1 Аналитический обзор
Производство хлебопекарных дрожжей - сложный биотехнологический процесс, связанный с использованием различной по составу мелассы, разнообразных химических соединений - вспомогательных материалов, а также современного оборудования. При выращивании дрожжей применяют бесприточный, воздушно-приточный способы, которые отличаются по режимам задачи питательных компонентов среды, воды, воздуха и продолжительности дрожжегенерирования. От корректности проведения накопительного периода при выращивании клеточной биомассы зависит продуктивность процесса, поскольку размножение микроорганизмов характеризуется активностью ферментных систем, а от правильности отточного периода зависит качество готовой продукции [9, 10].
Существующие схемы выращивания дрожжей можно разделить на непрерывные и периодические. В работе предусмотрено применение непрерывной схемы ВНИИХПа. Размножение дрожжей по данной технологии проводят сначала в микробиологической лаборатории завода, затем в отделении чистых культур, заканчивают процесс в товарной стадии.
Лабораторные стадии выращивания дрожжей представляют собой четыре этапа: проведение процесса в пробирках, затем в колбах на 100 см3, пастеровских колбах на 750 см , после этого в колбах на 10 дм3.
Продолжительность процесса выращивания биомассы при 30 °С составляет около 16 - 24 ч в каждой стадии. Дрожжи последней лабораторной стадии являются засевными для получения дрожжей в цехе чистых культур.
Дрожжи чистой культуры (ЧК) выращивают на протяжении 4 стадий: малый инокулятор (МИН) в течение 13 ч; большой инокулятор (БИН) в течение 10 ч; аппарат ЧК-1 в течение 12 ч; аппарат ЧК-2 в течение 12 ч.
Дрожжи товарной стадии получают на протяжении двух стадий: засевные дрожжи (аппарат «Б»), товарные дрожжи (аппарат «В»).
Возможно выращивание дрожжей на концентрированных (1:15) и на разбавленных средах (1:30). Режим дрожжегенерирования на товарной стадии (аппарат «Б») одинаков по характеристикам для технологических схем с 20-ти и с 12-ти часовым периодами размножения дрожжей.
Величина выхода дрожжей при использовании концентрированных сред (по 12-часовому режиму) - 60-85 %, разбавленных сред (по 12-часовому режиму) - 70-90 %; концентрированных сред (по 20-часовому режиму) - 8090 %, разбавленных сред (по 20-часовому режиму) - 75 %. Общая продолжительность по 20-часовому режиму- 79 часов; по 12- часовому режиму- 70 часов.
В ВКР предложена к внедрению схема ВНИИХП (20 ч), с применением концентрированных сред, более прогрессивная по сравнению с периодической схемой. Обычно периодический способ выращивания дрожжей предусматривает проведение процессов в одном
дрожжерастильном аппарате. При непрерывном способе задействованы 2 аппарата: в первом происходит непрерывное накопление биомассы дрожжевых клеток, во втором - дозревание дрожжей при аэрировании без подачи дополнительного питания.
По периодическому режиму наиболее интенсивный рост биомассы происходит в первые часы дрожжегенерирования, затем скорость роста значительно снижается. При выращивании дрожжей с использованием разбавленных сред наблюдается увеличение количества мелких клеток, снижение скорости роста. В непрерывных схемах прирост биомассы незначителен в первые часы, начиная с 4-го - 5-го ч рост ускоряется. В непрерывных схемах концентрация дрожжей снижается в момент отбора среды, это приводит к ускорению роста оставшихся клеток дрожжей, общее количество снова достигает первоначального значения. Существуют незначительные недостатки непрерывных режимов: увеличение в среде количества несахаромицетов, которые быстро размножаются в момент понижения сухих веществ в среде; необходима установка отборочного аппарата [3, 6, 7].
Предусмотрены технологические мероприятия:
– Получение мелассного раствора непрерывном способом.
Разбавление мелассы проводят в рассиропнике в соотношении с водой от 1:1 до 1:4. Разбавление мелассы проводят в зависимости от содержания в ней солей кальция: если содержание CaO менее 0,5 %, то мелассу разбавляют в соотношении 1:1; если содержание CaO составляет 0,6-1 %, то ее разбавляют водой соотношении 1:2 или 1:3, а при содержании CaO более 1,5 % разбавление увеличивают до 1:4 [1].
– Механическое осветление мелассного сусла.
Осветление сусла включает удаление из мелассного раствора взвешенных частиц и коллоидов. Механический способ осветления мелассного раствора осуществляется на сепараторах-кларификаторах под действием центробежной силы, при использовании охладительно-пастеризационной установки. Способ позволяет экономить сырье, вспомогательные материалы, пар, сокращать продолжительность осветления. В разбавленную водой мелассу добавляют антисептическое средство, тщательно перемешивают, выдерживают в течение 30-40 мин. Расход препаратов для антисептирования мелассы зависит от степени инфицирования сырья и составляет, в расчёте на 1 т дрожжей: хлорная известь (в пересчете на активный хлор) - 0,6-0,9 кг; фуразолидон - 0,025-0,25 кг; фурациллин - 0,025-0,25 кг; формалин (40 %) - 0,9- 1,25 дм3 ; смесь молочной (40 %) - 2,5-5,0 дм3 и борной кислот - 0,25 кг.
Затем при включенной мешалке разбавленной серной кислотой доводят pH до значения 4,5-5,5, проводят осветление на кларификаторе, проводят термообработку мелассного раствора в пастеризаторе при 85-90 °С и стерилизаторе при 105-125 °С. Затем раствор охлаждают до 20 °С и отправляют повторно на кларификатор. Затем сусло направляют в напорные сборники-мерники [9].
– Двухступенчатое сепарирование маточных дрожжей
(особенность задания ВКР).
Маточные дрожжи выделяют по двухступенчатой схеме, на специально предназначенных для этой цели сепараторах. На первой ступени отделяют культуральную среду, а на второй ступени проводят промывку и сгущение маточных дрожжей. Промывку следует проводить водой с температурой (2- 4°С), температура среды снижается при этом до 6-8°С. Промытые и сгущенные дрожжи передают в сборник дрожжевого молока, затем - на товарную стадию.
– Выращивание дрожжей с отборами.
По данному режиму дрожжи выращивают в 2 этапа: 1 этап накопительный, 2 этап отборочный. Накопительный период длится в течение 7 ч, к концу периода заполняют полезную емкость аппарата В, примерно получают 3400 кг дрожжей. Начиная с восьмого часа осуществляют отбор культуральной среды - по 11 м /ч, передают в отборочный аппарат. Расход воздуха в отборочном аппарате составляет около 40-50 м3/ч на 1 м3 среды. Во время отборов количество почкующихся клеток в ферментере составляет 40-50 %, формольное число - 0,7-0,8 см3 0,1 М раствора щелочи.
– Трехстадийное сепарирование товарных дрожжей.
Повышение рентабельности производства достигается за счет применения компактной многоступенчатой сепарационной линии. Эта двухсепараторная 3 - стадийная линия оснащена всеми необходимыми элементами измерения, настройки и регулирование процесса, трубопроводами, электрическими и пневматическими подсоединениями.
Выгрузка концентрата и фугата производится под давлением, что позволяет обойтись без использования дополнительных насосов и инжекторов. Такая конструкция дает возможность полностью изолировать линию, обеспечивая полное соответствие гигиеническим стандартам и гарантировать легкость проведения безразборной мойки.
Наиболее экономически взвешенным решением в этом случае является использование двух сепараторов и одной промывочной емкости [1, 9].
– Выделение дрожжей с помощью вакуум-фильтра.
Окончательное выделение дрожжей проводят с помощью вакуум- фильтров. Для лучшего обезвоживания дрожжей применяют смесь дрожжевого концентрата и поваренной соли с концентрацией соли 9,45 мг/см3, в качестве фильтрующего материала используют напыленный на сетку крахмал, раствор крахмала готовят из расчета 8-10 кг на 1 т дрожжей.
?
2 Технологическая часть
2.1 Описание аппаратурно-технологической схемы производства хлебопекарных дрожжей
Меласса поступает на завод в железнодорожных цистернах 1 , через сливную воронку сливается в приемный резервуар 2. С помощью шестеренчатого насоса 3 меласса перекачивается в мелассохранилище 4, затем в напорный бак 5, расположенный на весах 6. Взвешенную мелассу разбавляют в соотношении от 1:1 до 1:4 в рассиропнике 7, при включенной мешалке доводят значение pH разбавленной серной кислотой до 4,5-5,5, проводят осветление на кларификаторе 8, термообработку мелассового раствора в пастеризаторе 9 при 85-90 °C и стерилизаторе 13 при 105-125 °C, охлаждение сусла до 20°C, осветление на втором кларификаторе 8. С помощью насоса 10 мелассовое сусло направляется в приточные мерники 11 и 12. Из емкости 11 мелассовое сусло дозируется в аппарат ЧК, из сборника 12 - в аппарат товарной стадии. В аппарате 14 реализуется первая стадия МИН, также в него подают раствор мелассы и питательных солей.
В лаборатории питательную среду стерилизуют под давлением 0,05 МПа в течение 60 мин, охлаждают до 28°C, соблюдением правил стерильности засевают все содержимое четырех колб Карлсберга. Продолжительность размножения составляет около 13-14 часов. Дрожжи, полученные на этой стадии, являются засевными для стадии БИН. В большой инокулятор 15 (БИН) подают растворы мелассы и солей, питательную среду стерилизуют при давлении 0,5 МПа в течение 60 минут, охлаждают до 28- 30°C, засевают дрожжами со стадии МИН. В аппарат ЧК-1 16 подают растворы мелассы и солей, стерилизуют, охлаждают и засевают содержимым большого инокулятора.
Дрожжи, полученные на стадии ЧК-1, являются засевными для аппарата ЧК-2 17. В аппарат 17 вносят воду, мелассу и соли, засевают все содержимое аппарата ЧК-1 и начинают процесс выращивания.
Дрожжевую суспензию из аппарата ЧК-2 с помощью насоса 18 направляют в сепаратор 19, где осуществляют промывку и сгущение маточных дрожжей. Дрожжевой концентрат собирается в сборнике 20. Дрожжи в товарной стадии выращиваются в 2 этапа:
1) засевные дрожжи товарной стадии- аппарат «Б» поз.21; товарные дрожжи - аппарат «В» поз.22.
В аппарат «Б» подают воду, мелассу, соли, ростовые вещества, витаминные добавки, пеногаситель, дрожжи со стадии ЧК-2, включают аэрацию, расход воздуха составляет около 80 м3/ч на 1 м3 среды. Затем ежечасно в аппарат подают мелассное сусло и минеральное питание. За 11 ч выращивания накапливается 1100 кг дрожжей, процесс проводят при температуре 30°C и pH=4,5.
В дрожжерастильный аппарат «В» общей емкостью 145 м3 набирают воду, мелассное сусло, раствор калия хлора, диаммоний фосфата, сернокислого аммония, ростовые вещества, витамины группы В(В1,В6), биотин, пеногаситель и засевают дрожжи, полученные на предыдущей стадии (все содержимое аппарата Б), включают аэрацию, расход воздуха на данной стадии - 100 м3/ч на 1 м3 культуральной среды. Дрожжи выращивают в два этапа: первый - накопительный (около 7 ч), второй - отборочный (7-19 ч). На первом этапе дрожжи выращивают по воздушно-приточному способу, а на втором - по воздушно-проточному способу. По режиму ВНИИХП на 20-й час выращивания в аппарат не подают питательных веществ и воздух, продолжается процесс дозревания дрожжей.
Дозревшие дрожжи из аппаратов 21, 22 насосом 24 подаются на сепарационную линию. Автоматика линии включена в режим параллельной работы двух сепараторов 25 (первая стадия), что позволяет в два раза быстрее опорожнить дрожжерастильный аппарат. Сгущенное дрожжевое молоко собирается в промывочной емкости 26, куда подается промывочная вода. После опорожнения дрожжерастильного аппарата на линию подается вода для вытеснения остатков дрожжевого молока. При завершении этого процесса автоматика переключается для последовательной работы двух сепараторов 25 (вторая и третья стадии). Дрожжевое молоко насосом 27 из промывочной емкости 26 подается на линию, где проходят вторая и третья стадии помывки и концентрации дрожжей. Для экономии промывочной при сгущении и концентрации с третьей ступени сепарирования ее направляют на вход линии. Концентрированное дрожжевое молоко (22% СВ 700-850 г/л и эффектом промывки 98,5 %) с третьей ступени сепарационной линии поступает в сборник-охладитель 28 и далее направляется в товарный сборник 29. Окончательное выделение дрожжей производят на вакуум-фильтрах 30. С целью сокращения потерь дрожжей при прессовании жидкость, отсасываемую вакуум-насосом, подают на первую ступень сепарирования.
Дрожжи с вакуум-фильтра сбрасывают в бункер смеситель 31, где выравнивается консистенция дрожжей.
Отпрессованные дрожжи из сборника 31 направляются для формовки и упаковки на линию ВРУ-1000 при расфасовки дрожжей по 1 кг и на линию М6-АР3-С при расфасовки на 100г. После фасовки и упаковки дрожжи с помощью электропогрузчика 33 быстро передают в холодильную камеру, в которой их хранят при температуре 1-4°C и относительной влажности воздуха 82-96 %. Охлажденные дрожжи направляют потребителю в авторефрижераторах или вагонах 32, обеспечивающий необходимый температурный режим 1-4°C.
Питательные соли поступают на завод в железнодорожных вагонах 35 и хранятся на складе для химикатов 36. По необходимости готовят растворы солей в солерастворителях 37, 38, 39, 40. Для каждого раствора соли используется отдельный аппарат. Загрузка аппаратов осуществляется при помощи электротельфера 48.
Прозрачные растворы с помощью насоса 42 перекачивают в приточные мерники 49, 50, 51, 52, 53 и дозируют в дрожжерастильные аппараты в соответствии с технологическим режимом [1, 5, 6, 7, 9].
2.2 Расчет продуктов дрожжевого производства
Продуктовым расчетом определяется потребность в сырье, вспомогательных материалах, а также количество промежуточных продуктов производства. При проведении расчетов используются следующие исходные данные: годовая выработка дрожжей; качество исходного сырья; число рабочих дней в году (300 дней); аппаратурно-технологическая схема производства товарных дрожжей. На основании принятой схемы выбираются следующие технологические показатели: число стадий выращивания дрожжей; продолжительность выращивания дрожжей на каждой стадии; выход дрожжей в % к массе мелассы; величину засева в % к массе мелассы; - степень разбавления среды; кратность разбавления мелассы; удельная скорость роста дрожжей.
На основе расчетов определяется расход мелассы, расход минерального питания, выработка дрожжей по каждой стадии за сутки. Рассчитываются годовое количество циклов ЧК и товарной стадии. Далее определяется расход мелассы на 1 т дрожжей. Затем определяется расход основного сырья и вспомогательных материалов на годовую и суточную производительность завода. Полученные данные используются для подбора и расчета технологического оборудования.
Основные показатели схемы ВНИИХПа на концентрированных средах (20-часовой режим) представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Основные показатели схемы ВНИИХПа на концентрированных средах [1, 9]
Стадия
производства Продолжитель ность, ч Выход дрожжей, % к массе Величина засева, % к массе мелассы Кратность
разбавления Объем аппарата
V общ.,
м3 Vполез.
м3
МИН 13 10 1,2 5 0,5 0,25
БИН 10 10 2,5 6 2,5 1,5
ЧК-1 12 22,7 5,0 7,5 7,5 5,6
ЧК-2 12 35,6 6,8 10 50 33
Б 12 80,0 12 11 30 22
В 20 87,4 44 12 145 100
В основу продуктового расчета положены исходные данные, приведенные в таблице 1.
Расход мелассы в каждой стадии определяется на основании данных по степени разбавления мелассы и полезного объема аппарата, предназначенного для проведения данной стадии:
M=(V_полез•10^3)/C_p ,
где M – расход мелассы, кг;
V_полез – объем аппарата полезный, м3;
C_p – кратность разбавления.
Количество засевных дрожжей Д0 определяется по каждой стадии на основании данных таблицы (показатели отдельных стадий):
Д_0=(g_0•M)/100
где Д0 – количество засевных дрожжей, кг;
g_0 – величина засева в% к массе мелассы.
Выработка дрожжей Д по стадиям:
Д=(B•M)/100,
где Д- выработка дрожжей по стадиям, кг;
В – выход дрожжей в % к массе мелассы.
Из формулы основного закона экспоненциального роста микроорганизмов определяется коэффициент скорости накопления биомассы дрожжей (модуль скорости роста) К и коэффициент часового роста Н:
K=(2,3•Lg Д/Д_0 )/?,
где К – коэффициент скорости накопления биомассы дрожжей(модуль скорости роста);
Н – коэффициент часового прироста;
Т – время продолжительности процесса, ч.
H=e^k
Для характеристики процесса выращивания дрожжей необходимо подсчитать накопление дрожжей по стадиям:
C=Д/V_полез ,
где С- накопление дрожжей по стадиям, кг/м3.
Рассмотрим конкретный расчет расхода основных и вспомогательных материалов для завода производительностью 7000 тонн дрожжей в год.
Стадия МИН:
M=(0,25•10^3)/5=50 кг;
Д_0=(1,2•50)/100=0,6 кг;
Д=(10•50)/100=5 кг;
K=(2,3•Lg 5/0,6)/13=0,163 ч-1;
C=5/0,25=20 кг/м3.
Стадия БИН:
M=(1,5•10^3)/6=250 кг;
Д_0=(2,5•250)/100=6,25 кг;
Д=(10•250)/100=25 кг;
K=(2,3•Lg 25/6,25)/10=0,138 ч-1;
C=25/1,5=16,67 кг/м3.
Стадия ЧК-1:
M=(5,6•10^3)/7,5=747 кг;
Д_0=(5•747)/100=37,4 кг;
Д=(22,7•747)/100=170 кг;
K=(2,3•Lg 170/37,4)/12=0,126 ч-1;
C=170/5,6=30,4 кг/м3.
Стадия ЧК-2:
M=(33•10^3)/10=3300 кг;
Д_0=(6,8•3300)/100=224,4 кг;
Д=(35,6•3300)/100=1175 кг;
K=(2,3•Lg 1175/224,4)/12=0,138 ч-1;
C=1175/33=35,6 кг/м3.
Стадия аппарата «Б»:
M=(22•10^3)/11=2000 кг;
Д_0=(12•2000)/100=240 кг;
Д=(80•2000)/100=1600 кг;
K=(2,3•Lg 1600/240)/12=0,158 ч-1;
C=1600/22=72,7 кг/м3.
Стадия аппарата «В»:
M=(100•10^3)/12=8333 кг;
M=(132•10^3)/12=11000 кг;
где 132=11·12 (12 отборов по 11 м3 каждый)
Мобщее=11000+8333=19333 кг;
Д_0=(44•8333)/100=3667 кг;
Д=(87,4•19333)/100=16897 кг;
K=(2,3•Lg 16897/3667)/20=0,1 ч-1;
C=16897/(100+132)=72,83 кг/м3.
Годовое количество товарных циклов в год:
Ц_год=(П•24)/(Д_m•(?+4)),
где П- годовая производительность, в данном случае П=7000000 кг;
Д – получено дрожжей в кг в товарной стадии с одного дрожжерастильного аппарата стадии В, в данном случае Дт=16897 кг; 24- число часов в сутки;
Т- продолжительность выращивания дрожжей в товарной стадии; в данном случае Т=20 часов;
4- число часов, требуемых на освобождение чана, его мойку и дезинфекцию.
Ц_год=(7000000•24)/(16897•(20+4))=414 циклов
Расход дрожжей чистой культуры на засев в год:
Д_0год=Ц_год•Д_0 (на 1 засев);
Д_0год=414•240=99360 кг.
Годовое количество ЧК-2:
Ц_чк=Д_0год/Д_чк ;
Ц_чк=99360/1175=85 циклов.
где Д_чк – Д для ЧК-2.
Линия ЧК должна включаться 300/85=3,53, т. е. через 4 дня, где 300- количество рабочих дней в году.
Для выработки 7000 тонн дрожжей потребуется n=414/300=1,4, т.е две технологических линий товарной стадии.
Полученные расчеты по расходу мелассы, засевных дрожжей, выработке дрожжей по стадиям, накоплению дрожжей заносим в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 – Итоговая таблица
Стадии Расход мелассы, Засев дрожжей, Выработка Накопление дрожжей, кг/м3
производства кг кг дрожжей по стадиям, кг
МИН 50,00 0,60 5,0 20,0
БИН 250,00 6,25 25,0 16,67
ЧК-1 747 37,4 170 30,4
ЧК-2 3300 224,4 1175 35,6
Б 2000 240 1600 72,7
В 19333 3667 16897 72,83
Итого 25680 19712
Пользуясь данными таблицы 1.1, можно определить расход мелассы на выработку 1 тонны дрожжей:
m=(?-M)/(?-Д)•1000;
m=25680/19712•1000=1303 кг
Расчет расхода основных материалов
К основным материалам в дрожжевом производстве относятся: сульфат аммония, диаммоний фосфат, хлорид калия, сернокислый магний, кукурузный экстракт, дестиобиотин.
Для расчета расхода солей принимают следующее содержание азота и фосфора в дрожжах (таблица 1.2):
Таблица 1.2 – Содержание азота и фосфора в дрожжах
Азот, % Фосфор P2O5, %
Дрожжи ЧК или ЕЧК 2,4 0,95
Дрожжи(стадии Б) 2,0 0,9
Товарные дрожжи(стадии
В) 1,8 0,85
а) Расчет количества диаммоний фосфата в кг:
Ф=(Д•Р•1,1)/51,2;
где Ф – количество диаммоний фосфата, кг;
Д – выработка дрожжей в данной стадии, кг;
Р – предусматриваемое количество P2O5 в дрожжах, %;
1,1 – коэффициент, учитывающий избыток P2O5 в среде, составляющий 10 % от его количества, содержащегося в дрожжах данной стадии;
51,2 – содержание P2O5 в диаммоний фосфате,%.
Стадия МИН:
Ф=(5•0,95•1,1)/51,2=0,1 кг;
Стадия БИН:
Ф=(25•0,95•1,1)/51,2=0,51 кг;
Стадия ЧК-1:
Ф=(170•0,95•1,1)/51,2=3,47 кг;
Стадия ЧК-2:
Ф=(1175•0,95•1,1)/51,2=23,98 кг;
Стадия Б:
Ф=(1600•0,9•1,1)/51,2=30,94 кг;
Стадия В:
Ф=(16897•0,85•1,1)/51,2=308,57 кг;
б) Расчет количества сульфата аммония по стадиям производства:
C=(Д•N_2др-M•N_2мел-Ф•N_2дф)/21,
где С- количество сульфата аммония, кг;
N_2др, N_2мел, N_2дф – содержание азота соответственно в дрожжах, мелассе, диаммоний фосфате, %;
М- расход мелассы по стадиям, кг;
21- содержание азота в сульфате аммония, %.
Стадия МИН:
C=(5•2,4-50•0,3-0,1•21)/21=-0,24 кг;
Стадия БИН:
C=(25•2,4-250•0,3-0,51•21)/21=-1,22 кг;
Стадия ЧК-1:
C=(170•2,4-747•0,3-3,47•21)/21=5,29 кг;
Стадия ЧК-2:
C=(1175•2,4-3300•0,3-23,98•21)/21=63,16 кг;
Стадия Б:
C=(1600•2,0-2000•0,3-30,94•21)/21=92,87 кг;
Стадия В:
C=(16897•1,8-19333•0,3-308,57•21)/21=863,56 кг;
в) Расчет хлорида калия по стадиям производства, кг:
Q=((3,5-k)•M)/k_1 ,
где Q – количество хлорида калия, кг;
3,5 – требуемое содержание K2O в мелассе, %;
М – количество мелассы для производства 1 тонны дрожжей данной стадии, кг;
k – содержание K2O в перерабатываемой мелассе, %;
k1– содержание K2O в хлориде калия, %
Стадия МИН:
Q=((3,5-3)•50)/62,4=0,4 кг;
Стадия БИН:
Q=((3,5-3)•250)/62,4=2,0 кг;
Стадия ЧК-1:
Q=((3,5-3)•747)/62,4=5,98 кг;
Стадия ЧК-2:
Q=((3,5-3)•3300)/62,4=26,44 кг;
Стадия Б:
Q=((3,5-3)•2000)/62,4=16,03 кг;
Стадия В:
Q=((3,5-3)•19333)/62,4=154,91 кг;
г) Расчет расхода сернокислого магния, кг:
C_маг=0,073•M•(0,15-m_м);
где Смаг – количество сернокислого магния, кг;
0,15- необходимая массовая доля MgO в сульфате магния, %;
0,73- коэффициент пересчета MgO в сульфат магния;
mМ- массовая доля магния в перерабатываемой мелассе, в данном случае 0,1%.
Стадия МИН:
C_маг=0,073•50•(0,15-0,1)=0,18 кг;
Стадия БИН:
C_маг=0,073•250•(0,15-0,1)=0,91 кг;
Стадия ЧК-1:
C_маг=0,073•747•(0,15-0,1)=2,73 кг;
Стадия ЧК-2:
C_маг=0,073•3300•(0,15-0,1)=12,05 кг;
Стадия Б:
C_маг=0,073•2000•(0,15-0,1)=7,3 кг;
Стадия В:
C_маг=0,073•19333•(0,15-0,1)=70,57 кг;
Полученные результаты расчета заносим в таблицу 1.3
Таблица 1.3 – Количество солей
Стадия производства Диаммоний фосфат, кг Сульфат аммония, кг Хлорид калия, кг Сернокислый магний, кг
МИН 0,1 - 0,4 0,18
БИН 0,51 - 2,0 0,91
ЧК-1 3,47 5,29 5,98 2,73
ЧК-2 23,98 63,16 26,44 12,05
Б 30,94 92,87 16,03 7,3
В 308,57 863,56 154,91 70,57
Расчет расхода вспомогательных материалов на годовую производительность
Используя нормы расхода вспомогательных материалов на выработку 1 т. дрожжей, величины их потерь в производстве можно рассчитать на заданную годовую производительность завода. Расход материалов на годовой выпуск дрожжей с учетом потерь считается следующим образом: расход материалов на 1 т дрожжей (в кг) умножается на годовую производительность с учетом потерь в производстве (табл. 1.4).
Таблица 1.4 – Расход вспомогательных материалов на годовую производительность
Материалы Расход материалов на 1 т
дрожжей Потери. % Расход материалов на годовой выпуск дрожжей с учетом потерь
Меласса на стадии В 1303 3 9394630
Серная кислота 5 1 35350
Олеиновая кислота 0.5 1 3535
Каустическая сода 1 3 7210
Кальцинированная сода 1 3 7210
Дестиобнотин 1.0004 - 7002.8
Формалин (40%-й раствор) 0.05 0.1 350.35
Бумага этикеточная для
упаковки прессованных
дрожжей развесом, г: 30 %-100г
70 %-1000т
18
6.8
3
3
129780
49028
Хлорная известь 2.73 2 19492.2
Вода, м 120 - 840000
Поваренная соль 2 - 14000
Крахмал 8 0.1 56056
Годовой расход минерального питания
а)Диаммоний фосфат
Для стадии МИН, БИН, ЧК-1, ЧК-2 расчет расхода диаммоний фосфата Ф, кг:
Ф_год=Ф•Ц_(чк-2),
Для стадий Б, В:
Ф_год=Ф•Ц_годтовар.
Стадия МИН:
На 1 цикл расходуется 0,1 кг, а на годовой цикл:
Ф_год=0,1•85=8,5 кг;
Стадия БИН:
Ф_год=0,51•85=43,35 кг;
Стадия ЧК-1:
Ф_год=3,47•85=294,95 кг;
Стадия ЧК-2:
Ф_год=23,98•85=2038 кг;
Стадия Б:
Ф_год=30,94•414=12809,2 кг;
Стадия В:
Ф_год=308,57•414=127747,98 кг;
Итого:8,5+43,35+294,95+2038,3+12809,2+127747,98=142942,28 кг, а с учетом 3 % потерь составит 147230,5 кг.
б) Сульфат аммония
Для стадий МИН, БИН, ЧК-1, ЧК-2 расчет расхода сульфата аммония С, кг:
C_год=C•Ц_(чк-2),
Для стадий Б, В расчет ведется по формуле:
C_год=C•Ц_годтовар.
Стадия ЧК-1:
C_год=5,29•85=449,65 кг;
Стадия ЧК-2:
C_год=63,16•85=5368 кг;
Стадия Б:
C_год=92,87•414=38448,18 кг;
Стадия В:
C_год=863,56•414=357513,84 кг;
Итого:449,65+5368,6+38448,18+357513,84=401780,27 кг, а с учетом 3 % потерь составит 413833,68кг.
в) Хлорид калия
Для стадий МИН, БИН, ЧК-1, ЧК-2 расчет расхода хлорида калия:
Q_год=Q•Ц_(чк-2),
Для стадий Б, В:
Q_год=Q•Ц_годтовар.
Стадия МИН:
Q_год=0,4•85=34 кг;
Стадия БИН:
Q_год=2,0•85=170 кг;
Стадия ЧК-1:
Q_год=5,98•85=508,3 кг;
Стадия ЧК-2:
Q_год=26,44•85=2247,4 кг;
Стадия Б:
Q_год=16,03•414=6636,42 кг;
Стадия В:
Q_год=154,91•414=64132,74 кг;
Итого:34+170+508,3+2247,4+6636,42+64132,74=73568,86 кг, а с учетом 3 % потерь составит 75775,93 кг.
