice proportie:

cu puncte de fierbere variabile;

cu puncte de fierbere apropiate, care formeaza amestecurile azeotropice (apa-alcool);

amestecuri cu componenti nemiscibili;

amestecuri cu componenti partial miscibili.

Procesul de distilare a alcoolului etilic din plamezile fermentate se conduce dupa legile Gay-Lussac si Magnus, in care:

temperatura de fierbere a amestecului este in functie de concentratia in substanta cea mai volatila si este cuprinsa intre temperatura de fierbere a fiecarui component in parte, astfel:

temperatura de fierbere

78,3oC

amestec apa-alcool < 100oC

alcool absolut apa

concentratia componentului in faza de vapori este diferita (mai amre) de a lichidului (amestecului) din care a provenit.

Astfel, daca se supune fierberii un amestec de apa-alcool, concentratia in vapori a componentului cel mai volatil (alcoolul) este mai mare decat concentratia acestuia in lichidul din care a provenit. Continuand fierberea, continutul de alcool in lichid scade, iar temperatura de fierbere creste, asa incat inainte ca apa sa ajunga la fierbere, tot alcoolul continut in amestec este evaporat.



h) Rafinarea alcoolului brut

Spirtul obtinut prin distilarea plamezilor fermentate, desi are o tarie destul de ridicata (peste 80%), este impurificat cu o serie intreaga de substante straine, care pot proveni:

din timpul fermentatiei ca produse secundare ale fermentatiei alcoolice;

datorita activitatii vitale a unor microorganisme;

din reactia unor substante in aparatul de distilare (reactie de esterificare, de oxidare a alcoolilor, arderea peretilor celulari sau prin actiunea acizilor asupra acestora).

Carecterul acestor amestecuri depinde de felul materiei prime prelucrate, de procesul tehnologic adoptat, precum si de felul instalatiei. Ca atare se gasesc substante organice din clasa alcoolilor (R-OH), a aldehidelor (R-CHO), a esterilor (R-COO-R), a acizilor (R-COOH).

Prin simpla distilare a plamezilor, alcoolul etilic a fost separat numai de apa, fiind impurificat cu un complex de substante din grupele indicate.

Separarea acestor substante de alcoolul etilic necesita o noua distilare a spirtului brut. Cu aceasta ocazie, conform legilor temperaturii si ale concentratiilor, substantele volatile, care impreuna cu alcoolul formeaza amestecuri, pot fi separate pe baza temperaturilor specifice de fierbere, determinate de concentratia substantei celei mai volatile.

Substantele cu volatilitate mai mare decat cea a alocoolului etilic, cum sunt aldehidele si esterii, fierb la o temperatura mult mai joasa decat a amestecului apa-alcool. Ele se numesc frunti (exemplu: aldehida acetica CH3CHO, acetatul de etil CH3-COO C2 H5).

Asadar, la inceperea distilarii primii vapori ce se vor degaja vor fi substante din clasa aldehidelor si esterilor. Pe masura ce distilarea continua, lichidul in fierbere se elibereaza treptat de aceste substante, pana la completa lor epuizare, cand compozitia vaporilor se va concentra din ce in ce mai mult in alcool etilic. Separarea se poate face, deci, colectand separat aceste produse, in functie de temperaturile lor de fierbere.

In mod analog au loc fenomenele cu substantele volatile a caror temperatura de fierbere este superioara alcoolului etilic. Dupa ce cea mai mare cantitate de alcool etilic a fost distilata din amestecul de apa-alcool, lichidul cu o concentratie alcoolica mereu descrescanda face ca temperatura de fierbere sa creasca, atingand temperetura de fierbere a substantelor greu volatile. In acest timp, concentratia vaporilor in substantele greu volatile creste, in timp ce concentratia lor in lichid scade mereu pana la totala epuizare. Aceste fractiuni ultime ale separarii se numesc cozi si sunt formate din alcooli superiori.

Cum insa nu se poate face o stricta demarcatie calitativa intre frunti, alcooli si cozi, exista zone de colectare separate in care se gasesc frunti alaturi de alcool si alcool alaturi de cozi. Acestea formeaza componenti intermediari greu separabili de alcoolul etilic si care dupa compozitia lor se pot comporta fie ca frunti (produsi intermediari initiali), fie ca si cozi (produsi intermediari finali).

Substantele principale care formeaza componenti intermediari sunt esterii izobutiro-etilic si izovaleriano-etilic, care nu pot fi separati decat prin tratarea spirtului brut cu substante chimice.

Procesul de rectificare a spirtului are drept scop eliberarea alcoolului de substante straine ce il insotesc, precum si concentrarea alcoolului etilic pana la taria prevazuta in standard.

Substantele straine aflate in spirtul brut, impreuna cu temperaturile lor de fierbere, sunt redate in tabela urmatoare:

Analizand coeficientii de evaporare ai diferitilor componenti din spirtul brut, se poate trage urmatoarele concluzii:

in cazul concentratiilor ridicate in alcool etilic coeficientii de evaporare ai tuturor produselor secundare (alcooli, esteri) se micsoreaza. Deci la o concentratie de alcool etilic mai mica decat 55% coeficientul de evaporare al produselor secundare (frunti) este mai mic decat 1;

coeficientul de evaporare al alcoolului amilic este mai mic decat 1 cand procentul de alcool este ridicat; deci, alcoolul amilic va fi retinut in zonele in care taria spirtului este superioara lui 55%

Cele de mai sus se concretizeaza in tabela urmatoare:

Lichidul ramas dupa evaporarea fruntilor, cozilor si a produsilor intermediari contine aproape in intregime apa, se numeste apa luter si se evacueaza la canal.

Produsii intermediari initiali (spirtul de calitatea a III-a si a II-a) sunt un amestec de alcool etilic si frunti in diferite proportii, in timp ce produsii =intermediari finali (spirt de calitatea a II-a si a III-a) reprezinta amestecuri de alcool etilic cu alcooli superiori in diferite proportii.

Produsul de mijloc al separarii se numeste spirt rafinat, iar procesul se numeste rectificare sau rafinare.

3. Bilant de materiale

3.1 Calculul bilantului de materiale pe fiecare operatie in parte,pierderi specifice

Determinarea bilantului de materiale pe fiecare operatie in parte reprezinta determinarea cantitatilor de substanta ce intra respectiv ies din fiecare operatie in parte, tinand cont de pierderile specifice.

Capacitatea sectiei este de 15000 l C2H5OH / 24 h

Densitatea r a alcoolului este de 96,6 %vol.

Materia prima folosita este melasa.

Productia orara de alcool este:

15000 / 24 =625 l/h C2H5OH

96,6 %vol= 625 x 10-3 m3/ h

r=m/V T m=r x V

m=805,41 x 625,10-3

m=504 kg/h C2H5OH 94,57% masa

Ar

Depozitare

  P1=0,1%


Ad

Ad - alcoolul depozitat

Ar - alcoolul rafinat

P1 - pierderile fazei de depozitare

Ad = 504 kg / h C = 94,57%

Cantitatile de substante din alcoolul depozitat:

94,57% x 504 = 476,28 kg / h alcool

504 - 476,28 = 27,72 kg / h apa

Cantitatile de substante din pierderi:

P1 = 0,1% x 504 = 0,5 kg / h

0,001 x 476,28 = 0,47 kg / h alcool

0,5 - 0,47 = 0,03 kg / h apa

Bilant de materiale pe faza de depozitare:

Ar = Ad + P1

Ar = 504 + 0,001 Ar T Ar - 0,001 Ar = 504

Ar (1- 0,001) = 504 T Ar = 504 / 0,999

= 504,5 kg / h

Cantitatile de substante din alcoolul rafinat:

504,5 x 94,57% = 477,75 kg / h alcool

504,5 - 477,75 = 27,75 kg / h apa

A


P2=0,1%

Mr

A - cantitatea de melasa intrata in procesul de productie cu 62 o Bllg

Mr - melasa receptionata

Cantitatile de substante din melasa:

25% zaharuri fermentescibile = 0,25A zaharuri fermentescibile

37% zaharuri nefermentescibile = 0,37A zaharuri nefermentescibile

38% apa = 0,38A apa

Cantitatile de substante din pierderi:

P2 = 0,001A

0,001 x 0,25A = 0,00025A zaharuri fermentescibile

0,001 x 0,37A = 0,00037A zaharuri nefermentescibile

0,001 x 0,38A = 0,00038A apa

Bilant general pe faza de receptie:

A = Mr + P2

Mr = A - P2 = A - 0,001A

= 0,999A

Cantitatile de substanta din melasa receptionata:

0,25 x 0,999A = 0,249A kg / h zaharuri fermentescibile

0,37 x 0,999A = 0,369A kg / h zaharuri nefermentascibile

0,38 x 0,999A = 0,379A kg/ /h apa

Mr


Cantarire

  P3=0,1%

Mc

Mc - melasa cantarita

Cantitatile de substante din pierderi:

P3 = 0,001 x 0,999A = 0,00099A kg / h

0,001 x 0,249A = 0,00024A kg / h zaharuri fermentescibile

0,001 x 0,369A = 0,00036A kg / h zaharuri nefermentescibile

0,001 x 0,379A = 0,00037A kg / h apa

Bilant general pe faza de cantarire:

Mr = Mc + P3 T Mc = Mr - P3

Mc = 0,999A - 0,00099A

= 0,998A kg / h

Cantitatile de substanta din melasa cantarita:

0,249A - 0,00024A = 0,248A kg / h zaharuri fermentescibile

0,369A - 0,00036A = 0,368A kg / h zaharuri nefermentescibile

0,379A - 0,00037A = 0,378A kg / h apa

A32  Mc

Diluare la 32o Bllg

 


P4 =0,5%

Mdil 32o

A32 - apa de dilutie la 32o Bllg

Mdil 32o - melasa diluata la 32o Bllg

Cantitatile de substante din pierderi:

P4 = 0,005 x 0,998A = 0,004A

0,005 x 0,248A = 0,0012A kg / h zaharuri fermentescibile

0,005 x 0,368A = 0,0018A kg / h zaharuri nefermentescibile

0,005 x 0,378A = 0,0018A kg / h apa

0,998A...........0,378A

0,998A + A32........0,378A+A32

68 (0,998A + A32) = 37,8A + 100A32

67,86A + 68A32 = 37,8A + 100A32

30A = 32A32 T A32 = 30A / 32

= 0,939A kg / h

Bilant general pe faza de diluare la 32o Bllg:

Mc + A32 = Mdil 32o + P4

Mdil 32o = Mc+A32 - P4

= 0,998A + 0,939A - 0,004A

= 1,933A kg / h

Cantitatile de substante din melasa diluata la 32o Bllg:

0,248A - 0,0012A = 0,246A kg / h zaharuri fermentescibile

0,368A - 0,0018A = 0,366A kg / h zaharuri nefermentescibile

1,933A - (0,246A + 0,366A) = 1,321A kg / h apa

A16 Mdil 32o


Diluare la 16o Bllg

  P5 = 0,5%


Mdil 16o

A16 - apa de dilutie la 16o Bllg

Mdil 16o = melasa diluata la 16o Bllg

Cantitatile de substante din pierderi:

P5 = 0,005 x 1,933A = 0,0096A kg / h

0,005 x 0,246A = 0,0012A kg / h zaharuri fermentescibile

0,005 x 0,366A = 0,0018A kg / h zaharuri nefermentescibile

0,005 x 1,321A = 0,0066A kg / h apa

1,933A + A16..........1,321A + A16

84 (1,933A + A16) = 132,1A + 100A16

162,37A + 84A16 = 132,1A + 100A16

30,27A = 16A16 T A16 = 30,27A / 16

= 1,891A

342 18 2 x 180

C12H22O11 + H2O 2C6H12O6

0,246A m1 m2

m1 = 0,246A x 18 / 342

= 0,0012A kg / h apa consumata

m2 = 0,246A x 2 x 180 / 342

= 0,256A kg / h glucoza formata

Bilantul general pe operatia de diluare la 16o Bllg:

Mdil 32o +A16 = Mdil 16o +P5

Mdil 16=Mdil 32 + A16-P5

=1,993A+1,891A-0,0096A

=3,814A kg/h

Cantitatile de substante din melasa diluata la 16o Bllg:

0,246A-0,0012A=0,244A kg/h glucoza

0,366A-0,0018A=0,365A kg/h zaharuri nefermentescibile

1,321A+1,891A-0,0066A=3,205A kg/h apa

Mdil 16o


P6=0,3%

Mac

Mac - melasa acidifiata

Cantitatile de substante din pierderi:

P6 = 0,003 x 3,814A = 0,0114A kg/h

0,003 x 0,256A = 0,0007A kg/h glucoza

0,003 x 0,365A = 0,001A kg/h zaharuri nefermentescibile

0,003 x 3,193A = 0,0097A kg/h apa

Bilantul general pe faza de acidifiere:

Mdil 16o = Mac + P6 T Mac = Mdil 16o - P6

Mac = 3,814A - 0,0114A

= 3,802A

Cantitatile de substanta din melasa acidifiata:

0,256A - 0,0114A = 0,255A kg/h glucloza

0,365A - 0,001A = 0,364A kg/h zaharuri nefermentescibile

3,193A - 0,0097A = 3,183A kg/h apa

Mac

Sterilizare

 
P7 = 0,2%

Mster

Mster - melasa sterilizata

Cantitatile de substante din pierderi:

P7 = 0,002 x 3,802A = 0,0076A kg/h

0,002 x 0,255A = 0,0005A kg/h glucoza

0,002 x 0,364A = 0,0007A kg/h zaharuri nefermentescibile

0,002 x 3,183A = 0,0064A kg/h apa

Bilantul general pe faza de sterilizare:

Mac = Mster + P7 T Mster = Mac - P7

Mster = 3,802A - 0,0076A

= 3,794A kg/h

Cantitatile de substante din melasa sterilizata:

0,255A - 0,0005A = 0,254A kg/h glucoza

0,364A - 0,0007A = 0,363A kg/h zaharuri nefermentescibile

3,183A - 0,0064A = 3,177A kg/h apa

Mster


P8=0,2%

Ms

Ms -melasa cu saruri

Cantitatile de substante din pierderi:

P8 = 0,002 x 3,794A = 0,0075A kg/h

0,002 x 0,254A = 0,0005A kg/h glucoza

0,002 x 0,363A = 0,0007A kg/h zaharuri nefermentescibile

0,002 x 3,177A = 0,0063A kg/h apa

Bilant general pe faza de adaugare de saruri:

Mster = Ms + P8 T Ms = Mster - P8

Ms = 3,794A - 0,0075A

= 3,786A kg/h

Cantitatile de substante din melasa cu saruri:

0,254A - 0,0005A = 0,253A kg/h glucoza

0,363A - 0,0007A = 0,362A kg/h zaharuri nefermentescibile

3,177A - 0,0063A = 3,171A kg/h apa

md Ms


Fermentare

 
P9 = 0,3% mCO2

Pf

md - cantitatea de drojdie adaugata la fermentare

mCO2 - cantitatea de dioxid de carbon rezultata de la fermentare

Pf - plamada fermentata

Cantitatea de drojdie adaugata la fermentarea plamezii din melasa este de 0,5 kg/t de melasa.

md = 0,0005A kg/h drojdie

Cantitatile de substante din pierderi:

P9 = 0,003 x 3,786A = 0,0113A kg/h

0,003 x 0,253A = 00007A kg/h glucoza

0,003 x 0,362A = 0,001A kg/h zaharuri nefermentescibile

0,003 x 3,171A = 0,0096A kg/h apa

Cantitatile de substante ramase in melasa cu saruri:

0,253A - 0,0007A = 0,252A kg/h glucoza

0,362A - 0,001A = 0,361A kg/h zaharuri nefermentescibile

3,171A - 0,0096A = 3,161A kg/h apa

180 2 x 46 2 x 44


C2H12O6 fermentare 2C2H5OH + 2CO2


0,252A X mCO2

0,252A x 2 x 46

X = = 0,128A kg/h alcool

180

0,252A x 2 x 44

mCO2 = = 0,123A kg/h CO2

180

Bilantul general pe faza de fermentare:

Ms + md = mCO2 + Pf + P9 T Pf = Ms + md - mCO2 - P9

Pf = 3,786A + 0,0005A - 0,123A - 0,0113A

= 3,652A kg/h

Cantitatile de substante din plamada fermentata:

0,128A kg /h alcool

0,362A -0,001A =0,361A kg /h zaharuri nefermentescibile

3,171A -0,0096A = 3,163A kg /h apa

Pf

Distilare   P10 =0,5% B

Adis

B - cantitatea de borhot ce rezulta la distilare

Adis - cantitatea de alcool distilat ce rezulta in urma distilarii

cB -continutul in alcool al borhotului este de 0,6%

cAdis - continutul in alcool al alcoolului distilat este de 74,9%

Cantitatea de substante din pierderi:

P10 =0,005 x 3,652A =0,0182A kg /h

0,005 x 0,128A =0,0006A kg /h alcool

0,005 x 0,361A =0,0018A kg /h zaharuri nefermentescibile

0,005 x 3,163A =0,0158A kg /h apa

Bilant general pe faza de distilare

Pf = Adis + B + P10TAdis + B = Pf - P10

Adis + B =3,652A -0,0182A

=3,633A kg /h

Bilant partial pe continutul de alcool:

Pf x cPf /100 = B x cB /100 + Adis x cAdis /100 +P10 x cpf /100T

3,652A x 0,008 = B x 0,006 + 0,749Adis + ,00182A x 0,08

0,292A = 0,006B +0,749Adis +0,0014A

0,29A =0,006B + 0,749Adis


Adis +B =3,633A

29A = 0,6B + 74,9 Adis

B = 3,633A-Adis

29A = 0,6(3,633A - Adis) + 74,9Adis

29A = 2,179A - 0,6Adis +74,9Adis

26,821A = 74,3Adis

Adis = 26,821A / 74,3

=0,36A

B = 3,633A -0,36A

=3,273A

Cantitatile de substante din borhot:

0,006 x 3,273A =0,019A kg /h alcool

0,361A -0,0018A = 0,359A kg /h zaharuri nefermentescibile

3,273A - 0,019A - 0,359A = 2,895A kg /h apa

Cantitatile de substante din alcoolul distilat:

0,749 x 0,36A =0,269A kg /h alcool

0,36A - 0,269A = 0,091A kg /h apa

11)

Adis

Rafinare

 
P11 = 0,5 %

Epuizat

Ar

Ar -alcoolul rafinat, cu contunut de alcool de 94,57%

E -cantitatea de epuizat rezultata la rafinare cu un continut de alcool de 94,75%

Cantitatile de substante din pierderi:

P11 = 0,005 x 0,36A = 0,0018A kg /h



0,005 x 0,269A = 0,0013A kg /h alcool

0,005 x 0,019A = 0,0005A kg /h alcool

Bilant general pe faza de rafinare:

Adis = Ar + E +P11 T Ar + E = Adis - P11

Ar = 504,5 T 504,5 + E = Adis - P11

504,5 + E = 0,36A -0,0018A

504,5 + E =0,358A

E = 0,358A-504,5

Bilant partial pe continutul de alcool:

0,36A x 0,749 = 504,5 x 0,945 + 0,008E + 0,0018A x 0,749

0,269A -0,0013A = 476,75 + 0,008 (0,358A - 504,5)

0,267A = 476,75 +0,0028A -4,036

0,264A = 472,71

A =472,71 /0,264

A=1790,58 kg /h

Cantitatile de substanta din epuizat:

E =0,358 x 1790,58 - 504,5

E = 136,52 kg / h

0,008 x 136,52 = 1,092 kg / h alcool

136,52 - 1,092 =135,42 kg / h apa

In urma inlocuirii lui A in toate formulele de bilant de pe fiecare faza, s-au obtinut cantitatile corespunzatoare , trecute in tabelul centalizator de mai jos:

Verificarea bilantului de materiale:

Pentru ca bilantul de materiale sa fie corect intocmit, cantitatea de materiale intrate trebuie se fie aproximativ egale cu cantitatea de materiale iesite.

Cantitatea de materiale intrate: cantitatea de melasa + cantitatea de apa de dilutie la 32o Bllg + cantitatea de apa de dilutie la 16o Bllg + cantitatea de drojdie.

Cantitatea de materiale intrate

Cantitatea de materiale iesite: cantitatea de alcool depozitat + cantitatea de borhot + cantitatea de epuizat + cantitatea de CO2 + cantitatea rezultata din suma pierderilor.

Cantitatea de materiale iesite

Eroarea bilantului de materiale :

E = (6858,8 - 6852,22 ) / 6852,22 x 100

= 0,09

3.2 Calculul bilantului energrtic pe fiecare operatie in parte, pierderi specifice:

In vederea realizarii calculul bilantului energetic se iau in considerare consumurile specifice de energie al fiecarui utilaj ce realizeaza fiecare fiecare operatie din fluxul tehnologic.

Se va calcula comsumul specific al pompelor pentru fiecare operatie. Numarul de pompe si consumul specific de energie a fiecareia , pe operatii este:

-pentru operatia de trecere de la cantarire la faza de diluare la 320 Bllg este necesara o pompa cu un consum specific de energie de 3 kw /h

-pentru operatia de trecere de la diluarea melasei de la 320 Bllg la faza de diluare la160 Bllg este necesara o pompa cu un consum specific de energie de 1,5 kw /h

-pentru operatia de trecere de la diluarea melasei de la 160 Bllg la faza de acidifiere este necesara o pompa cu un consum specific de energie de 1,5 kw /h

-pentru operatia de trecere de la faza de acidifiere a melasei la faza de sterilizare este necesara o pompa cu un consum specific de energie de 1,5 kw /h

-pentru operatia de trecere a melasei de la faza de sterilizare la faza de adaugare de saruri sunt necesare doua motoare ,unul pentru pompa si unul pentru agitator, fiecare avand un cosumspecific de energie de 1,5 kw /h

- pentru operatia de trecere a plamezii fermentate de la faza de fermentare la faza de distilare este necesara o pompa cu un consum specific de energie de 1,5 kw /h

- pentru operatia de trecere a alcoolului distilat de la faza de distilare la faza de rafinare este necesara o pompa cu un consum specific de 2 kw /h

- pentru operatia de trecere a alcoolului rafinat de la faza de rafinare la la faza de depozitare este necesara o pompa cu un consum specific de energie de 2 kw /h

Consumul energetic total /h este suma tuturor consumurilor specifice pe fiecare operatie in parte.

Consumul energetic total /h = 3 + 1,5 + 1,5 + 1,5 + 2 x 1,5 +1,5 +2 + 2

=16 kw /h

Consumul energetic total este : 16 kw /h x 24 h =384 kw /24h

3.3 Calculul bilantului termic pe fiecare operatie in parte, pierderi specifice

Calculul bilantului termic pe fiecare operatie in parte presupune determinarea cantitatilor de caldura ce intra sau ies in fiecare operatie tehnologica ce presupune schimb de caldura cu exteriorul .

Bilantul temic pe faze:

Md =0,895 kg/h Ms=6779,13kg/h


Fermentare

 

P9 = 20,233kg/h Mco2 =220,241 kg/h

Pf = 6539,13 kg/h

QMd Qr QMs


Fermentare

 

QP9 QMco2

QPf Qp = 2% (QMs+QMd+Qr)

QMs -caldura introdusa in procesul de fermentare de catre melasa cu saruri

QMed -caldura introdusa in procesul de fermentare de catre cantitatea de drojdie

Qr - caldura de reactie a procesului de fermentare

QMco2 -caldura evacuata din procesul fermentare de catre cantitatea de CO2

QP9 - caldura evacuata din procesul de fermentare de catre cantitatea de pierderi P9

Qp -pierderile de caldura a procesului de fermentare

QPf -caldura evacuata din procesul de fermentare de catre plamada fermentata

Bilantul termic pe faza de fermentare
QMd + Qr + QMs = QMco2 + QP9 + QPf + Qp
QMd :

QMd = Md x cPd x (td - tref )

cpd - caldura specifica a drojdiei,=1,7 kj / kg x grad

td -temperatura cu care intra drojdia in procesul de fermentare, 200 C

tref - temperatura de referinta,00 C

QMd = 0,895 x 1,7 x (20-0 )

=30,43 kj /h

Qr :

DH fermentatie = -117,7 kg / mol

DH -entalpia procesului de fermentatie

glucaza care fermenteaza =453,01 kg /h T 453,01 /180 = 2,516kmol/h

=2516moli/h

DH1 = DH x nr. moli

=-117,7 x 2516 = -296132kj /h

Qr = - DH1

=296132 kj / h

QMd:

QMs = Ms x cpMs x ( tMs -tref )

Ms -cantitatea de melasa cu saruri introdusa in procesul de fermentatie

cpMs -caldura specifica a melasei cu saruri

tMs - temperatura cu care intra in procesul de fermentatie melasa cu saruri, 200 C

tref -temperatura de referinta ,00 C

Caldura specifica a melasei cu saruri este suma fractiilor molare a componentelor sale.

cpMs =Xgulcoza x cp glucoza + Xzah.nefermentescibile x cp zah. neferm. +Xapa x cp apa

Xglucoza = 453,01 / 6779,13=0,06

Xzah. neferm. = 648,18 / 6779,13 = 0,09

Xapa =1- (0,06 +0,09 )=0,85

cp glucoza=3,207 kg / j x grad

cp zah. neferm.= 3,207 kg / j x grad

cp apa = 4.186 kg / j x grad

cpMs = 0,06 x 3,207 + 0,09 x 3,207 +0,85 x 4,186 =0,192 +0,288 +3,558

=4,03 kj /kg x grad

QMs =6779,13 x 4,03 x 20 = 546397,87kj /h

Qp :

Qp = 2 % (QMd + Qr + QMs )

=0,002 x ( 30,43 + 296133,2 + 546397,87 ) = 0,002 x 842561,5

=16851,23 kj / h

Qp9:

QP9 = 0,3 % QMs

=0,003 x 546397,87

= 1639,19 kj / h

QMco2 :

QMco2 = mco2 x cp co2 x (tco2 -tref )

mco2 - cantitatea de CO2 evacuata din procesul de fermentare

cp co2 - caldura specifica a CO2 evacuat din procesul de fermentare, 0,83 kj / kh x grad

tco2 - temperatura cu care este evacuat CO2 = tPf

QMco2 = 220,24 x 0,83 x tPf

=182,79 x tPf kj /h

QPf :

QPf = Pf x cp Pf ( tPf - t ref )

Pf - cantitatea de plamada fermentata

cpPf - caldura specifica a plamezii fermentate

tPf - temperatura plamezii fermentate

tref - temperatura de referinta, 00 C

cpPf = Xalcool x cp alcool + Xapa x cp apa

Xalcool = 229,19 / 6539,19 = 0,04

Xapa = 2663,6 / 6539,19 = 0,86

Xzah.neferm. = 1 - ( 0,04 +0,86 ) = 0,1

cp alcool = 2,43 kg /kj x grad

cp apa = 4,186 kg /kj x grad

cp zah. neferm. = 3,207 kg /kj x grad

cpPf = 0,04 x 2,43 + 0,86 x 4,186 + 0,1 x 3,207

= 0,097 + 3,6 + 0,32

=4,017 kg /kj x grad

QPf = 6539,19 x 4,017 x tPf

=26267,92 x tPf

Ecuatia de bilant termic pe faza de fermentare:

QMd + Qr + QMs =QMco2 + QP9 + Qp + QPf

30,43 + 296133,2 + 546397,87 = 16851,23 +1639,19 + 182,79 x tPf +26267,92 x tPf

842561,5 = 18490,42 + tPf x (182,79 +26267,92 )

824071,08 = tPf x 26450,71

tPf = 824071,08 / 26450,71

=31,150 C

Inlocuind in formule rezulta:

QMco2 = 182,79 x 31,15 = 5694 kj /h

QPf = 26267,92 x 31,15 = 818245,7 kj /h

Pf =6539,19 kg/h


P10 =32,58kg/h B = 5860 kg /h

Adis = 644,6 kg /h


Qi QPf

QB

QP10 Qd = 2% (QPf + Qi )

Qe QAdis v

QPf - debitul termic introdus de plamada fermentata

Qi - debitul termic introdus de agentul de incalzire

QB - debitul termic evacuat de borhot

QP10 - debitul termic evacuat de pierderi

Qe - debitul termic evacuat de agentul de incalzire

QAdis v - debitul termic evacuat de alcoolul distilatin faza de vapori

Qd - pierderile de debit termic pe faza de distilare

Ecuatia de bilant termic pe operatia de distilare:

QPf + Qi = QB + Qd + QAdis v + Qe + QP10

QPf =818245,7 kj / h

Qi :

-alegem ca agent purtator de caldura la distilare aburul saturat cu p = 2 atm

Qi = Ai x h11

Ai - debitul de aer, kj kg

h11 -entalpia aburului saturat, = 2710 kj /kg

Qi - 2710 x Ai kj / h

QAdis v :

QAdis v = QAdis +Qev

QAdis - debitul termic necesar ajungerii la fierberea alcoolului si apei din plamada fermentata

Qev - debitul termic necesar evaporarii alcoolului

QAdis = Adis x cpAdis x tAdis

cpAdis = Xalcool x cpalcool + Xapa x cpapa

Xalcool = 481,66 / 644,6 = 0,74

Xapa = 162,94 / 644,6 =0,26

cpAdis = 0,74 x 2,43 + 0,26 x 4,186 = 1,79 + 1,08

= 2,87 kg / kj x grad

QAdis = 644,6 x 2,87 x 79,41

=146908,65 kj /h

Qev = Adis x lAdis

lAdis -caldura latenta de vaporizare a alcoolului care pentru tAdis =79,41 si continutul de alcool de 74,9 ; este de 4,165 kj /kg

Qev = 644,6 x 4,165

= 2684,75 kj / h

QAdisv = 146908,53 + 2684,75

= 149593,4 kj / h

Qe :

Qe = Ai x cpapa x tapa - tref

tapa = 1000 C

Qe = Ai x 4,186 x 100

=418,6 Ai

QB :

QB = B x cpB x (tB - tref )

tB = 79,410 C

cpB =Xalcool x cpalcool + Xapa x cpapa + Xzah. neferm.

Xalcool = 43,02 / 5860 = 0,005

Xapa = 5183,72 / 5860 =0,885

Xzah. neferm. = 642,81 / 5860 = 0.1

cpB = 0,005 x 2,43 + 0,885 x 4,186 + 0,1 x 3,207 = 0,012 + 3,7 + 0,32

=4,032

QB =5860 x 4,032 x 79,41

=1876261,3 kj / h

Qd:

Qd = 2 % ( QPf + Qi )

= 0,02 x ( 818245,7 +2710 x Ai )

=16364,9 + 54,2 x Ai kj / h

QP10 :

Qp10 = 0,5 % QPf

= 0,005 x 818245,7

=4091,22 kj /h

Ecuatia de bilant termic pe faza de vaporizare a alcoolului distilat :

QPf + Qi = QB +Qd + QAdisv + Qe + QP10

818245,7+2710 x Ai = 1876261,3+1634,9+54,2 x Ai +149593,4+418,6 x Ai +4091,22

(2710 - 54,2 - 418,6 ) x Ai = 1213335,1

2237,2 x Ai = 1213335,1

Ai = 1213335,1 / 2237,2

=542,34kj / h

Inlocuind in formule necunoscuta Ai se obtine:

Qi = 2710 x 542,34 =1469741,4 kj / h

Qe = 418,6 x 542,34 = 227023,52 kj / h

Qd = 16364,9 + 54,2 x 542,34

=16364,9 + 29393,8 = 45759,7 kj / h

QAdisv


Condensare

 

Qci Qce

QAdis

QAdisv = 149593,4kj / h

Qci

Qci = Ac x cpapa x (tAc - t ref )

cp apa = 4,186kj / h

tAc =200 C

Qci =Ac x 4,186 x 20

=83,72 Ac

Qce :

Qce = Ac x cp apa x ( tAce - tref ) , tAce = 790 C

= Ac x 4,186 x 79

= 330,69 Ac

QAdis

QAdis = Adis x lAdis

= 644,6 x 4,165

2684,75kj /h

Bilantul termic pe faza de condensare a alcoolului distilat :

QAdisv +Qci = QAdis + Qce

149593,4 +83,72Ac = 2684,75 + 330,69Ac

146908,65 = 246,97Ac

Ac = 146908,65 / 246,97

= 594,84 kj /h

Inlocuind necunoscuta Ac in formule, se obtine:

Qci = 83,72 x 594,84 = 48000 kj /h

Qce = 330,69 x 594,84 = 196707,63 kj / h

Adis = 644,6 kg /h


P11 = 3,22 kg /h E=136 kg /h

Ar = 504,5 kg /h

Qi1 QAdis


QE

Rafinare

 
QP11

Qd

Qe1 QArv

Qi1 - debitul termic introdus de agentul de incalzire

Qe1 - debitul termic evacuat de agentul de incalzire

QAdis - debitul termic introdus de alcoolul distilat

QE - debitul termic evacuat de epuizat

Qd -pierderile de debit termic pe faza de rafinare

QP11 - debitul termic al pierderilor

QArv - debitul termic al alcoolului rafinat in faza de evaporare

QAdis = 2684,75 kj /h

Qi1:

-alegem ca agent purtator de caldura la rafinare aburul saturat cu p= 2 atm

Qi1 = Ai1 x H!!

= 2710 Ai1

QArv :

QArv = QAr + Qev

QAr = Ar x cpAr x ( tAr - tref )

tAr = 78,240 C

cpAr = Xalcool x cp alcool +Xapa x cpapa

Xalcool = 476,75 / 504,5 = 0,94

Xapa = 27,75 / 504,5 = 0,06

cpAr = 0,94 x 2,43 + 0,06 x 4,186

=2,28 +0,25

= 2,53

QAr = 504,5 x 2,53 x 78,24

=99864,36kj / h

Qev = Ar x lAr = 504,5 x 3,517

=1774,32kj /h

QArv = 99864,36 + 1774,32

=101638,68 kj /h

Qe1 :

Qe1 = Ai x cpapa x (tapa - tref )

tapa = 1000 C

Qe1 = 4,186 x 100 x Ai

=418,6 Ai

QE :

QE = E x cpE x (tE -tref )

TE = 78,240 C

cpE = Xalcool x cp alcool +Xapa x cpapa

Xalcool =1,088 / 136 = 0,008

Xapa =134,92 / 136 = 0,992

cpE =0,008 x 2,43 +0,992 x 4,186 = 0,019 +4,152

= 4,171 kj / h

QE = 136 x 4,171 x 78,24

= 44382,1 kj /h

QP11:

QP11 =0,005 x QAd = 0,005 x 2684,75

=13,42 kj /h

Qd = 0,2 % (QAd + Qi ) = 0,002 x (2684,75 +2710Ai )

= 5,56 + 5,42Ai

Bilantul termic pe faza de evaporare a alcoolului rafinat

Ad + Qi = QArv +QE +QP11 + Qd + Qe

2684,75 +2710Ai =101638,68 + 44382,1 + 13,42 + 5,56 +5,42Ai +418,6Ai

2285,98 Ai = 289375,79

Ai = 289375,75 / 2285,98

=126,58 kj /h

Inlocuind necunoscuta Ai in formule se obtine:

Qe1 = 418,6 x 126,58 = 52986,38

Qd =5,56 +5,42 x 126,58

=691,62 kj /h


QArv

Qci1 Qce1

QAr

Qarv = 101638,68 kj /h

Qci = Ac x cp apa x (tAc -tref )

Qci = Ac x 4,186 x 20

83,72 Ac

Qce = Ac x cpapa x ( tAc - tref )

=Ac x 4,186 x 78

=326,5Ac

QAr = Ar x lAr = 504,5 x 3,517

= 1774,32 kj /h

Bilantul termic pe faza de condensare a alcoolului rafinat:

QArv + Qci1 = Qce1 + QAr

101638,68 + 83,72Ac = 326,5Ac + 1774,3

99864,38 = 242,78Ac

Ac =99864,38 /242,78

=411,33 kj /h

Inlocuind necunoscuta Ac in formule se obtine:

Qci1 = 83,72 x 411,33 =34436,54 kj /h

Qce1 = 326,5 x 411,33 = 134299,24 kj /h

4.Utilaje tehnologice

4.1 Dimensionarea tehnologica

Principalele utilaje pentru care se realizeaza dimensionarea tehnologica sunt: coloana de rectificare, coloana de distilare, tancul de fermentare, bazinele de diluare a melaseisi rezervorul de melasa.

Dimensionarea coloanei de rectificare:

Realizarea unor puritati avansate ale celor doua fractiuni, distilat si reziduu, este posibila prin asigurarea unui numar mare de echilibre succesive, adica printr-o contactare in trepte sau diferentiala cu circulatie in contracurent a fazelor lichid si vapori, prin operatia de rectificare. Contactarea se realizeaza in utilaje tip, numite coloane de rectificare. Daca operatia se desfasoara intr-o cloana cu talere, dimensionarea tehnologica a acesteia consta in determinarea numarului de trepte de contact (talere) necesare realizarii unei separari impuse.

Se calculeaza consumul molar specific de alcool distilat necesar obtinerii unui kmol alcool rafinat:

F = cAr - cE / cAdis - cE

cAr -concentratia in alcool a alcoolului dirafinar,94,57%

cAdis -concentratia in alcool a alcolului distulat,74,9%

cE -concentratia in alcool a epuizatului, 0,8 %

1) F = 94,57 -0,8 / 74,9 -0,8 = 93,77 / 74,1



=1,26

2) Se calculeaza refluxul minim:

Refluxul minim este cel mai convenabil din punct de vedre economic, concretizat prin costul unei tone de produs, ca suma a elementelor pretului de cost.

Lmin -refluxul minim

Lmin = XAr - YAdis / YAdis -XAdis

X - procentul de masa de alcool in lichid

Y - procentul de masa de alcool in vapori

Pentru Adis : XAdis = 74,9 %

YAdis = 83,61 %

Pentru Ar : XAr = 94,57 %

YAr =94,62 %

Pentru E : XE = 0,8 %

YE = 7,56 %

Se inlocuiesc termenii un relatia de mai sus si se obtine:

Lmin = 94,57 - 83,61 / 83,61 - 74,9 = 10,96 / 8,71

=1,25

Se calculeaza refluxul coloanei de rectificare:

L = a x Lmin

a-                            este parametru cu valori cuprinse intre 1 si 3

aleg a = 3

L = 3 x 1,25 = 3,75

Calculul numarului de talere teoretice :

Pentru a caracteriza eficienta de separare s-a introdus o marime de referinta, "talerul teoretic". Aceasta reprezinta o unitate ideala de transfer, pe care se realizeaza echilibrul termodinamic intre lichidul ce se scurge de pe talerul superior si vapori ce se ridica de pe talerul inferior.

Pentru determinarea numarului de talere teoretice se foloseste metoda grafica McCabe-Thiele .Aceasta metoda utilizeaza diagrama de echilibrusi ecuatiile dreptelor de operatie.

Se reprezinta grafic compozitia vaporilor (%) =f (compozitia lichidului, %)

Se traseaza linia de concentrare folosind formula:

Y = ( L / L+1 ) x X + (1 / L +1 ) x cAr

Y = ( 3,75 / 3,75 + 1 ) x X + ( 1 / 3,75 + 1 ) x 94,57

Y = 3,75X / 4,75 + 94,57 / 4,75

Y = 0,78X +19,9

Atribuind valori parametrului X se obtin punctele Y , si se traseaza dreapta de concentratie.

-X = 0 TY = 19,9

-X = 10 T Y = 27,7

-X = 20 T Y = 35,5

-X = 30 T Y = 43,3

X = 40 T Y = 51,1

X = 50 T Y = 58,9

X = 60 T Y = 66,7

X = 70 TY = 74,5

X = 80 T Y = 82,3

X = 90 T Y = 90,1

X = 100 T Y = 97,9

Se traseaza linia de epuizare conform ecuatiei:

Y = ( L + F / L + 1 ) x X + ( 1- F /L + 1 ) x cE

Y = (3,75 +1,26 / 3,75 +1 )X + ( 1-1,26 /3,75 +1 ) x 0,8

Y = 1,05X -0,043

Atribuind valori lui X se obtin punctele Y, si se traseaza linia de epuizare.

X= 0 T Y= -0,043

X = 10 T Y = 10,45

X = 20 T Y = 20,95

X = 30 T Y = 31,45

X = 40 T Y = 41,95

X = 50 T Y = 52,45

X = 60 T Y = 62,95

X = 70 T Y = 73,45

X = 80 T Y = 83,95

X = 90 T Y = 94,45

X = 100 TY = 104,95

Din constructia grafica se determina numarul de talere teoretice pentru coloana de rectificare care este de 12din care 9 talere teoretice pentru concentrare si 3 talere teoretice pentru epuizare.

Numarul real de talere se calculeaza:

Nt reale =N t teoretice / Eg

Eg -eficienta coloanei, 0,85

N t reale = 12 / 0,85 = 14

Numarul talerelor reale este 14 din care 10 talere reale pentru concentrare si 4 talere reale pentru epuizare.

Dimensionarea coloanei de rectificare :

a)Diametrul coloanei

D= 2 S0/p

S0 =V/ W0

V= ( 22,4xAr / 3600 x MAr ) x (1 + L) x Tm / To x 1,013* 105 /p

S0-aria sectiunii transversale a coloanei, m2

W0 -viteza vaporilor,m/s

MAr -masa moleculara medie a alcoolului rafinat

Tm - temperatura medie intre temperatura de la varful coloanei si de la fierbator

p- presiunea medie intre presiunea de la varful si de la fierbatorul coloanei, 1,013 x105 Pa

cunoscand compozitia lui Ar se calculeaza MAr :

MAr = cAr x MC2H5OH + ( 100 - cAr ) x MH2O / 100

= 94,57 x 46 + ( 100- 94,57 ) x 18 / 100

= 44,48 kg /kmol

Tm = Tf + Tv / 2

Tf -temperatura la fierbatorul coloanei

Tf = 78,2 +273 = 351,2 K

Tv -temperatura de la varful coloanei

Tv = 98 / 100 x Tf

= 0,98 x 351,2 = 344,17 K

Tm = 351,2 + 344,17 / 2 =347,68 K

T0 =273 K

V = 22,4 x 504,5 / 3600 x 44,48 x 4,75 x 347,68 / 273 x 1

= 11300,8 / 160128 x 4,75 x 1,27= 0,07 x 4,75 x 1,27

= 0,42 m3 /s

se alege W0 = 0,5 m /s

Di =2 0,43 / 0,5 x 3,14

= 2 x 0,52 =1,04 m

Calculul inaltimii coloanei:

H = ( n - 1) x H1

H - inaltimea coloanei

n- numarul de talere reale in coloana

H1 -distanta intre taler, 0,5m

H = (14 - 1) x 0,5 = 6,5 m

Considerand un spatiu la baza coloanei de 2m pentru amplasarea fierbatorului si de 1 m la partea superioara pentru acumularea vaporilor de alcool:

Ht = 6,5 + 2 + 1= 9,5 m

Coloana de rectificare are Di -1,4m 1,5 m

Ht -9,5 m 10m

Dimensionarea coloanei de distilare:

Distilarea simpla nu implica reflux deci L = 0

Numarul de talere teoretice de la coloana de distilare se determina asemanator cu numarul de talere teoretice de la coloana de rectificare,folosind metoda grafica McCabe-Thiele.

Din constructia grafica rezulta 3 talera teoretice .

N t reale - numarul de talere reale

N t reale = n t teoretice / Eg

Eg -Eficienta globala, 0,75

Nt reale = 3 / 0,75 = 4

a)                            Diametrul coloanei:

D = 2 x S0 / p

S0 = V / W0

V = 22,4 x 644,6 / 3600 x MAdis x (1 + L) x Tm / T0 x 1

MAdis = 74,9 x 46 + (100-74,9) x 1,8 / 100

=3445,4 + 45,18 / 100 = 3897,2 / 100

= 38,97

Tm = Tf + Tv / 2

Tf = 80,8 +273 = 353,8

Tv = 98 / 100 x Tf

= 0,98 x 353,8 = 346,72

V = (22,4 x 644,6 / 3600 x 38,97) x 1 x 350,26 / 273

=14439,09 / 140292 x 1,28

= 0,128 m3

W0 = 0,5 m / s

S0 = 0,128 / 0,5 = 0,25 m2

D = 2 0,25 / 3,14 =2 x 0,28 = 0,56 m

D = 0,56 m 1 m

Calculul inaltimii coloanei de distilare:

H = (n - 1 ) x H1

H1 = 0,5

H = ( 4-1 ) x 0,5

=3 x 0,5 = 4,5

Ht = 1,5 + 2 + 1 = 4,5 m 5m

Coloana de distilare are: D = 1 m

H =5 m

Dimensionarea tancului de fermentare:

Pentru dimensionarea tancului de fermentare este necesara debitul de melasa cu saruri care este de 6779,13 kg /h si cantitatile de substante din melasa cu saruri.

Cantitatile de substante din melasa cu saruri :

-glucoza : 453,01 kg /h

-zaharuri nefermentescibile : 648,18 kg /h

-apa : 5667,94 kg /h

Materia prima se imparte in 3 parti

6779,13 / 3 = 2259,71 kg /h - 151 kg /h glucoza

- 216,06 kg / h zaharuri nefermentescibil

- 1889,31 kg / h apa

Deoarece tancul are o forma cilindro- conica, volumul acestuia se calculeaza ca suma celor 3 spatii: volumul spatiului conic, volumul spatiului cilindric si volumul spatiului liber necesar pentru acumularea vaporilor.

Vt = Vcil +Vcon +Vliber

Se calculeaza volumul ocupat de melasa cu saruri:

rMs = Ms / VMs T VMs = Ms / rMs

Xglucoza = 151 / 2259,7 = 0,06

Xzah. neferm, = 216,06 / 2259,7 = 0,09

Xapa = 1889,31 / 2259,7 = 0,83

Deoarece Xapa + Xglucoza > Xzah.neferm. se poate aprecia ca rMs r sol cu 17 % glucoza

rMs 1069,3kg /m3

VMs = 2259,71 / 1069,3 = 2,11 m3

Se considera ca Vms 2,5 m3

Vcil = (p x d2 /4) x h2

Vcon = (p x d2 x h1 ) / 12

p x d2 x h2 ) / 4 +(p xd2 x h1 ) / 12

p x d2 x ( 3 x h2 + h1 )

d / (h1+h2 ) = 1 / 2T h1 +h2 = 2d

Conditia de curgere a melasei cu saruri este ca a = 600 ,iar tg 300 = d / 2xh1 T d = 1,15h1

p x 1,32h1 2 (3 x 1,3h1 +h1) T 30 = 4,14 h12x (3,9h1 +3h1)

30 = 4,14h12 (3,9h1 +h1)T 30 = 16,14 h13 + 4,14 h13

30 = 20,28h

h1 = 1,47 m 1,5 m

Inlocuind necunoscuta h1 in formulele de mai sus se obtine:

h2 = 1,3 x 1,47 = 1,91 m 2 m

d = 1,15 x 1,47 = 1,69 m 2 m

h3 = 10% (h1 + h2 ) = 0,1 x 3,5 = 0,35 m 0,5m

Htanc = h1 + h2 + h3 = 1,5 + 2 + 0,5

= 4 m

Dtanc = 2 m

Pentru o buna functionare a sectiei de fermentare se vor folosi 4 tancuri, 3 pentru fermentare si unul de rezerva.

Dimensionarea bazinelor de diluare a melasei :

a) Diluare la 32%

M60 -cantitatea de melasa la 600 Bllg, 1797 kg /h cu: 440 kg /h zaharuri fermentescibile 659 kg /h zaharuri nefermentscibile si 688 kg /h apa

A32 -apa de dilutie la 320 Bllg, 1681,35 kg /h

Cantitatea de substanta din bazinul de dilutie la 320 Bllg este M32, 3468,35 kg / h

Densitatea melasei la 320 Bllg este aproximativ egala cu densitatea unei solutii de zahar la 31,50 Bx care este de 1133,9 kg /m3

VM30 = M30 /rM30 = 3468,35 / 1133,9 = 3,05 m3 /h 3,5 m3 /h

Bazinul de diluare la 320 Bllg are forma cilindro-conica, iar volumul sau este suma volumelor celor trei regiuni.

Vtotal = Vcon +V cil +V liber

Vcil = p d2h2 / 4

Vcon = p d2 h1 /12

h +h2 = 2d

d= 1,15h1

p d2 h2 / 4 + p d2 h1 /12

p d2 (3h2 - h1) T 42 = 3,14 x 1,32h1 2 x (3 x 1,3h1 - h1)

42 = 4,14 h21 x 2,9 h1

42 = 12 h1 T h1 = 42 / 12 =3,5

Inlocuind necunoscuta h1 in formulele de mai sus se obtine:

h = 1,3 x 3,5 = 4,55 m 5 m

d = 1,15 x 3,5 = 4,025m 4,5 m

Volumul bazinului de dilutie la 320 Bllg este :

V = 3,5 m + 5 m = 8,5 m

b) Diluarea la 16%

M32 -cantitatea de melasa diluata la 320 Bllg, 3468,35 kg /h

A16 - cantitatea de apa de dilutie la 160 Bllg, 3385,98 kg /h

M16 - cantitatea de melasa diluata la 160 Bllg, 6854,33 kg /h

Densitatea melasei la 160 Bllg este aproximativ egala cu cea a unei solutii de zahar de 15,750 Bx, care este de 1061,1kg /m3

VM16 = M16 / rM16 = 6854,33 / 1061,1 = 6,45 m3 /h 6,5 m3 / h

Bazinul de diluare la 160 Bllg are forma cilindro-conica iar volumul sau este suma volumelor celor doua regiuni .

Vtotal = Vcil + Vcon

Vcil = p d2 h2 / 4

Vcon = p d2 h1 /12

H1 +h2 = d2

D=1,15h1

p d2 ( 3h2 - h1 ) T x 1,32h12 (3x 1,3 h1 -h1)

h1 = 78 / 12 = 6,5m

Inlocuind necunoscuta h1 in formulele de mai sus se obtin:

h2 = 1,3 x 6,5 = 8,45 m 8,5 m

d =1,15 x 6,5 = 7,47 m 7,5 m

Volumul total al bazinului de diluare la 160 Bllg este:

6,5 m + 8,5 m = 15 m

-diametrul :7,5 m

Dimensionarea rezervorului de melasa:

A- cantitatea orara de melasa ce intra in procesul de producite,1790,85

Cantitatea anuala de melasa necesara este de :

1790,58 x 24 x 366 = 15728454kg /an melasa= 15728,454 t/an

Stiind ca aprovizionarea cu melasa se face de doua ori pe an ,cantitatea de melasa necesara este de :15728,454 / 2 =7864,227 t /6luni.

rmelasa = Amelasa / Vmelasa

rmelasa = 1306kg /m3

Vmelasa =7864227 / 1306 = 6021,61 m3 /semestru 6030 m3 / semestru

Stiind ca rezervorul de melasa are forma cilindro-conica , volumul este suma volumelor celor doua regiuni.

Vr = Vcil +Vcon

H1 +h2 = 2d

D=1,15h1

6030 x12 = 3,14 x 1,32h1 (3,9h1 - h1)

23044,58 = 3,828 h12

h12 = 23044,58 / 3,828 = 6020

h1 = 77,58m 78 m

Inlocuind necunoscuta h1 in formulele de mai sus se obtine:

H2 = 1,3 x 78 = 101,4 m 102m

Htotal = 78 m + 102 m = 180 m

D= 1,15 x 78 = 89,7 m 90 m

4.2 Lista utilajelor tehnologice si caracteriticile tehnice ale acestora:

a) Caracteristicile tehnice ale coloanei de rectificare:

Refluxul coloanei de rectificare, L = 3,75 kmol / kmol

-Refluxul minimal coloanei , L min = 1,25 kmol /kmol

-Numarul de talere teoretice , N t = 12

-Eficienta globala a coloanei, Eg = 0,85

-Numarul de talere reale , N t real = 14

-Debitul vaporilor , V= 0,42 m3 / s

-Temperatura medie, Tm = 347,68 K

-Presiunea medie, p = 1,013x105 Pa

-Diametrul coloanei, Di = 1,5 m

-Inaltimea coloanei , H t = 10 m

-Distanta intre talere, H1 = 0,5 m

b) Caracteristicile tehnice ale coloanei de distilare

-Numarul de talere teoretice, N t = 3

-Eficienta globala a coloanei, Eg = 0,75

-Numarul talerelor reale, N t real = 4

-Debitul vaporilor , V = 0,128 m3 /s

-Temperatura medie, Tm = 350,26

-Presiunea medie, p = 1,013x105 Pa

-Diametrul coloanei, Di = 1 m

-Inaltimea coloanei, Ht = 5 m

-Distanta intre talere, H1 = 0,5 m

c) Caracteristicile tehnice ale tancului de fermentare:

-Inaltimea tancului ,H t = 4 m

- Diametrul tancului, D = 2 m

-Volumul tancului , V = 2,5 m3

d) Caracteisticile bazinului de diluare la 320 Bllg:

-Inaltimea bazinului ,H = 8,5 m

- Diametrul bazinului , D = 4,5 m

- Volumul bazinului, V = 3,5 m3

e) Caracteristicile bazinului de diluare la160 Bllg :

-Inaltimea bazinului , H = 15 m

- Diametru bazinului, D = 7,5 m

-Volumul bazinului,V = 6,5 m3

f) Caracteristicile tehnice ale rezervorului de melasa :

-Inaltimea rezervorului, H = 180 m

-Diametrul rezervorului, D = 90 m

-Volumul rezervorului, V = 6030 m3

4.3 Masuri de protectie a muncii, P.S.I.(Protectia si securitatea incendiilor), Igiena muncii.

Pentru o normala ezploatare a instalatiilor dintr-o fabrica de spirt trebuie sa se ia urmatoarele masuri:

Manevrarea intregii aparaturi tehnologice trebuie incredintata numai muncitorilor calificati si carora li s-a facut instructajul de protectie a muncii pe locul respectiv.

-Intreg personalul va fi dotat si va purta la fiecare loc de munca echipamentul de protectie si uzura prevazut de normativele in vigoare .

-In sectiile umede, unde au loc degajari de aburi, vapori de apa (firbatoare , zaharificatoare), gaze nocive (bioxid de carbon la drojdie sau fermentare ) sau vapori de spirt ( distilare, rafinare, depozitul de spirt brut si rafinat)se vor prevedea si folosi dispozitivele de ventilatie naturala sau artificiala.

-In sectiile care prezinta pericol de incendiu (distilare, -se monteaza o flansa rafinare, depozite de spirt) se interzice fumatul, sudura de orice fel, precum si utilizarea instalatiei electrice ( cabluri, intrerupatoare, motoare) neprotejate contra scanteilor, care vor trebui sa corespunda normelor M.E.E.

Unele masuri specifice vor trebui riguros respectate :

La moara de slad, in punctul unde se introduce sladul verde, trebuie prevazut un gratar metalic cu ochiuri de 5 x 5 cm pentru a preveni caderile in cosul care alimenteaza moara.

Fierbatoarele trebuie periodic supuse verificarilor metrologice ca urmare a faptului ca ele sunt recipiente sub presiune. In constructia lor se va controla permanent tarea supapei de siguranta care va trebui sa actioneze la presiune ridicata. In acest se interzice agatarea de contragreutati suplimentare pe bratul supapei in afara de cea normala.

Scarile ,podelele, caile de acces de la inaltime trebuie prevazute cu balustrade de protectie.

Curatirea fierbatoarelor se indredinteaza numai muncitorilor calificati si instruiti pentru aceasta munca sub directa supraveghere a maistrului, cu respectarea urmatoarelor reguli :

se monteaza o flansa oarba pe conducta de intrare in fierbator ;

se inchid ventilele de aburi si ele se imobilizeaza cu lacat;

accesul in fierbator se va face numai dupa racirea acestuia.

Pentru curatirea si spalarea zaharificatoarelor se vor lua urmatoarele masuri de siguranta :

-se deconectaeza electromotorul de siguranta de actionare al agitatorului si se scot sigurantele de la tabloul electric( cand agitatorul este actionat prin curele, acestea se dau jos de pe roata de curea );

-se inchid ventilele de aburi si de imobilizeaza cu lacat;

-se inchid si se imobilizeaza cu lacat ventilele de descarcare de la fierbatoare .

Manipularea substantelor chimice (formol, acid sulfuric) se va face utilizand echipamentul de protectie special (cizme, manusi ) si sort de cauciuc, ochelari de protectie. La manipularea acidului se va avea o deosebita grija la manipularea in special a damigenelor din sticla. Muncitorii ce fac aceasta operatie vor fi special instruiti pentru a turna intotdeauna acid sulfuric in apa treptat, si niciodata invers.

Spalarea linurilor de fermentare se va face numai respectand urmatoarele reguli :

se elimina dioxidul de carbon prin deschiderea gurilorde vizitare de jos timp de 4 h , imediat ce nivelul plamezii a scazut sub acest nivel. Pe la partea superioara a linului se incepe spalarea cu jet abundent de apa ;

se constata lipsa bioxidului de carbon prin proba cu lumanarea aprinsa;

muncitorul echipat cu echipamentul de uzurasi protectie, la care se mai adauga masca de gaze izolata cu tub flexibil si priza de aer curat din exterior, si centura de siguranta cu franghie , poate cobori sub supravegherea a 2 muncitori, special instruiti pentru a interveni in caz de nevoie .

Curatirea si repararea aparatelor de distilare -rafinare se face numai dupa oprirea si racirea lor si va fi incredintata numai muncitorilor calificati ce vor avea un instructaj special.

Protectia si securitatea incendiilor

In sectiile de distilare-rafinare de gasesc substante a caror prezenta in atmosfera poate fi daunatoare.

Aceste sectii mai prezinta pericol si din punct de vedere a incendilor datorita inflamabilitatilor produselor si posibilitatilor de formare in aer de amestecuri gazoase explozive .Datorita acestor considerente, sectiile de distilare-rafinare trebuie sa fie instalate in incaperi izolate.

Concentratiile de produse admise ca limita in incaperea sectiei sunt:alcoolul etilic-1,0 mg/l ; ester etilic-0,3 mg/l ; acetat de etil - 0,2 mg/l ; acetat de amil-0,2mg/l ; alcool amilic-0,05 mg/l ; benzen - 0,1 mg/l .

Pentru evitarea cresterii concentratiei acestor substante peste limitele admise trebuie permanent cntrolata atat etanseitatea aparaturii tehnologice cat si buna functionare a sistemelor de ventilatie.

Pericolul de incendiu apare in aceasta sectie datorita temperaturii de aprindere, care de fapt este temperatura cea mai joasa la care vaporii substantelor inflamabile dau cu aerul amestecuri explozive si care se aprind imediat la o sursa de foc .

Alcoolul formeza amestecuri explozive in limite largi de concentratie, cei mai periculosi sunt vaporii de ester si benzen.

Pentru preantampinarea incendiilor si exploziilor trebuie respectate normele P.S.I. , dintre care amintim cele mai importante:

-izolarea si etansarea perfecta a aparatelor;

asigurarea unei bune ventilatii( naturale sau artificiale );

interzicerea de a se umbla cu foc (sudura, fumat);

eliminarea posibilitatilor de formare a scanteilor (scurtcircuite, scantei la colectoarele motoarelor electrice);

se vor folosi numai pompe cu aburi (duplex) ;electropompele si aparatajul electric generator de scantei se vor amplasa in afara depozitului de spirt.

Igiena muncii

Obtinerea de randamente ridicate in fabricile de spirt este conditionata, in afara unui proces tehnologic optim, si de mentinerea permanenta a unei igiene desavarsite.Ea trebuie facuta si mentinuta cu grija in scopul prevenirii infectiilor ce pot aparea si care se pot transmite pe intreg procesul tehnologic.

Ori de cate ori o infectie este depistata, ea trebuie intai localizata si apoi distrusa.De aceea curatenia trebuie facuta zilnic, cu deosebita grija, deoarece in caz contrar, consecinta este scaderea randamentului in spirt chiar pana la 20%.

Scaderea randamentului se datoreste acidificarii anormale pe baza microbiana plamezilor din linurile de fermentatie, fapt ce provoaca pierderi mari de zaharuri si dextrine. O parte din acestea se transforma in acizi, care ridica aciditatea, iar cealalta parte, nefermentata, se pierde in borhot.

Pentru impiedicarea acestor neajunsuri se impune luarea urmatoarelor masuri obligatorii de igiena:

-Sladairea trebuie pastrata ca atare curata si permanentvaruita pentru evitarea formarii de mucegai.

-zaharificatoarele dupa fiecare golire trebuie spalate cu apa rece si cu peria, curatindu-se toata colturile in care pot ramane resturi de plamada. Apoi ele se vor spala cu apa fierbinte prin frecare cu peria, utilizandu-se in final si agenti dezinfectanti (formol).

-Linurile de fermentare si vanele de drojdie se vor spala intai cu peria si apa rece, se dezinfecteaza cu lapte de var gros sau formol, se clatesc cu apa fierbinte si apoi din nou cu apa rece. In cazul in care aciditatea plamezii in timpul fermentatiei creste peste 0,20 D , linul, dupa golire , trebuie foarte bine dezinfectat cu clorura de var si apoi sterilizat cu aburi.

Aparitia mucegaiului, a igrasiei si a mucozitatilor trebuie combatuta prin spalare cu peria, apa fierbinte si apoi se face dezinfectarea cu var sau clorura de var.

Conductele prin care circula plamada, precum si pompele trebuie bine spalate cu apa fiarta si apoi cu apa rece, dupa fiecare pompare de plamada .Periodic ele se sterilizeaza prin umplere cu solutii dezinfectante de clorura de var, iar dupa golire sunt clatite cu apa si sterilizate cu jet de aburi.

5. Bilant grafic de materiale

BIBLIOGRAFIE:

-Filimon, Nicolae . Tehnologia industriei fermentative, Editura didactica si pedagogica,Bucuresti,1969

-Banu, C. Manualul inginerului de industrie alimentara, Editura Tehnica, Bucuresti,2002

-Iliescu,Gh.,Vasile,C. Caracteristici termofizice ale produselor alimentare, Editura Tehnica, Bucuresti, 1982

-Modoran, Dorel . Note de curs







Politica de confidentialitate







creeaza logo.com Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Comentarii literare

ALEXANDRU LAPUSNEANUL COMENTARIUL NUVELEI
Amintiri din copilarie de Ion Creanga comentariu
Baltagul - Mihail Sadoveanu - comentariu
BASMUL POPULAR PRASLEA CEL VOINIC SI MERELE DE AUR - comentariu

Personaje din literatura

Baltagul caracterizarea personajelor
Caracterizare Alexandru Lapusneanul
Caracterizarea personajelor negative din basmul
Dialogul- mijloc de caracterizare a personajelor - d-l goe, de i. l. caragiale

Tehnica si mecanica

Determinarea indicilor Micuum (rezistentei), a reactivitatii, umiditatii, si analizei granulometrice a cocsului
Principii de calcul al instalatiei de ungere
Rectificarea - Pietrele abrazive - Masini de rectificat

Economie

Studiul comportamentului de cumparare de apa minerala in randul populatiei din bucuresti
Piata si politica financiara - Definirea si continutul pietei financiare
Bursele de valori

Geografie

Turismul pe terra
Vulcanii Și mediul
Padurile pe terra si industrializarea lemnului



Influenta temperaturilor scazute asupra valorii nutritive - produse agroalimentare
CERCETARI PRIVIND IMPLICATIILE DE ORDIN TOXICOLOGIC ALE ITRATILOR SI NITRITILOR IN PREPARATELE DIN CARNE
Conditii recomandate la depozitarea produselor refrigerate
Norme de igiena in unitatile alimentare
RATIA ALIMENTARA
ALIMENTATIA COPILULUI ANTEPRESCOLAR
Ratia alimentara
Efectele temperaturilor scazute asupra - sistemelor celulare de origine animala



Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu