Курсовая работа создание усовершенствованной конструкции приемника-разделителя.

Содержание

Введение 3

1. Обзор литературы 5

2. Описание аппарата 9

3. Инженерно-технологические расчеты 13

4. Охрана труда и экология 22

5. Расчет экономической эффективности 29

6. Заключение 31

Список литературы 32

Введение

Возделывание и переработка эфиромасличных культур в Украине, преимущественно в южных регионах – традиционная отрасль агропромышленного производства.

В мировом агропромышленном комплексе эфиромасличная отрасль считается одной из самых быстроразвивающихся. За последние четверть века производство эфирных масел увеличилось в мире с 50 до 250 тыс. тонн. Эта отрасль уникальна и для Украины: Крым является единственным в стране регионом, где почвенно-климатические условия идеальны для выращивания не только традиционных эфироносов, но и многих еще более сложных и перспективных культур (полынь таврическая, иссоп, котовник, мята и др.).

Впоследствии в результате ухудшения экономической ситуации эфиромасличные предприятия резко сократили выпуск продукции.

В настоящее время в Крыму реализуется программа интенсификации эфиромасличного производства, в результате чего возросли площади под эфироносами, увеличилось число предприятий, которые занимаются их возделыванием и переработкой.

Возделывание и переработка эфиромасличных культур в Украине, – традиционная отрасль отечественного агропромышленного производства. До недавнего времени эфиромасличная продукция составляла значительную часть ее экспорта, в общем объеме эфиромасличной продукции лавандовое эфирное масло занимало одно из ведущих мест.

Автономная Республика Крым является одним из основных регионов Украины по производству натуральных ароматических продуктов из растительного сырья.

Оценка почвенно-климатических ресурсов Крыма показывает, что они в отличии от других регионов Украины соответствуют биологическим и экологическим требованиям эфиромасличных растений. Целесообразность выращивания эфиромасличных растений в Крыму состоит еще в том, что под некоторые из них можно отводить угодья с бедными каменисто-щебенистыми почвами, рекультивированные, эродированные, которые мало пригодны для других сельскохозяйственных культур.

Продукция эфиромасличной отрасли предназначена для использования в медицинской, парфюмерно-косметической, химической, пищевой, металлургической и других отраслях промышленности.

Мировой ассортимент выпускаемых промышленностью эфирных масел составляет около 180 наименований, в то время как в Крыму их всего 5-7. Поэтому одной из приоритетных задач является расширение ассортимента за счет внедрения новых эфиромасличных растений.

Развитие эфирномасличной промышленности обязывает совершенствовать современное оборудование, применяемое в этой отрасли промышленности, искать пути повышения его экономической эффективности.

В эфирномасличном производстве стадия отделения эфирных масел от дистилляционных вод является немаловажным звеном в технологическом процессе. Даже незначительное повышение эффективности приемников-разделителей дает в масштабе производства эфирных масел немалый экономический эффект.

В эфирномасличной промышленности в настоящее время применяются приемники-разделители различных конструкций, но эффективность их недостаточна и экономический эффект не так велик.

Целью настоящей работы являлось создание усовершенствованной конструкции приемника-разделителя.

Стадиями работы предусматривались: анализ конструкций разделителей, существующих в производстве эфирных масел; предложения по усовершенствованию разделителей; разработка чертежа основного оборудования формата А1.

1. Обзор литературы

В настоящее время в эфиромасличной отрасли используется большое количество разнообразных конструкций приемников – разделителей (флорентин) для декантации эфирных масел. [4]

Эфирное масло находится в дистилляте во взвешенном и растворенном состоянии. Масло, находящееся во взвешенном состоянии, выделяется в приемниках-маслоотделителях (флорентинах) гравитационным методом.

Устройство и работа их основаны на принципе сообщающихся сосудов при несмешивающихся жидкостях. Эффективность отделения эфирного масла от дистилляционной воды зависит от скорости всплывания частиц масла W1 и от отношения ее к скорости прохождения дистиллята через сечение маслоотделителя W2. Чем больше W1/W2, Тем выше эффективность процесса декантации. Частицы масла могут всплыть на поверхность только тогда, когда W1 превышает W2.

Приемник-разделитель или флорентина.

В настоящее время в производстве на аппаратах периодического и непрерывного действия применяется флорентина емкостью 800 литров, позволяющая вести отгонку дистиллята около 800 литров в час [1]. Аппарат состоит из цилиндрического корпуса - 1, приемной горловины с патрубком - 2, флорентина разделена перегородкой - 3, выпускной трубки с ротаметром - 4 и вентилем -5, верхняя и нижняя часть флорентины имеют коническое сужение, причем внизу имеется спускной кран, а верхняя часть флорентины снабжена стеклянным фонарем – 6.

Перед началом работы маслоотделительный сосуд заполняется до сливного отверстия выпускной трубки - 4. Флорентина работает следующим образом. В аппарат - 1 через патрубок - 2, подается сконденсированный и охлажденный дистиллят, который опускается по патрубку вниз до днища аппарата, отражаясь от днища, стенки аппарата и перегородки - 3, дистиллят, содержащий эфирное масло, поднимается вверх до верхней кромки перегородки. Скорость потока примерно равна 0,5 - 1,0 мм в секунду, вследствие низкой скорости, эфирное масло, удельная масса, которого меньше удельной массы дистиллята, отделяется от дистиллята и устремляется вверх по, направлению к конической части флорентины. Эмульгированные частицы масла увеличиваются в размерах, отделяются от дистиллята и собираются в конической части на уровне А. Дистиллят же, достигнув уровня верхней кромки перегородки, направляется вниз по направлению к выпускному патрубку - 4, захватывая мелко дисперсные частицы эфирного масла. За время прохождения смеси дистиллята и эфирного масла от верхней кромки перегородки к выпускному патрубку определенная часть мелких частиц масла объединяется и всплывает вверх, образуя в конической части слой эфирного масла. Периодически, как правило, в конце смены, аппаратчик частично перекрывает вентиль - 5, и регулирует повышение уровня слоя эфирного масла во флорентине. Эфирное масло заполняет стеклянный фонарь - 6, достигая верхней кромки выпускного патрубка - 7 и направляется по патрубку в приемный переносной сосуд для сбора масла в отстойнике, с целью отделения влаги.

Данный маслоотделительный сосуд, емкостью 800 литров не в полной мере выполняет процесс отделения эфирного масла от дистиллята, часть эфирного масла уносится дистиллятом и может безвозвратно теряться.

Рисунок 3.1.1. Приемник-разделитель (флорентина)

В промышленных масштабах цветочно-травянистое сырье перерабатывают по схеме дистилляции. Отгонка эфирного масла производится в аппаратах периодического или непрерывного действия.

Скорость гонки 250 - 800 л/ч. Продолжительность перегонки определяется исходя из технологического процесса и перерабатываемой культуры.

Конденсация пара и охлаждение дистиллята. Пар, насыщенный эфирным маслом, конденсируется и охлаждается в конденсаторах вертикального или горизонтального типа. Дистиллят охлаждается до температуры 45 - 60°С Снижение температуры дистиллята до 25 - 30°С повышает расход воды, ухудшает отделение масла. Охлаждающая вода, нагретая до 70 - 80°С, используется для нужд котельной.

Отделение масла от воды. Производится в приемниках-разделителях (флорентинах). Всплывая на поверхность воды, масло непрерывно или периодически стекает в водоотделители, где освобождается от избытка воды отстаиванием. Вода, вытекающая из флорентин, содержит 0,08% масла. Масло после флорентины содержит воды 1,5 - 2%.

Как известно, эфирные масла по удельной массе бывают легкие, (объемная масса меньше 1) и тяжелые (объемная масса больше 1,0). Целью работы было разработка оптимальной конструкции маслоотделительного сосуда для легких эфирных масел. Было проведено изучение состояние вопроса в эфиромасличной отрасли, изучены преимущества и недостатки существующих конструкций флорентин в производстве [3]. Кроме того проведен анализ конструкций флорентин в технической литературе и конструкций, предложенных изобретателями [2]. Проанализированы тенденции развитая конструкций флорентин не только в нашей отрасли, но и в смежных отраслях, таких, как масложировая, молочная, химическая. [5] Основными направлениями явилось разработка конструкций с меньшими габаритами, но с более протяженным путем прохождения жидкой фазы в аппарате. Большое значение уделяется в вопросе интенсификации процесса отделения, применения не только усовершенствованных конструкций, но и применения электромагнитных и гравитационных полей. Анализ показал, что для эфирномасличной отрасли, целесообразно применить недорогой, со сниженной металлоемкостью аппарат, уменьшенных габаритов, но с улучшенной характеристикой отделения эфирного масла из дистиллята.

Флорентина предназначена принимать дистиллят из холодильника, состоящий из сконденсированного водяного пара и эфирного масла, разделять эту смесь на основе разницы их объемных масс и взаимной нерастворимости.

Частицы эфирного масла в смеси, поступающей в приемник, находятся в эмульгированном состоянии.

При объемной массе эфирного масла меньше единицы – частицы его всплывают вверх, при объемной массе больше единицы – соответственно, опускаются вниз. Этим объясняются конструктивные особенности в части конических корпусов.

Эффективность отделения эфирного масла от воды в приемнике-разделителе зависит от отношения скорости всплывания частиц эфирного масла к скорости, с которой частицы эфирного масла увлекаются вниз стекающим дистиллятом.