Введение …………………………………………………………….. 9
Глава 1. Технико-экономическое обоснование исследований…… 11
1.1 Технология производства спирта .. ….………………………… 11
1.2 Аппаратурное оформление технологических схем разваривания и осахаривания сырья…………………………………………………. 14
1.2.1 Непрерывная схема разваривания……………………………. 14
1.2.2 Трехступенчатое разваривание……………………………….. 16
1.2.3 Аппараты для непрерывного осахаривания
с вакуум-охлаждением……………………………………………… 17
1.2.4 Механико-ферментативный способ обработки……………… 19
1.2.5 Одностадийный метод получения гидролизата с использованием экструзионно-гидролитической установки………………………… 25
1.2.6 Описание конструкции КСИБА………………………………. 26
1.3 Постановка задач исследования..……………………………….. 29
Глава 2. Экспериментальное исследование
по проведению ВТО в КСИБА……………………………………… 32
2.1 Описание схемы экспериментальной установки……………….. 33
2.2 Методика проведения эксперимента……………………………. 34
2.3 Результаты экспериментальных исследований………………… 36
Глава 3. Экспериментальные исследования уноса газа в КСИА….. 39
3.1 Описание схемы экспериментальной установки………………. 39
3.2 Методика проведения экспериментов и обработки
опытных данных……………………………………………………. 41
3.3 Результаты исследований по уносу газа………………………. 42
Глава 4. Разработка мероприятий по гражданской
обороне…………………………………..…………………………... 45
Введение……………………………………………………………... 45
4.1 Разработка мероприятий при возникновении угрозы радиационного заражения……………………………................................................... 46
4.2 Расчет наружных и внутренних поверхностей,
подлежащих дезактивации………………………………………… 53
4.3 Расчет расхода материалов и времени для дезактивации
аппарата……………………………………………………..……… 53
4.4 Техническая характеристика рекомендуемых
средств дезактивации……………………………………………… 54
Глава 5. Охрана труда……………………………………................ 56
Введение………………………………………………………...…... 56
5.1 Анализ опасных производственных факторов…………...…... 56
5.2 Анализ пожаро - и взрывоопасности……………………….…. 57
5.3 Анализ вредных факторов…………………………………..…. 57
5.4 Анализ отходов, стоков и выбросов…………………………... 58
5.5 Мероприятия по обеспечению безопасности условий
труда……………………………………………………………….... 58
5.5 Мероприятия по пожарной безопасности……………………. 58
5.6 Расчет искусственного освещения в лаборатории…………... 59
5.7 Расчет виброизоляторов……………………………………..... 60
Глава 6. Расчёт затрат на проведение экспериментов и создание экспериментальной установки…………………………………… 63
Выводы…………………………………………………………….. 66
Список литературы ……………………………………………..... 67
Приложение……………………………………………………….. 73
Этиловый спирт находит широкое применение в пищевой, химической промышленности, в медицине, а в последнее время ему уделяется все больше внимания как топливу или в качестве высокооктановой присадки.
Рис.1 Применение этилового спирта в различных отраслях промышленности
Топливный этанол является эффективным источником энергии, применение этанола в качестве присадки к бензину снижает токсичность выхлопных газов от автомобилей. Спрос на топливный этанол в мире постоянно растет, с 2000 по 2005 год его мировое увеличилось на 40%[1], а по прогнозам министерства энергетики США биоэтанол сократит потребление бензина в стране на 30% к 2030 году [1]. Кроме, того, сырьем для производства этанола служит возобновляемое сырье, такое как рожь, пшеница, ячмень и овес. Ячмень и овес выращиваются повсеместно – от субтропиков до заполярья. Ячмень не уступает ржи и пшенице по содержанию крахмала, при этом он содержит значительное количество белка, минералов и витаминов, что позволяет использовать после спиртовую барду в качестве сырья для ценных кормов. Так же ячмень употребляется в пищу в гораздо меньших объемах, нежели рожь или пшеница, хлеб из ячменя быстро черствеет, сильно крошится из-за низкого содержания жира. Все эти качества делают ячмень наиболее подходящей зерновой культурой для получения этанола.
Россия, обладая огромными ресурсами к производству топливного этанола, не может, однако, составить конкуренцию этанолу, производимому на западе. Высокая себестоимость отечественного этанола (свыше 130р за 1дал [13])является существенной преградой на пути его экспорта. Комплексная, глубокая переработка сырья, сберегающие технологии, а также снижение капитальных затрат на строительство новых заводов существенно снизят себестоимость продукции.
Сейчас Россия является импортером этанола, и собственное производство его сокращается.
По данным Росстата если в начале 2011 года на территории страны работало 67 спиртзаводов, то к августу месяцу их число сократилось до 28. По состоянию на 2010 год насчитывалось более 100 спиртзаводов. Снижаются также объемы производства спирта. Уровень производства в 2011 году по сравнению с августовскими показателями 2010 года снизился на 11% и составил 2,8 млн. дал, всего за восемь месяцев текущего года падение производства по сравнению с аналогичным периодом 2010 года составило 10% (до уровня 22 млн. дал).
По мнению экспертов одной из причин снижения объемов производства спирта является монополизация рынка и уменьшение числа заводов малой мощности, неспособных конкурировать с крупными производителями и иностранной продукцией, вследствие низкой рентабельности.
1. Экспериментально подтверждена возможность проведения процессов тепловой и ферментационной обработки ячменя в одном аппарате.
2. Проведены экспериментальные исследования по определению изменения вязкости и расхода водно-зерновой суспензии в процессе ее тепловой и ферментативной обработки, получены их графические зависимости от времени.
3. Проведены экспериментальные исследования по определению уноса газа в опускные трубы КСИА свободными струями водно-зерновой суспензии при различных содержаниях твёрдой фазы в жидкости. Представлено регрессионное уравнение (4) для расчёта Qг.
4. Получены предварительные данные для оценки технико-экономических показателей исследуемой конструкции.
5. Разработаны мероприятия по охране труда при проведении экспериментов и мероприятия по ГО.
6. Выполнена оценка финансовых затрат на проведение экспериментов и создание новой экспериментальной установки для исследования гидродинамики.
