Расчет водопотребления на технологические нужды ведут отдельно для каждой стадии технологического процесса, связанной с потреблением воды.

Водопотребление для проведения основных технологических процессов определяется по формуле:

Где: – расход воды основным потребителем, /ч;

– количество, шт.

На дистилляционном заводе основными потребителями воды являются теплообменники.

Теплообменник для конденсации парового потока воды и эфирного масла и переохлаждения жидкой фазы:

/ч

Суммарный расход воды на основные технологические процессы определяется как сумма общего расхода для каждого потребителя:

/ч

Расход воды на проведение вспомогательных процессов: 15 % от затрат для основных технологических процессов:

/ч

Общий расход воды на проведение технологических процессов определяется как сумма расходов на основные и вспомогательные процессы:

/ч

Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды: 5 % от технологических потребностей:

/ч

Общее водопотребление определяется как сумма расходов на технологические и хозяйственные нужды:

/ч

Общий суточный расход воды для предприятия определяется по формуле:

Где: T – продолжительность рабочего дня, ч;

N – количество смен.

Водоснабжение завода осуществляется по оборотной схеме, от централизованной сети водоснабжения.

Расчет расхода пара.

В дистилляционном цехе водяной пар расходуется для технологических нужд и хозяйственно-бытовых нужд, а так же в целях обеспечения пожарной безопасности.

Расчет расхода пара на технологические нужды ведут отдельно для каждой стадии технологического процесса, связанной с потреблением пара.

Потребление пара для проведения основных технологических процессов определяется по формуле:

Где: – расход пара основным потребителем, кг/ч;

– количество потребителей, шт.

На дистилляционном заводе основными потребителями пара являются аппарат для дистилляции НДТ-3М.

Потребление пара для проведения дистилляции на аппарате НДТ-3М, зная что расход пара =900 кг/ч из типового технологического регламента.

Кг/ч

Потребление пара для проведения выпаривания на аппарате ВДМ.

Кг/ч

Суммарный расход пара на основные технологические процессы определяется как сумма общего расхода для каждого потребителя:

Кг/ч

Расход пара на проведение вспомогательных процессов: 15 % от затрат для основных технологических процессов:

Кг/ч

Общий расход пара на проведение технологических процессов определяется как сумма расходов на основные и вспомогательные процессы:

кг/ч

Расход пара на хозяйственно-бытовые нужды: 5% от технологических потребностей:

кг/ч

Общее потребление пара определяется как сумма расходов на технологические и хозяйственные нужды:

Кг/ч

Общий суточный расход пара для предприятия определяется по формуле:

Где: T – продолжительность рабочего дня, ч;

N – количество смен;

Кг/сут.

Пароснабжение завода осуществляется от центральной сети через заводской коллектор внутренним диаметром 150 мм под избыточным давлением 1 Мпа.

Расчет приемника-маслоотделителя.

При движении дистиллята вниз скорость увлечения частиц масла вместе с дистиллятом определяется по формуле:

W2=Vд/F,

Где Vд – объем дистиллята;

F – площадь живого сечения приемника маслоотделителя, м2.

Площадь живого сечения маслоотделителя определяем по формуле:

F=πD2/4,

Где D2 – внутренний диаметр приемника-разделителя, м2.

F=3,14•0,32 /4=0,07 м2

Объем дистиллята, находящегося в приемнике-разделителе, практически равен рабочему объему приемника-разделителя. Объем приемника-разделителя находится по формуле:

V=π•h•Dвн,

Где h – рабочая высота приемника-разделителя, м;

Dвн – внутренний диаметр приемника-разделителя, м.

V=3,14•0,8•0,3=0,755 м3

Отсюда, скорость увлечения частиц масла вместе с дистиллятом равен:

W2=0,755/0,07=0,001 м/с

Практически было установлено, что при движении дистиллята в приемнике-маслоотделителе в одном направлении вместе с маслом скорость его не должна превышать 0,001 м/с, при несовпадающем направлении движения - 0,0005 м/с.

Скорость всплывания частиц масла W2 (в м/с) описывается законом Стокса и выражается уравнением:

W1=d2•(ρ2-ρ1)/18•µ,

Где d2 – диаметр частиц масла, м;

ρ2-ρ1 – плотность масла и воды кг/м3 (плотность воды 1000 кг/м3, плотность эфирного масла, к примеру, 0,870 кг/м3);

µ - динамическая вязкость воды равная по справочной литературе [2] (при 60°С 470•106 м2/с).

Приведенное уравнение свидетельствует о том, что самое большое влияние на W1 оказывает величина d, Которая зависит от конструкции холодильника, степени диспергирования частиц масла при движении дистиллята от холодильника в маслоотделитель, конструкции и режима работы маслоотделителя.

На р1 р2, µ влияет температура дистиллята. Все эти показатели снижаются с повышением температуры, причем p1 уменьшается гораздо в большей мере, чем р2, в связи с чем увеличивается разность р2 - p1.

Таким образом, повышение температуры дистиллята оказывает положительное влияние на степень декантации эмульгированного масла.

4. Охрана труда и экология

Охрана окружающей среды – совокупность мероприятий, обеспечивающих оптимальное функционирование физических, химических и биологических параметров природных и антропогенных систем, в которых протекает труд, быт и отдых людей.

В процессе производственной деятельности происходит естественный процесс изъятия из природы необходимых веществ, сырья для промышленного производства. Загрязнение и отравление окружающей среды вредными веществами и истощение природных ресурсов приобрели в последний период несколько масштабы.

Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов в процессе производственной деятельности является одним из наиболее актуальных природоохранных мероприятий.

Радикальное решение проблем охраны окружающей среды от негативного воздействия промышленных объектов возможно при широком применении безотходных и малоотходных технологий. Использование очистных устройств и сооружений не позволяет полностью локализовать токсичные выбросы, а применение более совершенных систем очистки всегда сопровождается экспоненциальным ростом затрат на осуществление процессов очистки даже в тех случаях, когда это технически возможно. Стопроцентная очистка теоретически возможна, но практически неосуществимо из-за громоздкости очистных сооружений и их колоссальной стоимости. Следовательно, нужно искать альтернативное решение, а именно: внедрять малоотходную и ресурсосберегающую технологию.

Экологический паспорт промышленного предприятия – нормативно-технический документ, включающий данные по использованию предприятием природных и вторичных ресурсов и определению влияния производства на окружающую среду. В экологическом паспорте отражаются данные о влиянии на окружающую среду всех элементов:

- сведения о применяемых технологиях;

- количественные и качественные характеристики используемых ресурсов: сырья, топлива, энергии;

- количественные характеристики выпускаемой продукции;

- количественные и качественные характеристики выбросов (сбросов, отходов) загрязняющих веществ от предприятия.

Настоящее производство связано с использованием огне - и взрывоопасных растворителей, которые являются быстроиспаряющимися и легколетучими жидкостями. Следовательно, особое внимание следует уделить охране окружающей атмосферы.

При производстве эфирного масла мяты образуются сточные воды и твердые вторичные материальные продукты (отходы дистилляции).

Сточные воды дистилляционного предприятия содержат загрязняющие вещества химического происхождения, которые поступают в воду при контакте с водой, мойке оборудования, трубопроводов и емкостей.

На дистилляционном заводе сточные воды, содержащие химические вещества подвергаются предварительной очистке и регенерации в выпарных аппаратах.

Отходы дистилляции после регенерации в испарителе являются безвредными для окружающей природной среды, и могут быть использованы в качестве органического удобрения.

Характеристика отходов производства приведена в таблице 6.1.

Таблица 6.1. Отходы производства и сточные воды

При выборе способов и технологического оборудования для очистки сточных вод от примесей необходимо учитывать, что заданные эффективность и надёжность работы любого очистного устройства обеспечиваются в определённом диапазоне значений концентраций примесей и расходов сточной воды.

Охрана труда – это система правовых, социально-экономических, организационно-технических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, направленных на сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Правовой основой законодательства по охране труда является Конституция Украины, Законы Украины: «Об охране труда», «О здравоохранении», «О пожарной безопасности», «Об обеспечении санитарного и эпидемиологического благополучия населения», «Об общеобразовательном государственном социальном страховании от несчастного случая на производстве и профессионального заболевания, повлекших потерю трудоспособности», а также Кодексе законов о труде Украины.

Работники предприятий имеют право на социальную защиту, полное возмещение ущерба от несчастных случаев и профессиональных заболеваний.

Для создания здоровых и безопасных условий труда необходимо правильно выбрать площадку для размещения предприятия по производству абсолютного масла и рационально расположить на ней производственные, вспомогательные и другие здания и сооружения.

Производственные здания по производству абсолютного масла располагают по ходу технологического процесса и сгруппированы с учётом общности санитарных, противопожарных требований, потребления электроэнергии, движения транспорта и людей.

При планировке производственных помещений для предприятия по производству абсолютного масла необходимо учитывать санитарную характеристику производственных процессов, следовать нормам полезной площади для работающих, а также нормативам площадей для расположения оборудования и необходимой ширины проходов, обеспечивающих безопасную работу и удобное обслуживание оборудования.

Согласно требованиям ГОСТа и санитарным нормам объём производственных помещений на одного работающего должен составлять не меньше 15 м3, а площадь помещений – не меньше 4,5 м2.

Ширина основных проходов внутри цехов и участков должна быть не меньше 1,5 м, а ширина проездов – 2,5 м.

Важное значение для здоровых и безопасных условий труда работников имеет рациональное размещение основного и вспомогательного оборудования. К оборудованию, имеющему электропривод, согласно требованиям безопасности должен быть свободный подход со всех сторон шириной не меньше 1 м со стороны рабочей зоны и 0,6 м – со стороны нерабочей зоны.

Ширина выходов из помещений должна быть не меньше 1 м, высота – 2,2 м. При движении транспорта через двери их ширина должна быть на 0,8 м больше габарита транспорта с обеих сторон.

Полы производственных помещений должны быть износостойкими, тёплыми, нескользкими, плотными, легко мыться, а в некоторых цехах и участках влага-, кислотно - и огнестойкими. Через полы в другие помещения не должны проникать вода, масло, вредные вещества, газы.

Оборудование должно быть оснащено контрольно-измерительными приборами, автоматическими регуляторами, автоматикой безопасности и производственной сигнализацией в соответствии с технологической схемой производства.

Пусковые устройства оборудования в соответствии с технологической схемой должны быть сблокированы таким образом, чтобы в случае остановки какого-либо аппарата или транспортного средства, предыдущее оборудование автоматически отключалось, а последующее работало до полного удаления перерабатываемого или транспортируемого продукта.

Аппараты, дистилляторы, экстракторы, ректификаторы промежуточные ёмкости и т. п. должны быть оснащены площадками для безопасного обслуживания, осмотра и ремонта, расположенными в местах, доступных для обслуживания. При этом обязательно наличие аварийного слива.

Предохранительные клапаны, установленные на аппаратах и трубопроводах, должны быть подключены к конденсаторам рекуперационной системы.

Вакуум-аппарат должны иметь ограждения привода мешалки. Загрузочная горловина аппарата должна быть поднята над площадкой обслуживания не менее чем на 0,5 м. Съёмная крышка должна иметь запорное устройство, которое закрывается при работе мешалки.

Перегонные аппараты должны быть снабжены:

- кранами для спуска конденсата из рубашки аппарата;

- конденсационными горшками на линии спуска конденсата;

- предохранительным устройством, исключающим возможность превышения рабочего давления внутри аппарата: установка запорного устройства между перегонным аппаратом и гидравлическим затвором не допускается;

- манометром с приспособлением для установки контрольного манометра – трёхходовым краном или устройством его заменяющего, для отключения манометра от аппарата и соединения с атмосферой; манометры должны снабжаться сифонными трубками.

Во избежание гидравлических ударов в связи с неисправностью конденсационных горшков, последние надо подвергать периодическому осмотру и регулировать не реже одного раза в месяц, в соответствии с графиком, утверждённым главным инженером предприятия.

При спуске кубового остатка из перегонных аппаратов должны быть предусмотрены специальные приспособления, исключающие разбрызгивание.

Конструкция оборудования и его узлов должны обеспечивать безопасность и удобство при обслуживании, ремонте и санитарной обработке.

Операции по чистке, мойке и санитарной обработке ёмкостей и аппаратов должны проводиться механизированным способом, обеспечивающим безопасность обслуживающего персонала.

Размещение трубопроводов, шлангов, штуцеров должно обеспечивать безопасность эксплуатации, возможность непосредственного наблюдения за их техническим состоянием и выполнением монтажных работ.

Шланги к трубопроводам должны крепиться с помощью фиксированной накидкой гайки.

Обслуживающий персонал эфиромасличных предприятий должен знать характеристики пожарной опасности применяемых или производимых (получаемых) веществ и материалов. Применять в технологических процессах вещества и материалы с неизученными показателями пожарной опасности запрещается.

Механизация и автоматизация производственных процессов должны обеспечивать пожаровзрывобезопасность их проведения, а также возможность контроля и регулирования технологического процесса. Дистанционное управление должно осуществляться с центрального пульта управления.

Возобновление работы сезонных предприятий должно осуществляться после проверки комиссией и приведения производств в пожаровзрывобезопасное состояние.

Сборники эфирного масла и растворителя должны эксплуатироваться с герметически закрытыми крышками люков и иметь устройство для замера уровня заполнения без открывания люков.

Отбор проб эфирного масла и ректификата для анализа следует осуществлять в местах, установленных технологическим регламентом.

Работа дистилляционных аппаратов разрешается только после пуска воды в конденсатор.

Инструкция по охране труда при работе на аппаратах.

1. Общие требования.

1.1 К управлению допускаются лица не моложе 18 лет, имеющие квалификацию аппаратчика, прошедшие инструктаж по технике безопасности на данном рабочем месте и обладающие необходимыми знаниями и навыками по эксплуатации и обслуживанию данной установке.

1.2 Лица, вновь принятые в цех экстракции, а также переведенные с другого рабочего места, могут быть допущены к самостоятельной работе только после стажировки на рабочем месте. Продолжительность работы стажера устанавливается администрацией предприятия с учетом сложности производства и профессии, но не должна быть для основных профессий менее десяти дней.

1.3 Персонал, участвующий в производственном процессе, должен проходить медицинское освидетельствование.

1.4. При слабом отравлении может возникнуть головная боль, болезненность в области желудка, неприятное ощущение в горле, кашель, раздражение глаз с покраснением, коньюктивит. При сильном отравлении – головокружение, тошнота, возбуждение (громкий разговор, беспричинный смех, легкое опьянение).

При слабом отравлении пострадавшего вывести на свежий воздух, обеспечить покой, тепло, освободить от стесняющей одежды, дать валериановые капли.

При потере сознания пострадавшему необходимо придать горизонтальное положение с несколько опущенной головой и обеспечить вдыхание паров нашатырного спирта. При резком ослаблении дыхания провести искусственное дыхание. Немедленно вызвать врача.

1.5. Для ослабления возможного действия водяных паров необходимо использовать следующие средства индивидуальной защиты: хлопчатобумажные халаты или хлопчатобумажные костюмы, спецобувь, рукавицы и защитные очки.

1.6. Организация и общее руководство работ по технике безопасности, пожарной безопасности и промсанитарии возлагается на руководство предприятия.

1.7 Ответственность за технику безопасности и пожарную безопасность отдельных участков цеха, несут их руководители.

5. Расчет 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.

Расчёт себестоимости производства 1 кг эфирного масла при применении приемника-разделителя существующей конструкции и приемника-разделителя предлагаемой конструкции.

При производстве 4 кг масла (к примеру, мятного) с приемником-разделителем существующей конструкции необходима тонна сырья.

При производстве эфирного масла с применением приемника-разделителя предлагаемой конструкции выход его составит 4,5 кг с 1 тонны сырья.

При стоимости сырья, например, 500 грн за 1 т затраты по сырью на выработку 4 кг масла равны:

1х500=500 грн

При стоимости 1 кг мятного эфирного масла в 200 дол. сумма от реализации 4 кг продукта составит:

- с применением приемника-разделителя существующей конструкции – 200х4=800 дол.

- с применением приемника-разделителя предлагаемой конструкции – 200х4,5=900 дол.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого приемника-разделителя очевиден. При тех же параметрах производства и ведения технологического процесса, при таком же качестве сырья и вспомогательных материалов, при тех же выпарных аппаратах выход масла больший за счет усовершенствования конструкции приемника-разделителя. Потери масла с дистилляционными водами снижаются до минимума. Возможно, отпадает когобационная доработка дистилляционных вод.

Рентабельность производства.

6. Заключение

Результаты проведенной работы позволяют сделать вывод о целесообразности внедрения предложенной конструкции приемника-разделителя в производство.

Расчеты показывают, что технология переработки эфирномасличного сырья с применением предложенной конструкции приемника-разделителя позволяет:

- увеличить выход эфирного масла;

- сократить потери эфирного масла с дистилляционными водами;

- сократить продолжительность процесса;

- повысить качество эфирного масла.

Экономический эффект достигается снижением производственных затрат, за счет сокращения металлоемкости конструкции а так же повышения выхода эфирного масла.

Рентабельность производства с применением предлагаемой конструкции приемника-разделителя составляет 45 %, что выше рентабельности производства с применением приемника-разделителя существующей конструкции (30%), и его реализация позволит получить дополнительную прибыль в большем размере.

Список литературы

1. Алексеев Н. Д., Марченко Т. Т. Технологическое оборудование эфиромасличного, синтетического и парфюмерно-косметического производства.. – М.: Пищепромиздат, 1957. – 379 с.

2. Войткевич С. А. Эфирные масла для парфюмерии и аромотерапии. М. «Пищевая промышленность» — 1999.—673с.

3. Вульф Е. В. «Эфиромасличные растения, их культуры и эфирные масла». Том ΙΙ ИВИР Ленинград.—1934 г. –548с.

4. Горбатюк В. И. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: Колос, 1999.- 335 с.

5. Горяев М. И. Эфирные масла флоры СССР. Изд-во АН КазССР, —1952г.—345с.

6. Кускова С. Д. Справочник по эфирным маслам. М., «Пищевая промышленность», 1978г.—208с.

7. Маркетинговая стратегия предприятий АПК. Иванец В. М. КГАУ. - Симферополь.: “Таврия”, 1997.

8. Международный конгресс по эфирным маслам, 4-й. Тбилиси 1968г. Краткое содержание докладов. М.: Агропромиздат —224с.

9. Николаев А. Г., Робель А. М., Пчелинцев А. Об ирисовых маслах полученные в Молдавии №222—1971г.—248 с.

10. Оборудование производства парфюмерно - косметических изделий, синтетических душистых веществ и эфирных масел. А. М. Журавлев, В. С. Непомнящий, А. Е. Огарев, В. В. Осипов. – М.: Пищевая промышленность, 1980. – 264 с.

11. Процессы и аппараты пищевых производств/ В. Н. Стабников, В. Д. Попов, М.: Агропромиздат, —1976 г.—345с.

12. Технология и оборудование эфиромасличного производства. Зюков Д. Г. Москва, 1984.

13. Технология натуральных эфирных масел и синтетических душистых веществ. И. И. Сидоров, Н. А Турышева и др. – М.: «Легкая и пищевая промышленность», 1984. – 340 с.

14. Трейбал Р. Жидкостная экстракция Изд. «Химия», М.—1966г.—724с.

15. ТУ 38.1011228-90. Гексановые растворители. Технические условия.

16. ТИ 43-9-190-85. Технологическая инструкция по подготовке углеводородного растворителя для экстракции эфиромасличного сырья.

17. ТУ 64-4-102-90. Сырье шалфея мускатного. Технические условия.

18. ТУ 04684248-98. Конкрет шалфея мускатного. Технические условия.

19. ТУ 38.1011228-90. Гексановые растворители. Технические условия.

20. ТИ 43-9-190-85. Технологическая инструкция по подготовке углеводородного растворителя для экстракции эфиромасличного сырья.