Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. дипломные работы > пищевая промышленность
Название:
Проект линии по производству яблочного бренди на территории Тульской области производительностью до 100 дал

Тип: Дипломные работы
Категория: Тех. дипломные работы
Подкатегория: пищевая промышленность

Цена:
1 грн



Подробное описание:

Аннотация.
Ахаладзе Максим Олегович, группа 631141.
Тема дипломной работы: «Проект линии по производству яблочного бренди на территории Тульской области производительностью до 100дал».
В дипломной работе «Проект линии по производству яблочного бренди на территории Тульской области производительностью до 100дал» рассмотрены требования, предъявляемые к качеству яблочного бренди, а также подробно рассмотрены процессы приготовления виноматериала и яблочного спирта. Проведён сравнительный анализ старого и нового оборудования. На основе приведённых данных сделан выбор аппаратов для подробного изучения и возможности их применения на производстве.
Дипломная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка и приложений.
Страниц 130
Рисунков 17
Таблиц 26
Названий в библиографическом списке 27

 

 

 

 

 

 

Содержание
Введение
Технологический раздел
Сырьё и его переработка
Современные технологии получения яблочного сока
(прессование, обработка ферментами)
Технологический процесс извлечения сока из яблок
Обработка ферментными препаратами
Извлечение сока
Осветление
Брожение и отбор виноматериала
Перегонка при производстве яблочного бренди
Аналитический раздел
2.1 Перегонные аппараты
Аппараты периодического действия
Двукратная перегонка
Аппараты с дефлегмационными тарелками
Анализ перегонных установок
Конструкторская часть
Теплофизические свойства водно-спиртовых растворов
Концентрация спирта
Температура кипения водно-спиртовой смеси
Равновесие фаз
Основные свойства спирта-ректификата
Температура кипения спирта-ректификата и атмосферное давление
Процесс ректификации
Повторная ректификация
Организационно-экономический раздел
Оценка технической целесообразности конструкции коньячной перегонной установки ВАНД-02
Выбор перечня показателей технического уровня конструкции
Оценка весомости(значимости) показателя
Расчёт комплексного показателя технического уровня и качества конструкции коньячной перегонной установки
Расчет трудоемкости ОКР
Расчёт временных и стоимостных затрат на проектирование изделия
Проектирование себестоимости перегонной установки
Расчёт затрат на основные материалы
Расчёт затрат на комплектующие покупные
Расчёт затрат на основные материалы и комплектующие в целом по машине
Расчёт затрат на заработную плату производственных рабочих
Расчёт полной себестоимости коньячной перегонной установки ВАНД-02
Определение лимитной цены коньячной перегонной установки ВАНД-02
Расчёт уровня капитальных вложений в НИОКР и освоение производства
Расчёт экономического эффекта от внедрения новой конструкции коньячной перегонной установки
Сводные показатели оценки экономической целесообразности проекта
Сетевое планирование разработки и выполнения дипломного проекта
Табличный метод расчёта параметров сетевого графика
Охрана труда и окружающей среды
Безопасность и экологичность проекта
Микроклиматические условия на производстве
Экологическая безопасность проекта
Противопожарная техника
Пожарная безопасность на ликёроводочных заводах
Пожароопасные свойства веществ, применяемых в ликероводочном производстве
Охрана окружающей среды
Очистка сточных вод от механических примесей
Освещение производственных помещений
Освещение рабочего места
Общая характеристика электроснабжения
Расход воздуха
Канализация
Шум и вибрация
Электрический ток
Механическое травмирование
Химические опасные и вредные производственные факторы
Биологические опасные и вредные производственные факторы
Заключение
Список используемой литературы

 

 

 

 


Введение

Кальвадос — крепкий алкогольный напиток, производимый в Нормандии путем перегонки яблочного сидра. Судьба кальвадоса отчасти схожа с судьбой арманьяка. Находясь в тени коньяка, эти напитки избежали чрезмерной коммерциализации и веками, как любимые дети, воспитывались в тиши небольших хозяйств. В отличие от виноградарства в провинции Коньяк, выращивание яблонь и груш никогда не было для крестьянства Нормандии основным видом деятельности. Этим и объясняется уникальный характер кальвадоса — французского напитка "для себя". Подобно абсенту, начавшему свое шествие по миру вместе с Африканским экспедиционным корпусом, кальвадос обязан своей известностью прежде всего французским солдатам Первой мировой войны. И, конечно же, Эриху Марии Ремарку!
Для производства сидра официально рекомендованы 48 сортов. Яблоки — нежные, горькие, нежно-горькие и кислые — отбираются и смешиваются каждым производителем по-разному, в соответствии с хранящимися в тайне пропорциями, передаваемыми из поколения в поколение. Яблоки для сидра мельче обыкновенных и чрезвычайно богаты танинами. Главными критериями отбора как раз и являются содержание танинов в получаемом сусле и его кислотность. [6]
В августе яблоки поступают на винокурню, где определяют их зрелость. В соответствии с правилами, яблоки специально не моются. Их мытье и очистка происходят во время движения в потоке воды в специальный накопитель. Там они дополнительно ополаскиваются родниковой водой и сушатся. Затем из них выжимают сусло. Натуральное брожение сусла длится пять недель и дает сидр — слабоалкогольный напиток крепостью от 4 до 6%.
Идея перегонки сидра давно занимала его производителей. Первое письменное упоминание о дистилляции яблочного сидра относится еще к 1553 году и принадлежит некоему Жилю де Губервилю. [6]
В 1741 году, по настоянию канцлера Анри Франсуа д'Эгессона, королевский совет принял решение, определявшее обязанности и привилегии нормандских производителей спиртного напитка из сидра. В соседних провинциях использовали это название в ущерб производителям Нормандии, которым не удалось отстоять свои права в суде. Лишь в 1942 году были изданы правительственные декреты, регламентировавшие порядок производства кальвадоса и присвоившие ему категорию АОС (Appellation d’origine controlee).
Сейчас сидр дистиллируют либо в "alambic charentais" (кальвадос Pays d'Auge) или в аппарате типа "patent still". Чтобы получить истинный кальвадос Pays d'Auge необходима двойная дистилляция сидра. Крепость готового кальвадоса — 40%. Затем в прохладных темных подвалах виноделы выдерживают жемчужину Нормандии в четырехсотлитровых бочках из дуба: в них кальвадос приобретает янтарный цвет, тонкость и богатство букета. Как и в случае с коньяком, производители кальвадоса после выдержки спиртовых растворов составляют купажи, рецепты которых также являются тайной и гордостью каждого Дома.
Официальные производители кальвадоса делятся на три основные группы:
Calvados du Pays d'Auge AOC (Кальвадос Пэй д'Ож) — лучший кальвадос, производимый на маленькой территории, на границе трех департаментов.
Calvados AOC. Этот кальвадос производят на большей территории, и его производство является не таким тщательным и дорогостоящим. Хотя и здесь получают великолепные напитки, особенно в Нормандской роще (Бессене, на юге департамента Ла-Манш). Совсем недавно появился еще один апеллясьон — Calvados Domfrontais (Кальвадос Домфронтэ).
В рейтингах авторитетных изданий лучшим производителем Calvados du Pays d'Auge AOC считается винокурня "Busnel". Но не менее известны и кальвадосы Boulard (Булар), Pere Magloire (Пер Маглуар), Coquerel (Кокерель).
Как же, как большая часть коньяков и арманьяков, кальвадос — продукт купажа, на этикетке указывается возраст самого молодого спирта. Минимальные сроки выдержки для трех основных возрастных категорий кальвадоса соответствуют стандартам, принятым для коньяка. Определенные законом сроки следующие: 3 звезды, или Calvados AOC — минимальный срок выдержки в бочке 2 года; Vieux (старый) или Reserve (Резерв) — напиток должен быть выдержан в дубовой бочке не менее трех лет; V.S.O.P. или Vieille Reserve — 4 года. Напитки старше 6 лет имеют много имен — X.O., Extra, Napoleon, Age Inconnu, Age d'Or, Venerable, Hors d'Age и др.
Во Франции есть вековая традиция "опрокидывать" рюмку кальвадоса при каждой смене блюд. Этот ритуал называют "trou normand", что можно перевести на русский язык как "нормандская дыра".[8]

 

 

 

 

 

 


Технологический раздел

Сырьё и его переработка

Каждый сорт дикорастущих и культивируемых яблок имеет свои характерные особенности и различный химический состав. Все зависит от происхождения, условий произрастания, степени зрелости плодов. Все это определяет пищевые достоинства, вкус и использование. Химический состав яблок весьма разнообразен и богат. В 100 граммах съедобной части свежих яблок содержится 11% углеводов, 0.4% - белков, до 86% - воды, 0.6% - клетчатки и 0.7% органических кислот, среди которых яблочная и лимонная. Кроме того, в яблоке обнаружены жирные летучие кислоты: уксусная, масляная, изомасляная, капроновая, пропионовая, валериановая, изовалериановая. Имеет яблоко дубильные вещества и фитоциды, являющиеся бактерицидными веществами. Крахмал имеет основное пищевое значение. Высоким его содержанием в значительной степени обусловливается пищевая ценность продуктов. В пищевых рационах человека на долю крахмала приходится около 80% общего количества потребляемых углеводов. В крахмале находятся две фракции полисахаридов — амилоза и амилопектин. Превращение крахмала в организме в основном направлено на удовлетворение потребности в сахаре. Крахмал превращается в глюкозу последовательно, через ряд промежуточных образований. В организме содержится в виде гликогена. Как следует из табл. 1, наиболее полезными свойствами обладают яблоки и капуста. Яблоки содержат в 2 раза больше фруктозы, чем глюкозы. Они показаны при заболевании печени, сахарным диабетом и ряде других заболеваний. [7]
По химическому составу и органолептической оценке сорта яблок характеризуются следующим образом:
- летние сорта - плоды с мягкой мякотью, на вкус кисло- сладкие. Характеризуются умеренной сахаристостью до 100 г/ дм3, низкой титруемой кислотностью, в среднем не выше 5 г/ дм и незначительным содержанием экстрактивных веществ. Сокоотдача яблок низкая, 40 -45 дал/т.
- осенние сорта - плоды с более твердой мякотью, сочные, кисло-сладкие с приятным ароматом. Содержание сахара достигает 120 г/ дм3, кислотность невысокая 4,6 - 6,5 г/дм3. Выход сока составляет в среднем 53 дал/т.
- зимние сорта - плоды с твердой мякотью и обладают высокой сокоотдачей. Выход сока составляет 52 - 60 дал/ т. В этих сортах отмечено повышенной содержание титруемых кислот 5-9 г/дм" и экстрактивных веществ до 24 г/ дм . Эти сорта обладают повышенной ароматообразующей способностью и являются наиболее оптимальными для производства винодельческой продукции.[10]

Таблица 1.1
Содержание углеводов на 100 г съедобной части яблок, в граммах
Глюкоза 2.0
Сахароза 1.5
Гемицеллюлоза 0.4
Клетчатка 1.6
Крахмал 0.8
Пектин 1.0

Исходя из таблицы 1.1 видно, что химический состав яблок очень разнообразен, содержит большое количество пектина и крахмала. Из-за высокого содержания пектина яблоки являются основным продуктом для производства пектина.
Различают два основных вида пектиновых веществ — протопектин и пектин.
Протопектины не растворимы в воде. Они содержатся в стенках клеток плодов. Протопектин представляет собой соединение пектина с целлюлозой, в связи с чем при расщеплении на составные части протопектин может служить источником пектина.
Пектины относятся к растворимым веществам, усваивающимся в организме. Основным свойством пектиновых веществ, определившим их использование в пищевой промышленности, является способность преобразовываться в водном растворе в присутствии кислоты и сахара в желеобразную коллоидную массу.
Современными исследованиями показано несомненное значение пектиновых веществ в питании здорового человека, а также возможность использовать их с терапевтической (лечебной) целью при некоторых заболеваниях преимущественно желудочно-кишечного тракта. Пектин получают из отходов яблок, арбузов, а также из подсолнечника.
Пектиновые, вещества способны, адсорбировать различные «соединения, в том» числе экзо- и эндогенные токсины, тяжелые металлы. Это свойство пектинов широко используется в лечебном и профилактическом питании (проведение разгрузочных яблочных дней у больных колитами, назначение мармелада, обогащенного пектином. [9]
Начало массового поступления сырья начинается с 10-15 июля и заканчивается в ноябре. Продолжительность сезона составляет около 5 месяцев. Несмотря на то, что сезон заготовок относительно продолжителен, максимальное поступление различных видов сырья приходится на август, сентябрь. В качестве сырья для производства сока концентрата используются яблоки, по ГОСТ 21122-75. Яблоки должны быть свежими, здоровыми, не повреждёнными сельскохозяйственными вредителями и болезнями, без технических повреждений. [12]
Таблица 1.2
Технические требования „Яблоки свежие поздних сроков созревания” по ГОСТ 21122-75
Наименование показателей

Характеристика и нормы для сортов
Высшего Первого
Внешний вид Отборные плоды, типичные по форме и окраске для данного помологического сорта, без повреждений вредителями и болезнями, с плодоножкой или без нее, но без повреждения кожицы плода. Плоды типичные по форме и окраске для данного помологического сорта, без повреждения вредителями и болезнями, но без повреждения кожицы плода.
Размер по наибольшему поперечному диаметру, мм, не менее:
плоды круглой формы;
плоды овальной формы;

 

65

60

 

60

50
Зрелость Плоды однородные по степени зрелости, но не зеленые и не перезревшие
Механические повреждения Легкие нажимы общей площадью не более 2 см2 Не более двух градобоин, легкие нажимы и потертости общей площадью не более 4 см2
Повреждения вредителями и болезнями Допускаются плоды с одним двумя засохщими повреждениями плодожоркой не более 2% от массы партии Заживщие повреждения кожицы общей площадью не более 2 см2 Допускаются плоды с одним двумя засохщими повреждениями плодожоркой не более 2% от массы партии
Побурение кожицы(загар) Не допускаются Слабое побурение кожицы на площади не более1/8от поверхности плода
Подкожная пятнистость Не допускаются Не допускаются
Увядание Не допускаются Слабое увядание без признаков морщинистости
Побурение мякоти Не допускаются Не допускаются


Современные технологии получения яблочного сока
(прессование, обработка ферментами)

Сок готовят из яблок разных сортов и сроков созревания, поэтому по химическому составу яблочные соки могут значительно различаться, хотя большинство промышленных сортов яблок имеет незначительный диапазон в содержании сухих веществ (19…21%) и органических кислот (0,3…0,6%), также они содержат пектиновые вещества (0,5…1,0%), богаты витаминами. Для получения соков лучшими являются яблоки осенне-зимних сортов с плотной тканью, которые при дроблении дают мезгу зернистой структуры, хорошо поддающуюся прессованию. Выход сока составляет 80% и более. После дробления мезга должна сразу поступать на прессование, так как при измельчении нарушается целостность клеточных стенок, и высвобождаются полифенольные ферменты. При этом с участием кислорода воздуха окисляются полифенольные и другие легкоокисляемые соединения, что приводит к потемнению и ухудшению вкуса и запаха сока. Продукты окисления полифенолов могут иметь красную, оранжевую, коричневую окраску и, соответственно, менять цвет сока. Отжатый сок, который содержит пектиновые и полифенольные вещества и некоторую часть крахмала и азотистых соединений, необходимо осветлить комбинированными способами с применением пектолитических и амилолитических ферментов и других осветляющих веществ. Для получения яблочного сока применяют комплексные механизированные линии, включающие приёмку сырья и получение готового продукта.[17]

 

 

Технологический процесс извлечения сока из яблок

Качество вина формируется на всех этапах его производства, начиная от переработки плодов. Увеличение выхода сока при переработке сырья и рациональное его использование - одно из направлений повышения эффективности производства.
Переработка яблок на предприятиях осуществляется по следующей технологической схеме: выгрузка сырья на приемные бункера, мойка, инспекция, дробление, подача мезги из мезгосборника на сокоотделение с одновременной ее сульфитацией, частичное отделение сока на стекателе, прессование мезги, подача сока на последующие технологические операции.
Увеличению выхода сока способствует повышение пористости мезги. К мезге добавляют различные инертные вещества: кизельгур, древесную стружку, рисовую лузгу. Прессование мезги яблок с добавлением лузги увеличивает выход сока из биологически спелых плодов на 15 - 20 % и из яблок технической зрелости - на 10-12 %.
Доставка, приёмка и хранение сырья осуществляются в производстве соков так же, как при изготовлении других видов фруктовых консервов. Сырьё инспектируют, удаляя плоды, поражённые вредителями, загнившие и с другими дефектами. Механическое измельчение (дробление) является основным способом воздействия на растительную ткань в производстве соков. Однако чрезмерно мелкое измельчение превратит мезгу в сплошную массу, в которой не будет «каналов» для вытекания сока. Степень повреждения клеток при механическом измельчении зависит от вида плодов и конструкции измельчающего устройства. Степень повреждения клеточной структуры яблок при измельчении на шлифовальной машине порядка 30…35%. Однако, при измельчении яблок на тёрочно-ножевой дробилке доля клеток с повреждёнными мембранами может достичь 60…80%. При прессовании также происходит повреждение мембраны. В процессе нагревания растительного сырья коагулируются и обезвоживаются белки протоплазмы, что приводит к увеличению клеточной проницаемости. Тепловая обработка оказалась наиболее эффективной для плодов с низкой сокоотдачей. Нагревание не только повышает выход сока, но и оказывает другие воздействия на сырьё: инактивирует ферменты, снижает слизистость и вязкость, способствует переходу красящих веществ из кожицы и мякоти плодов в сок. Режим нагревания должен быть правильно подобран для каждого вида и сорта сырья. Дроблёные плоды нагревают в аппаратах непрерывного действия разного устройства. [19]

Обработка ферментными препаратами

Большинство плодов и ягод содержат пектиновые вещества, которые затрудняют выделение сока и уменьшают его выход. Пектиновые вещества находятся в плодах в виде нерастворимого в воде протопектина и растворимого пектина. Протопектин входит в состав клеточных стенок и срединных пластинок растительных тканей. Основное влияние на процесс сокоотдачи оказывает растворимый пектин, который обладает водоудерживающей способностью и повышает вязкость сока, препятствуя его вытеканию. Поэтому при обработке мезги пектолитическими ферментами необходимо, прежде всего, разрушить нерастворимый протопектин. Протопектин должен быть гидролизован только частично, так чтобы отделить клетки одну от другой и частично разрушить их стенки для повышения клеточной проницаемости. Пектолитические ферментные препараты не только разрушают пектиновые вещества, но и действуют на клетки токсичными веществами неферментативной природы, которые входят в состав препаратов и вызывают коагуляцию белково-липидных мембран и гибель растительных клеток. В результате этих превращений клеточная проницаемость увеличивается, протоплазменные мембраны разрываются, и выход сока значительно облегчается. Для обработки мезги плодов при производстве соков без мякоти используют ферментный препарат Пектофостидин, который выпускается в виде порошка. Препарат Novoferm 10х (выращивается поверхностным способом) представляет собой комплекс ферментов пектиназы, полигалактуроназы, пектинметил-эстеразы, целлюлазы и амилазы. Оптимальная температура действия пектолитических ферментных препаратов 35…40°C. Повышение температуры сверх 55°С инактивирует ферменты и действие препарата прекращается. Продолжительность обработки 1…2 часа. Novoferm 10х применяется как для обработки мезги, так и для осветления соков. Новым видом ферментов, которые могут применяться для обработки мезги в целях повышения выхода сока, являются разжижающие ферменты, в состав которых входит пектиназа и целлюлаза. [12]

Извлечение сока

Для извлечения сока из подготовленной мезги плодов применяют прессование, центрифугирование, диффузию и т.д. Основной способ извлечения сока из плодов и ягод – прессование – состоит в давлении на мезгу. Основная функция пресса заключается не в раздавливании растительной ткани, не в повреждении биомембран клеточной структуры, а в выдавливании сока, уже выделившегося из повреждённых в процессе предварительной обработки клеток. Пресс не предназначен для выделения сока из клеток, а служит для отделения жидкой фазы мезги – сока, вытекающего из разорванных ещё до начала прессования клеток. Высокий выход сока зависит главным образом от надлежащей предварительной обработки сырья. Для прессования применяют различные по конструкции и принципу действия прессы, которые могут быть непрерывного (шнековые, ленточные) и периодического (пакетные, корзиночные) действия. В пакетных прессах мезгу слоем 6…8 мм заворачивают в салфетки (пакеты) из прочной ткани. Пакеты укладывают на платформе один на другой с прокладкой между ними деревянных плиток. Сверху пакеты укрепляют прессующей плитой. Платформа с пакетами поднимается под прессующую плиту плунжером. Гидравлический корзиночный пресс фирмы «Бухер» представляет собой сплошной цилиндр, закрытый с двух сторон дисками, один из которых приводится в движение гидравлической системой, второй неподвижен. Между дисками размещена дренажная система из гибких желобчатых стержней, покрытых снаружи тканью. Мезга подаётся насосом через трубопровод внутрь цилиндра и заполняет пространство между стержнями. После заполнения корзины подвижный диск двигается внутрь корзины и давит на мезгу. Выделяющийся сок проходит через фильтрующую ткань и по желобкам стержней стекает в общий трубопровод. При сближении дисков стержни сгибаются. По окончании одного цикла прессования подвижный диск отодвигается назад, стержни распрямляются и разрыхляют мезгу. На данном прессе выход сока составляет 80%, содержание взвесей 1,3%, создаваемое давление 1,2 МПа. Для отжима сока из яблок используют шнековые прессы Р3-ВПШ-5 и Р3-ВП2-Ш-5. Для прессования яблок наибольшее распространение получили ленточные прессы, которые позволяют вести прессование в тонком слое при высокой производительности. Ленточный пресс типа ПФ фирмы «Кляйн» состоит из массивной рамы с бункером для мезги и двух лент из полиэфира, проходящих через группы валиков. Мезга загружается в пресс шнековым загрузочным устройством. Первая зона – стекания, где из мезги под влиянием силы тяжести отделяется сок-самотёк. Затем мезга попадает в клиновидное пространство между двумя лентами и там сдавливается. Отпрессованные выжимки с помощью откидывающегося скребка удаляется с верхней и нижней лент, которые расходятся и на обратном пути промываются струями воды. На данном прессе выход сока составляет 72…80%. Выход сока и производительность линии в целом можно повысить, применяя двойное прессование или экстрагируя остатки сока из выжимок. Прессово-экстракционный способ состоит в отжатии сока из мезги на прессе, затем к выжимкам добавляют воду в соотношении от 1:0,5 до 1:1, тщательно размешивают и извлекают полученный сок на барабанном вакуум-фильтре. Сок, отжатый из выжимок, содержит меньше растворимых сухих веществ, чем после однократного прессования, поэтому его уваривают или используют для приготовления сахарного сиропа в производстве соков с сахаром. Диффузионный способ заключается в том, что весь сок с растворимыми сухими веществами извлекают из выжимок водой. [7]

Осветление

С целью удаления загрязняющих примесей и дикой микрофлоры проводят осветление сока. В зависимости от назначения получаемого виноматериала и конкретных технологических условий применяют различные способы его осветления. Основным и наиболее широко применяемым способом является отстаивание.
Для получения прозрачного продукта необходимо нарушить коллоидную систему и обеспечить оседание взвешенных частиц и удаления части коллоидов, прежде всего нестойких. Однако в процессе хранения возможно взаимодействие коллоидов между собой и образование более крупных частиц, которые могут вызвать помутнение сока и выпадение осадка. Стабильность коллоидной системы сока обеспечивается следующими свойствами:
- высокая дисперсность коллоидных частиц;
- наличие у коллоидных частиц одноимённого электрического заряда;
- наличие на поверхности частиц водной оболочки, которая приближает плотность частиц к плотности жидкой фазы и препятствует их соединению.
Различают физические, биохимические и физико-химические способы осветления сока. К физическим относятся: процеживание, отстаивание, сепарирование. К биохимическим - обработка ферментами. К физико-химическим: отстойка, обработка бентонитом, мгновенный подогрев. [21]

Брожение и отбор виноматериала

Качество вина зависит не только от исходного сырья и технологии его приготовления, но и в значительной мере определяется дрожжевой флорой, при помощи которой осуществляются бродильные процессы. Известно, что наибольшее воздействие на аромат и вкус вина оказывают биохимические процессы, связанные с жизнедеятельностью дрожжей. Яблочный сок, в отличие от виноградного, имеет свои особенности. Он обеднен азотистыми соединениями, являющимися одним из основных питательных субстратов для дрожжей.
Кроме того, яблочный сок в значительной степени обсеменен дикой микрофлорой. Исследованиями Чаленко Д.К. показано, что в преобладающем количестве в плодово-ягодном соке находятся дикие дрожжи Schiizosacchoromices acidodevoratus, являющиеся энергичными возбудителями спиртового брожения и способные вызвать значительное снижение кислотности в соках за счет потребления яблочной кислоты, что крайне нежелательно для яблочных вин, характеризующихся низкой кислотностью. Поэтому использование специальных чистых культур дрожжей при сбраживании яблочного сока является необходимым. [21]
Длительное время в плодово-ягодном виноделии республики для сбраживания яблочного сока использовались общепринятые в виноделии расы дрожжей Апорт 199 и Сидровая 101. Эти расы дрожжей не дают ожидаемого эффекта, поэтому целесообразными были поиски активных местных рас дрожжей, отвечающих требованиям плодово-ягодного виноделия и приспособленных к местным природно-климатическим условиям.
В настоящее время брожение яблочного сока проводится периодическим способом. Дрожжевая разводка задается обычно в количестве 3 % от объема сбраживаемого сусла. Оптимальной температурой брожения считается 18- 25 ° С. С целью получения качественных натуральных вин стремятся создать условия для медленного брожения, так как вина, сброженные слишком бурно, вследствие высокой температуры, получаются вялыми, без специфического аромата.
Технологические приемы, направленные на замедление брожения сводятся в основном к ограничению доступа кислорода воздуха, эффективному отстаиванию сусла, снижению температуры брожения охлаждением. Известен способ непрерывного сбраживания соков в установках с насадкой при сверхвысокой концентрации дрожжей. В процессе брожения предусматривается перемешивание среды углекислотой, выделяющейся при сбраживании сока.
Французский исследователь Семишон предложил подспиртовывание бродильной среды до 4 % об. Этот способ был назван брожением “суперкатр”. Повышенная спиртуозность среды на начальной стадии брожения способствовала снижению скорости сбраживания, сохранению умеренной температуры, лучшему осветлению молодых вин и повышению их качества.
Способы сбраживания плодово-ягодных соков, применяемых на предприятиях в странах СНГ разнообразны. Во многих работах показано, что достижение требуемой спиртуозности (10-11 % об.) в результате естественного наброда при внесении в сок расчетного количества сахара, позволяет получать вина значительно мягче и гармоничнее крепленых за счет накопления глицерина и эфиров. На этой основе в Беларуси применяется технология получения натуральных плодово-ягодных вин с естественным набродом спирта 12-16 % об.
Традиционная литовская технология, также предусматривает сбраживание высокосахаристых сред без крепления спиртом. Длительность процесса получения вина составляет 4 месяца. Эта технология позволяет получать плодово-ягодные вина, отличающиеся мягкостью, бархатистостью, слаженным букетом и вкусом.
Приведенные литературные данные показывают, что продолжение работ по развитию плодово-ягодного виноделия и поиски новых технологических приемов повышения качества натуральных яблочных вин имеет реальные и широкие перспективы. [16]
С целью подбора рас дрожжей из коллекции дрожжей Института микробиологии и вирусологии были отобраны 5 штаммов дрожжей Saccharomyces cerevisia: Яблочная 2(2), №9, №10, №11, Апорт 199. Расы дрожжей выделены с поверхности плодов и ягод при изучении дрожжевой флоры плодово-ягодных насаждений Алматинской области. Для сравнения сбраживающей способности чистых культур дрожжей исследовалась общепринятая в виноделии раса дрожжей Сидровая 101.
Исследования проводились в лабораторных условиях по общепринятым заводским методам. Дрожжевая разводка готовилась в равных условиях на пастеризованном яблочном соке. Для брожения вносили активную разводку дрожжей в количестве 2%. Сбраживали яблочный сок, содержащий сахара 124 г/дм , титруемой кислотности 6,6 г/дм , SO2 ев/об.-16,6/29,4 мг/дм3.
Брожение осуществляли в колбах под гидравлическим затвором при температуре 22 - 25° С. Брожение на всех штаммах дрожжей протекало равномерно. Продолжительность сбраживания яблочного сока составила от 7 до 9 суток. Характеристика полученных виноматериалов представлена в таблице 1.3.
Установлено, что расы Яблочная 2 (2) и Апорт 199 обладают более высокой спиртообразующей способностью и имеют лучшую органолептическую характеристику.
Осадок яблочного виноматериала, сброженного на ЧКД Яблочная 2(2) имеет зернистую структуру, остальные расы - пылевидную.

Характеристика яблочного сока, сброженного на разных расах дрожжей. Таблица 1.3
Показатели Яблочная №9 № 10 № 11 Сидровая Апорт
2(2)

101 199
Сахар, г/дм3 2,0 2,8 2,5 2,0 2,5 2,2
Спирт, % об. 7,5 7,5 7,3 7,2 7,0 7,5
Коэффициент выхода спирта из ед.сахара 0,60 0,60 0,59 0,58 0,565 0,60
Титруемая кислотность г/дм3 7,5 7,2 7,4 7,2 7,2 8,1
Летучая кислотность г/дм 0,26 0,33 0,33 0,26 0,30 0,33
Средние эфиры, мг/100 мл 117,33 46,93 48,22 97,78 51,34 70,40
Альдегиды,
57,2 55,4 57,2 56,5 67,1 57,0
Продолжительность брожения, сутки 7 9 8 9 10 8
Дегустационная оценка, балл 8.5 7.9 8.1 8.1 7,8 8,3

Как видно из таблицы 1.3, наиболее полное и быстрое сбраживание обеспечили расы дрожжей Яблочная 2 (2) и Апорт 199, также раса Яблочная 2 (2) характеризуется высоким содержанием средних эфиров, что положительно сказывается во вкусе и аромате вина.
Результаты дегустации показали, что яблочные виноматериалы, сброженные на расах Яблочные 2 (2) и Апорт 199 более полные, гармоничные во вкус и аромате.
На основании проведенных исследований для производства качественных плодовых вин в условиях сырьевой зоны Тульской области рекомендуется раса: Яблочная 2 (2), обеспечивающая умеренное брожение и быстрое осветление молодых виноматериалов. [10]
С целью совершенствования схемы переработки плодов в основу исследования принята задача обеспечения более длительного контакта сока с мезгой. Для этого использовали прием возврата прессовых фракций сока для орошения мезги, поступающей в стекатель.
При переработке плодов прессовые фракции сока от общего его удельного выхода составляет 20-25 %. Возврат этого объема сока на мезгу позволил увеличить продолжительность контакта твердой и жидкой фазы до 35-40 минут. Для инактивации окислительных ферментов плодов прессовые фракции сока, используемые для орошения мезги предварительно сульфитировали до 250-300 мг/дм.
Исследования проводили в производственных условиях плодовинсовхоза им. Мичурина на технологической линии переработки плодов производительностью 10 т/час, состоящей из двух дробилок ВДР - 5, стекателя РЗ-ВСР-10 и двух прессов ВПШ -5 . Сульфитированный сок прессовых фракции равномерно насосом подавался на мезгу перед поступлением ее в стекатель. Отделенный на стекателе сок всех фракции направлялся на осветление.
Контролем служил сок, полученный без возврата на мезгу прессовых фракции и сок, полученный из ферментированной мезги.
Характеристика физико-химических показателей сока и виноматериалов, полученных при разных условиях переработки яблок, приведена в таблице 1.4.
Общий выход сока в варианте с возвратом сульфитированных прессовых фракций на мезгу достигается почти такой же, как и при внесении фермента на мезгу. Вероятно, при снижении активности окислительных ферментов за счет своевременной обработки сернистым ангидридом и увеличения продолжительности контакта сока с мезгой повышается действие естественных пектинрасщепляющих ферментов плодов.
Кроме того, снижается количество взвесей в соке, т. к. проходя через слой мезги, сок в определенной степени фильтруется. В отделенном со стекателя соке (все фракции) содержание взвесей снижается почти в два раза по сравнению с контрольным. В связи с этим достигается наиболее высокий удельный выход осветленного сока даже по сравнению с вариантом опыта, в котором ферментом обрабатывалась мезга.
Более продолжительный контракт сока с твердыми элементами плодов обеспечил дополнительную экстракцию азотистых и фенольных соединений.
Опытные виноматериалы имеют более высокий уровень приведенного экстракта и характеризуются меньшей склонностью к окисленности. [10]
Физико-химические показатели при разных условиях переработки плодов
Таблица 1.4
Показатели Орошение мезги сульфитированным соком Без орошения мезги Обработка мезги ферментом

1 2 3 4
Количество переработанных яблок, кг 14000 7360 7240
Общий выход сока, дал 920 456 464
Удельный выход сока, дал/т 65,7 62 64
Выход осветленного сока, дал 870 358 419
Удельный выход сока,дал/т 62,1 47,8 57,9
Объем гущи, дал 50 98 45
дал/т 3,6 13,3 6,2
Взвеси в соке,г/ 100 мл 3,1 6,2 5,4
Характеристика сока
Сахар, г/ дм 3 115 111 114
Титруемая кислотность, г/дм3 8,8 8,7 8.4
Аминный азот,мг/дм 3 168 137 130
Фенольные соединения 612 498 536
Характеристика виноматериалов
Спирт, % об. 6,7 6,4 6,6
Сахар, г /дм 3 1,7 2,0 2,0
Приведенный экстракт,г/дм3 19,0 17,3 18,5
Титруемая кислотность, г/ дм 3 8,4 8,3 8,2
Более продолжительный контракт сока с твердыми элементами плодов обеспечил дополнительную экстракцию азотистых и фенольных соединений.
Опытные виноматериалы имеют более высокий уровень приведенного экстракта и характеризуются меньшей склонностью к окисленности.
Органолептическая оценка показала, что такие виноматериалы более чистые во вкусе и аромате, достаточно экстрактивные. Полученные данные свидетельствуют о целесообразности применения технологического приема возврата сульфитированных прессовых фракции на мезгу при производстве плодовых вин. Использование этого приема в производстве несложно и способствует исключению такой трудоемкой и дорогой операции, как ферментация мезги.
Исходя из выявленной при патентных исследованиях возможности более эффективного проведения брожения сока с использованием спиртования бродящего сока на начальной стадии бурного брожения до 4-5 % нами испытывались спиртосодержащие натуральные компоненты - спирт-сырец и эфироальдегидная фракция. [19]
Согласно данным многих исследователей, эти продукты виноградного виноделия, содержащие в значительном количестве высшие спирты, альдегиды и др., при определенных условиях могут быть исходными ароматобразующими компонентами.
Для опытов использовали спирт-сырец яблочный, полученный при перегонке дрожжевых осадков, крепостью 40% об. и эфироальдегидные фракции, полученные при перегонке коньячных виноматериалов крепостью 80% об. Контролем служили виноматериалы, полученные с естественным набродом спирта до 10-11 % об. за счет внесения в бродильную смесь расчетного количества сахара.
На основании лабораторных и производственных исследований предлагается технологическая схема приготовления натуральных яблочных вин, с использованием на стадии брожения ароматобразующих компонентов: спирта-сырца яблочного или виноградного с объемной долей этилового спирта не менее 40% или эфироальдегидной фракции, полученной при перегонке коньячных виноматериалов.
Физико-химические показатели виноматериалов приведены в таблице 1.5
Как видно из таблицы, добавление эфироальдегидной фракции и спирта-сырца яблочного в виноматериал приводит к количественному изменению состава виноматериала за счет повышения в нем ароматобразующих соединений, которые в результате ассимиляции обогащают букет вина и оказывают положительное влияние на формирование вкуса. Полученные виноматериалы более полные и богатые во вкусе и аромате по сравнению контрольным.
Органолептическая оценка показала, что виноматериалы, сброженные при повышенной начальной спиртуозности сока, характеризуются лучшей прозрачностью, чистыми фруктовыми тонами, полным слаженным вкусом и имеют дегустационную оценку на 0,2- 0,3 балла выше контрольных виноматериалов. [22]
Характеристика виноматериалов, полученных при внесении ароматобразующих компонентов на начало брожения
Таблица 1.5


Виноматериал с добавлением расчетного количества сахара Виноматериал с добавлением спирта ректификата Виноматериал с добавлением спирта-сырца Виноматериал с добавлением ЭАФ

Сахар г\дм 3 3,0 2,0 2,0 2,0
Спирт, % об. 10,6 10,4 10,4 11,5
Азот аминный, мг/дм 3 39 29 44 45
Высшие спирты мг/дм 3 420 158 218 315
Метанол, мг/дм 120 136 167 17,6
Полисахариды, мг/дм 3 220 153 161 154
Эфиры низкокипящие мг/дм 3 65 70 63 76
Эфиры высококипящие, мг/дм 3 - 112 156 164
Дегустационная оценка, балл 7,9 8,2 8,2 8,5
На основании данных исследований разработана комплексная технологическая схема получения плодово-ягодного вина улучшенного качества включающая: переработку плодов с одновременным возвратом сульфитированных прессовых фракции на мезгу в стекатель; сбраживание сока на новой расе дрожжей "Яблочная 2 (2)", с внесением в него на начало брожения ароматообразующих компонентов (рис 1.1).
В соответствии с разработанной технологической схемой плоды из приемного бункера (1) гидротранпортером подаются в накопитель и после орошения чистой водой (3) через лоток-делитель направляются на дробилки (6). Мезга поступает в стекатель (7) и затем на пресс (8). Прессовые фракции сока, сульфитированные до 250-300 мг/ дм3, постоянно в процессе переработки плодов возвращаются в стекатель. Объединенные фракции сока отделяются со стекателя, собираются в сокосборник. Затем сок, поступает на осветление и на брожение. Осветление проводится в отстойных резервуарах (11) в течение 12-16 часов при температуре не выше 25 °С. Перед осветлением сок дополнительно сульфитируется до 80- 100 мг/ дм3 диоксида серы. На стадии бурного брожения вносятся ароматообразующие компоненты из расчете повышения крепости сока на 4-5 % об.
Внесение эфироальдегидной фракции или спирта-сырца яблочного в сок на начальной стадии брожения способствует более эффективной ассимиляции ароматообразующих компонентов, в результате которого резкие сивушные тона сглаживаются, трансформируются, приобретают приятные оттенки и оказывают положительное влияние на формирование и качество вина.[8]
Разработанная технология по основным технико-экономическим показателям превосходит технологию, принятую в промышленности:
• увеличивается удельный выход сока на 5-6 %;
• сокращаются потери сырья на 25-30 % против нормативных;
• снижаются удельные трудозатраты;
• сокращается технологический цикл приготовления вин;
• усиливается экстракция, снижается содержание взвесей, сдерживаются окислительные процессы.

Рис. 1.1 Технологическая схема производства плодово-ягодных вин
1 - приемный бункер; 2 - гидротранспортер; 3 - моечная машина; 4 - инспекционный транспортер; 5 - шнековый транспортер; 6 - дисковая центробежная дробилка ВДР- 5; 7 - шнековый стекатель ВСП -5; 8 - шнековый пресс ВПШ -5 ; 9 - сульфитодозирующая установка ВСАУ; 10 - насос; 11 - резервуар для отстаивания сока; 12 - резервуар для приготовления суспензии бентонита; 13 - резервуар для приготовления дрожжевой разводки; 14 - бродильная установка; 15 - купажер; 16 -фильтр - пресс; 17 - резервуар для хранения виноматериалов.

Перегонка при производстве яблочного бренди


Перегонка — это отделение из вина этилового спирта вместе с некоторыми летучими компо¬нентами. В результате перегонки получают спирт-сырец или не¬посредственно коньячный спирт.
Различают простую, фракционную и сложную перегонки. При простой перегонке из вина получают спирт-сырец. Подвер¬гая его фракционной перегонке, получают коньячный спирт. При фракционной перегонке дистиллят делят на фракции, кото¬рые отбирают раздельно в
соответствии с заданными показате¬лями состава. В результате сложной перегонки получают дистиллят с большим содержанием спирта (до 97,2% об.), очищен¬ный (ректифицированный) от примесей (спирт-ректификат).
В дистиллят, кроме этилового спирта, переходят, как было отмечено выше, летучие компоненты, которые играют важную роль при формировании характерного букета и вкуса коньяка. В зависимости от точки кипения эти вещества делят на три группы: низкокипящие, промежуточные и высококипящие.
В первую группу объединяют вещества, температура кипе¬ния которых ниже температуры кипения этилового спирта: аль¬дегиды (уксусный, пропиловый, масляный); эфиры (муравьино-этиловый, уксуснометиловый и уксусноэтиловый) и спирты (ме¬тиловый) .
К промежуточным веществам относится этиловый спирт.
К высококипящим веществам относятся высшие спирты (про¬пиловый, изобутиловый, изоамиловый), фурфурол, эфиры (изомасляноэтиловый, изовалериановоэтиловый, уксусноизоамиловый) и кислоты (уксусная, пропионовая, масляная, изовалериановая).
Для перевода летучих примесей в дистиллят в заданном ко¬личестве надо регулировать режим перегонки с учетом законов простой дистилляции.
Так, температура кипения водно-спиртовой смеси зависит от содержания в ней этилового спирта; при увеличении его коли¬чества температура кипения смеси снижается.
Разделение водно-спиртовой смеси дистилляцией основано на различной летучести спирта и воды. Так как спирт более летуч, чем вода, в перегоняемой жидкости спирта всегда будет меньше, чем в парах, выделяющихся при кипячении водно-спир¬товой смеси. Отношение содержания спирта (или примеси) в парах и перегоняемой жидкости называется коэффициентом испарения спирта Ка = Уа:Ха (или примеси Кп= Уп:Хп). Коэффициент ректификации — это отношение коэффициента испарения примеси к коэффициенту испарения этилового спирта

К_п^`=К_п:К_а
Когда в дистилляте примеси содержится больше, чем в перегоняемой жидкости, коэффициент ректификации этой примеси будет больше единицы, и, наоборот, когда в дистилляте содер¬жится меньше примеси, коэффициент ректификации ее меньше единицы.[1]

 

 

 

 

Аналитический раздел

Перегонные аппараты

Перегонные аппараты, применяемые в коньячном производ¬стве, в зависимости от способа действия и конструкции подраз¬деляются на три группы. В первую группу входят кубовые ап¬параты периодического действия: простые без дефлегмационных устройств, шарантского типа с огневым обогревом, шарантскрго типа с паровым обогревом, кубовые аппараты с дефлегмационными тарелками, кубовые аппараты системы Деруа и двухкубовые аппараты; во вторую группу входят аппараты непрерыв¬ного действия, а в третью — вакуум-перегонные аппараты. [1]

Аппараты периодического действия
В коньячном производстве распространены в основном аппа¬раты периодического действия. Они делятся на аппараты дву¬кратной (аппараты шарантского типа) и прямой перегонки (типа Писториуса).
При двукратной перегонке коньячный спирт получают в два этапа: сначала виноматериал перегоняют на спирт-сырец, а за¬тем путем фракционной перегонки получают головной, средний (коньячный спирт) и хвостовой погоны. [1]
При прямой (однократной) перегонке вина сразу же обра¬зуются коньячный спирт и остальные фракции.
Простой бездефлегмационный аппарат состоит из медного котла 1, который заделывается в кирпичной печи 12 и имеет рукоятки 2. На котел прикреплен шлем 4, соединенный паропроводной трубкой 5 со змеевиком холодильника 6, конец змеевика выведен наружу и заканчивает¬ся изогнутой вниз трубкой 10 для стока перегнанной жидкости в спиртоприемник. Холодная вода поступает в холодильник через воронку 7, а вытекает из отверстия 8. Кран 9 служит для опоражнивания холодильника, а кран 11 — для выпуска винной барды после перегонки. На котле имеется отверстие 3 для по¬полнения куба перегоняемым вином.
Рис. 2.1 Простой бездефлегмащюнный аппарат.

 

 

Простой перегонныйаппарат с подогревателем состоит из котла 1 со спусковым краном 2,указателем уровня вина внутри котла 9, отверстия для наливания вина, закрываемого винтовой пробкой 3, воздушного крана 4, люка для очистки котла 3, шлема 5 с пароотводной трубкой, который входит в подогреватель вина 6, колена 16 со змеевиком холодильника и наружного колена 12 с приспособлением для установки с фонарем. Подогреватель вина соединяется с котлом трубой с краном 10. Наполнение и чистку подогревателя осуществляют при помощи люка 8. Воронка 15 служит подачи воды в холодильник, а отверстие 14 — для стока воды из него, через кран 13 производится опорожнение холо-дильника 11.
Для перегонки вина котел наполняют до уровня винтовой пробки 3, наполняют подогреватель вином до уровня крана 7, проверяют плотность всех соединений, разводят под котлом огонь и начинают процесс перегонки.
Аппараты периодического действия состоят из следующих основных частей.
Рис. 2.2 Простой перегонный аппарат с подогревателем.


Напорный резервуар изготовляют из дуба в форме чана или бута. Он снабжен указателем уровня с мерной шкалой, загру¬зочным и спускным кранами и смотровым люком. Резервуар устанавливается выше подогревателя, чтобы жидкость из него поступала в подогреватель самотеком.
Во время перегонки 1 раз в неделю моют резервуары, а в конце сезона их обрабатывают, просушивают и покрывают сло¬ем кальцинированной соды.
Куб — это медный резервуар конической или ци¬линдрической формы, служащий для кипячения перегоняемой жидкости.
Перегонный куб представляет собой медный резервуар цилиндрической формы со слегка выпуклыми дном и крышкой. Дно и крышка крепятся заклепочными швами или сваркой. Иногда крышка делается съемной на болтах, что, однако, не рекомендуется во избежание потерь спирта. Рис. 2.3 Перегонный куб
Во Франции для кубов с огневым обогревом принята не цилиндрическая, а шаровидная (в виде луковицы) форма куба. Такая форма исключает наличие углов внутри куба и, следовательно, возможность пригорания остатков дрожжей, облегчает его мойку.
Куб с выпуклым дном устанавливается на опорах-стойках 11, и основное усилие приходится на центр свободно висящего дня куба. В связи с этим усложняется монтаж установки и увеличивается ее стоимость за счет металлических опор. Кроме того, при установке куба с выпуклым дном требуется большая высота помещения.
На дно куба укладывается глухой, плоскоспиральный змеевик парового обогрева 10 с патрубками 8 для ввода и 9 для вывода пара. Куб в нижней части снабжен краном 7 для спуска барды и отработанной жидкости. Диаметр крана 7 обычно составляет 50 мм.
На крышке куба имеется лазовый люк 3 диаметром 400 мм для осмотра и чистки куба, выполнения полуды и других работ. Люк герметически закрывается крышкой посредством болтов и прокладок. При нормальной работе куба люк открывается только два раза в год; перед сезоном спиртокурения и после него.
Воздушный краник 4 предназначен для впуска и выпуска воздуха при загрузке и выгрузке куба, а впускной питательный кран 5—для загрузки куба сырьем из подогревателя.
На выводной горловине 2 монтируется шаровой дефлегматор.
Для контроля за наличием жидкости в кубе сбоку куба иногда имеются патрубки с краниками 6, на которых монтируется стеклянная трубка — указатель уровня.
Первые образцы аппаратов шарантского типа не имели никаких предохранительных устройств. В последнее время кубы снабжаются предохранительными водяными клапанами — гидравлическими манометрами, которые представляют собой открытую медную трубку, вмонтированную в крышку куба и доходящую почти до его дна. Снаружи к верхнему концу трубки присоединяется изогнутая трубка, образующая колено и заканчивающаяся, сверху насадкой из стеклянной трубки. Колено заполняется водой и по колебанию ее уровня аппаратчик может судить об изменениях давления во время перегонки. Такое простое предохранительное устройство предотвращает аварии в случае закупорки коммуникаций и повышения давления в кубе. При отсутствии предохранителя может произойти разрыв куба.
Размеры куба зависят от потребностей производства. Наиболее распространены кубы полезной емкостью 65 и 85 дкл; геометрический объем куба примерно на 1⁄3 больше его полезной емкости. Толщина стенок и дна куба зависит от емкости куба и применяемого способа обогрева.
Во Франции для огневых аппаратов толщина стенок куба делается из расчета 1 мм на каждые 10 дкл емкости. Для аппаратов с паровым обогревом достаточно 0,8 мм на 10 дкл емкости.
Как уже указывалось выше, куб обязательно лудится изнутри оловом, как и вся арматура, соприкасающаяся с кипящей жидкостью или парами. Полуда периодически возобновляется в зависимости от ее состояния, которое зависит от качества лужения и режима работы аппарата. При нормальных условиях полуду нужно возобновлять не чаще одного раза в 2 года.
В шаровом дефлегматоре происходит очень небольшое укрепление спирта за счет образования флегмы в результате естественного воздушного охлаждения спиртовых паров. Через дефлегматор стекает в куб также флегма, образующаяся в пароотводящей коммуникации.[2]
Подогреватель или порционный куб
необходим для предварительного нагревания перегоняемой жид¬кости до 50—60° С, что способствует увеличению производительности куба и экономии пара (вино предварительно подогревается водно-спиртовыми парами, поступающими из куба).

 

Рис. 2.4 Шаровой дефлегматор Рис. 2.5 Подогреватель


Подогреватель представляет собой цилиндр, на крышке которого имеется люк / для ремонта или очистки его. Подогреватель закрывается крышкой 2. Штуцер 6 служит для загрузки подогревателя сырьем, штуцер 8— для вывода паров спирта в холодильник. На крышке имеется также воздушный кран 7.
Внутри подогревателя в его нижней части находится змеевик 3, через который проходят водно-спиртовые пары, предваритель¬но подогревающие предназначенную к перегонке жидкость. Штуцера 4 и 5 присоединены к трубам, идущим от дефлегмато¬ра и к холодильнику. Через нижний штуцер 9 подогретая жид¬кость спускается в куб. [1]
Для аппарата производительностью 65—85 дал подогрева¬тель должен быть емкостью 70—90 дал.
Холодильник предназначен для конденсации спиртовых паров и охлаждения дистиллята до 15° С.
Холодильник представляет со¬бой железный цилиндр, внутри которого помещены два медных змеевика. Змеевик 1 служит для охлаждения паров спирта, поступающих из дефлегматора, а зме¬евик 2—-для конденсации паров, идущих из подогревателя.

Рис. 2.6 Холодильник

Штуцер 3 змеевика / соеди¬нен с змеевиком подогревателя и с паропроводом, идущим от дефлегматора; штуцер 4 змеевика 2 соединен с паропроводом от верхней части подогревателя. Концы обоих змеевиков холодильника соединены и выходят наружу че¬рез штуцер 5, к которому при-креплен спиртовой фонарь. Шту¬цера 6 и 7 служат для подачи и слива воды.


Спиртовой фонарь служит для контроля пере¬гонки; с его помощью осуществляют наблюдение за крепостью, температурой и скоростью потока спирта.

Рис. 2.7 Спиртовой фонарь
В нижней части 1 спиртового фонаря установлена трубка 2 для спиртомера и термометра. Через трубки 3 и 4 в спиртовой фонарь поступает спирт. На трубке 3 находится воздушник 5 для отвода углекислого и других газов, образующихся при пе¬регонке виноматериала для спирта-сырца. По трубке 7 спирт поступает в спиртоприемник. Через краник 8 берут пробы. Фо-нарь закрывают стеклянным колпаком 6.
Спиртоприемник представляет собой медный цилиндр для сбора погонов. Спиртоприемник разделен перегородкой 2 на две части. Меньшая часть 3 предназначена для сбора головного и хвостового погонов, в большей части 4 собирается средняя фракция (коньячный спирт).
На крышке имеется широкое отверстие для ремонта или очистки спиртоприемника. Отверстии 5 и 6 служат для загрузки и разгрузки спиртоприемника головной и хвостовой фракциями.

Рис. 2.8 Спиртоприёмник

Вторую часть приемника загружают коньячным спиртом и разгружают через отверстия 7 и 8. [3]

Двукратная перегонка
Из железобетонных или других емкостей с помощью насоса виноматериал перекачивают в напорный резервуар шарантского аппарата. После этого загружают подогреватель 1, для чего открывают воздушный кран 2 и закрывают спускной кран 3.
Когда подогреватель наполнен до заданного уровня, закры¬вают вентиль напорного резервуара и спускают вино в куб 4, открывая для этого воздушные краны 5, 2 и спускной кран 3; бардяной кран 6 должен быть хорошо закрыт. После наполне¬ния куба закрывают спускной кран 3 и воздушник 5, открывают вентиль подачи пара 7 для подогрева вина. При паровом обо¬греве вино закипает в кубе через 25—40 мин, а при огневом — через 50—80 мин. Одновременно проверяют поступление воды в холодильник 8 через кран 9.
В начале перегонки помещенный в фонаре 10 спиртометр по¬казывает пониженную крепость (5—10% об.), которая сохра¬няется до вытеснения из стакана фонаря воды, оставшейся в нем от предыдущей перегонки. Дистиллят (3—5 л), пройдя че¬рез фонарь, становится прозрачным и крепость его увеличивает¬ся до 50—65% об.

Рис. 2.9 Общий вид шарантского аппарата.
Оптимальная продолжительность перегонки вина 7ч. Дли¬тельная (8—9ч) и кратковременная (4—5ч) перегонка нецеле¬сообразна, так как в первом случае увеличиваются потери, а во втором — возможен переход кубовой жидкости в дистиллят, что приводит к снижению крепости спирта-сырца.
За 2—3ч до окончания перегонки подогреватель вновь за¬гружают виноматериалом и нагревают до 65—70° С водно-спир¬товыми парами, поступающими из дефлегматора. По окончании перегонки, когда показание спиртометра равно нулю, подачу пара в куб прекращают, открывают воздушник 5 и барду выпускают через кран 6.
Полученный спирт-сырец из спиртоприемника 12 перекачи¬вают в резервуар емкостью 1000—1500 дал для эгализации пе¬ред фракционной перегонкой. Количество полученного спирта-сырца обычно составляет 25—35% от объема перегоняемого вина; в кубе остается коньячная барда, из которой извлекают кислоту. Крепость спирта-сырца зависит в основном от крепости перегоняемого виноматериала и колеблется в преде¬лах 20—35% об. [4]
Спирт-сырец — бесцветная, слегка опалесцирующая жидкость; аромат и вкус его должны быть чистыми. Спирт-сырец с плесневыми или другими посторонними тонами не допускают к перегонке на яблочный спирт, его направляют на ректифика¬цию.
При фракционной перегонке загрузка сырца и подогрев жидкости осуществляются так же, как и при перегонке вина. В начале перегонки дистиллят имеет неприятный запах, так как в нем содержится значительное количество высших спиртов, альдегидов и эфиров. В этот момент крепость дистиллята низкая 15—20% об.), она сильно возрастает после отбора 2—3л жидкости и спустя 4—5 мин достигает 75—80% об. Дистиллят становится прозрачным, в нем слабеют альдегидно-эфирные тона, крепость снижается до 73—75% об. С этого момента отделение головной фракции считается законченным и начинается вы¬деление средней фракции. [3]
При скорости перегонки 0,3—0,4 л/мин продолжительность отделения головной фракции колеблется от 20 до 40 мин и в зависимости от состава "спирта-сырца ее объем составляет 1 — 3% от загрузки куба. Головная фракция через контрольный снаряд 11 поступает в спиртоприемник 12.
Скорость перегонки средней фракции 0,8 л/мин, продолжи¬тельность 7—9 ч. Когда крепость дистиллята достигнет 46— 43% об., отбор средней фракции прекращают и начинают вы¬деление хвостовой фракции.
Средняя фракция в количестве 30—35% от объема спирта-сырца через контрольный снаряд поступает в спиртоприемник, а затем передается в спиртохранилище на долговременную вы¬держку.
Скорость перегонки хвостовой фракции 0,7—0,9 Л/МИН; про¬должается она до тех пор, пока спиртомер не остановится на нуле. Хвостовая фракция, составляющая 17—23% от объема спирта-сырца, через контрольный снаряд поступает в то отделе¬ние спиртоприемника, где помещена головная фракция.
Жидкость, оставшуюся в кубе (37—52% от объема спирта-сырца), спускают в канализацию.
Головной и хвостовой погоны эгализируют и подвергают фракционной перегонке. Головную фракцию отбирают в коли¬честве 0,8—1 % от объема перегоняемой жидкости, среднюю фракцию (коньячный спирт II сорта) — в количестве 20—25% и хвостовую фракцию —в количестве 20—25%.
Коньячный спирт II сорта направляют на выдержку для ординарных кальвадосов, а головной и хвостовой погоны — на ректификацию. [1]

Аппараты с дефлегмационными тарелками

Эти аппараты (рис. 2.10) служат для однократной перегонки, т. е. для получения коньячного спирта из виноматериалов пу¬тем одной перегонки.

Рис 2.10 Схема перегонного аппарата с дефлегмационными тарелками:1—напорный чан; 2—подогреватель; 3—куб; 4—дефлегмационные тарелки; 5—холодильник; 6—спиртной фонарь; 7—контрольный снаряд; 5—спиртоприемник; 5—сборник головных и хвостовых фракций; 10—вентиль на паровой лини; 11—воздушник.
Они отличаются от описанных выше шарантских аппаратов тем, что вместо шарового дефлегматора на кубе монтируются две чечевицеобразные медные тарелки с водяным охлаждени¬ем—дефлегмационные тарелки, иногда называемые тарелками Писториуса.
Рис. 2.11 Дефлегмационные тарелки
Дефлегмационные тарелки представляют собой полые соединенные между собой чечевицеобразные со¬суды 3 и 4, снабженные в центре диаметрально расположен¬ными отверстиями с патрубками / и 2, из которых первый присоединяется к горловине куба, а второй — к пароотводящей коммуникации. Диаметр тарелок 800 мм.
Тарелки внутри снабжены медной пластинкой 5, служащей для дополнительной дефлегмации. Снаружи к тарелкам при¬паяны бортики с небольшого диаметра патрубками 7, 8, 9 для перепуска охлаждающей воды. Вода поступает на верхнюю тарелку из крана 6 по патрубку 7, сливается через патрубок 5 на нижнюю тарелку, а с нижней тарелки сливает¬ся через патрубок 9 с противоположной сторо¬ны. Для измерения тем¬пературы жидкости слу¬жит термометр 10. [2]
Степень дефлегмации регулируется притоком холодной воды на верх¬нюю тарелку. Практика показала, что для однократной пе¬регонки нецелесообразно использовать кубы не¬большой емкости, приме¬няемые для двукратной перегонки, так как из одной навалки получается всего 5—7 дкл безводного спирта и аппаратчику ввиду короткого времени перегонки очень трудно следить за работой нескольких аппаратов и регулировать их.
Для аппаратов однократной перегонки можно рекомендо¬вать кубы с загрузочной емкостью около 200 дкл.
На Кизлярском коньячном заводе изготовлены М. М. Груниным из нержавеющей стали кубы емкостью 500 и 300 дкл, на которых уже продолжительное время ведется однократная сгонка виноматериалов. Л. Н. Кислицина установила для этих аппаратов рациональные режимы дистилляции, и независимо от емкости кубов спирты на них получаются хорошего качества.

Анализ перегонных установок

Проведём анализ различных перегонных установок непрерывного действия.
Высококачественный яблочный спирт дает кондиционное сырье с определенным химическим составом, согласно действующим ГОСТ, которые регламентируют содержание групп компонентов (высшие спирты, эфиры, альдегиды, летучие кислоты и др.), причем диапазон их концентрации настолько велик, что не определяет однозначно качество спирта.
Анализ информации и накопленного экспериментального опыта показывает, что для получения яблочного спирта с высокими органолептическими показателями необходимо обеспечить в нем содержание 180-350 мг/100 мл а.а. высших спиртов, 150-250 мг/100 мл а.а средних эфиров, не более 10 мг/100 мл а.а. альдегидов. Желательно, чтобы соотношение количества высших спиртов и средних эфиров было близким к единице. [9]
Яблочный спирт с такими параметрами обладает гармоничным мягким вкусом и характерным сортовым ароматом, который имеет широкую гамму и зависит от содержания различных индивидуальных компонентов. Химический состав получаемого спирта определяют два основных фактора: качество сырья и способ его перегонки.
Состав сырья в значительной степени зависит от вегетативных условий его произрастания, процессов уборки и первичной обработки, в частности, сбраживания и последующего хранения. В отличие от виноградных виноматериалов яблочные сброженные соки обладают низким содержанием этилового спирта (5-6 %об.), повышенным содержанием метилового и некоторых высших спиртов, высокой кислотностью. Содержащаяся в значительном количестве яблочная кислота интенсивно разрушает части аппаратов, изготовленные из меди. [1]
Для производства яблочного спирта в настоящее время широко используют периодически действующие кубовые установки типа КУ-500 для получения коньячного спирта. При перегонке сырья на таких установках переход отдельных групп компонентов в дистиллят зависит прежде всего от содержания этилового спирта на верхних тарелках колонны: чем выше его концентрация, тем меньше летучих компонентов переходит в пар, а затем и в дистиллят. При крепости исходного яблочного сырья 5-6 %об. концентрация этилового спирта в дистилляте достигает 82-85 %об. и по мере уменьшения его содержания в кубе-испарителе доходит до нуля.
Процесс перегонки проводят с отбором головной, средней и хвостовой фракций. Получаемый яблочный спирт содержит большое количество высших спиртов (до 600 мг/100 мл а.а.) и малое количество высококипящих компонентов, таких как этилкаприлат, этиллауринат, этилформиат, этилпропионат, бутилацетат, этиллактат, р-фенилэтанол, тернеол, линалоол и др. Он имеет относительно низкую крепость (62-64 %об.), во вкусе и аромате проявляются сивушные тона и жгучесть. При этом режиме побочные фракции достигают значительной величины (головная - до 3 % а.а., хвостовая - до 20 % а.а), что в последующем приводит к повышению удельного расхода пара и себестоимости продукции. [24]
Сивушные тона и жгучесть во вкусе снижаются при увеличении отбираемой хвостовой фракции (до 30 % а.а.) или флегмового числа (в 1,5-2 раза), что повышает крепость дистиллята и приводит к росту общего времени перегонки, снижению выхода готовой продукции и рентабельности процесса.
Для улучшения качества яблочного спирта в условиях АПК «Пищевик» (п. Садовод, Краснодарского края) было предложено:
увеличить число тарелок в установке КУ-500 в 2 раза (то есть вместо 4 установить 8 тарелок);
предусмотреть задержку флегмы в колонне для концентрирования головных примесей и проведение термообработки спирта в самой колонке.
Это позволило увеличить концентрацию этилового спирта в дистилляте в начальный момент до 90-94 %об., снизить в получаемом продукте содержание высших спиртов до 300-400 мг/100 мл а.а., летучих кислот до 50-70 мг/100 мл а.а. и отбор головной и хвостовой фракции соответственно до 0,5-1,5 и 3,5-5,0 % а.а. Установка стала работать при меньших флегмовых числах, что повысило ее производительность до 100 дал а.а./сутки и снизило расход пара.
Позже установка была модернизирована и названа ПУ-2-500. Однако ее производительность и себестоимость получаемой на ней продукции оставались на относительно низком уровне.
Не дает ожидаемого эффекта и непрерывно действующая установка К-5М, что прежде всего связано с ее конструктивными особенностями и технологическими недостатками. Она не обеспечивает получение продукта требуемого состава, так как предусматривает эпюрацию исходного сырья в колонне, имеющей 7 одноколпачковых тарелок, с использованием острого пара. Концентрация головных компонентов во фракции низкая, что заставляет увеличить ее отбор до 5 % а.а. Получаемый яблочный спирт содержит повышенное количество высших спиртов (до 600 мг/100 мл а.а.) и метанола, обладает резкими тонами сырца в букете и жгучестью во вкусе.
Согласно проведенным ранее исследованиям, наиболее ценные для обеспечения качества продукта компоненты имеют тенденцию накапливаться во флегме, то есть используемые в установке дефлегматоры являются для них своеобразными фильтрами. Отсутствие укрепляющей части в перегонной колонне установки К-5М затрудняет регулирование режима ее работы и получение заданной концентрации продукта, заставляет вести процесс при повышенных флегмовых числах. Определенную роль при задержке и накоплении ценных примесей играют и колпачковые тарельчатые контактные устройства. Все эти недостатки установки К-5М не позволяют эффективно использовать ее для получения яблочного спирта. [25]
Разработанная для этой цели установка ВАНД-02 представляет перегонную колонну, внутри которой поэтажно закреплены вихревые контактные устройства с переточными конусами, позволяющими жидкости двигаться от боковой поверхности корпуса колонны в центр и распыляться в паровом потоке (патент РФ № 856482). Узел отбора головной фракции снабжен насадочной колонкой и дополнительным дефлегматором. Отбор в количестве 1,0-1,7 % а.а. осуществляют непосредственно из спиртового парового потока, уходящего из дефлегматора перегонной колонны, минуя стадию производства спирта-сырца.
Производительность установки зависит от концентрации спирта в сырье и составляет 550-900 дал а.а. в сутки. Особенности ВАНД-02 позволили регулировать состав яблочных спиртов за счет увеличения их крепости до 80 %об. путем изменения высоты укрепляющей части колонны и значения флегмового числа. Установлено, что при этом в получаемом продукте на 40 % уменьшается содержание летучих кислот, на 15 % средних эфиров и на 40 % количество высших спиртов. Яблочные спирты обладают гармоничным сортовым яблочным ароматом. Снижение крепости спирта ниже 65 % приводит к появлению во вкусе тонов сырца и хвостовых оттенков, что ухудшает органолептическую оценку продукта.
Установлено, что в процессе производства яблочных спиртов следует стремиться обеспечить 68-80 %об. этилового спирта, не более 50 мг/100 мл а.а. летучих кислот и не более 350 мг/100 мл а.а. высших спиртов. Если яблочные сброженные спирты имеют около 5,0-5,5 %об. спирта, то из них целесообразно производить спирт крепостью 75-80 %об. Повышение крепости позволяет устранить тона сырца как во вкусе, так и в аромате готового продукта. Такие спирты обладают гармоничным сладковатым вкусом и сбалансированным ароматом. Как показывает практика, из них можно получать высококачественные кальвадосы или бренди.
Проведенные обследования действующих в виноделии перегонных установок позволили уточнить принципы конструирования установки для производства плодовых спиртов. Такие установки должны обеспечить ряд требований:
по высоте перегонной колонны нельзя допускать зон скопления взвесей и концентрирования летучих компонентов. Для этого в качестве контактных устройств можно использовать пленочные вихревые устройства с одновременным подводом тепла глухого пара по высоте корпуса колонны;
укрепляющая часть перегонной колонны должна позволять изменять разделяющую способность, например, за счет изменения в ней количества контактных устройств. Дефлегматоры колонны должны обладать большей разделяющей способностью и не отфильтровывать во флегму полезные компоненты. Головную фракцию рационально отбирать непосредственно из спиртового парового потока. [24]

В настоящее время в промышленности качественные коньячные спирты получают в основном путем перегонки виноматериалов в кубовых аппаратах периодического действия — УПКС, КУ-500. Однако им присущ ряд недостатков: низкая производительность и незначительный выход продукта из единицы сырья, высокие себестоимость получаемого спирта и энергоемкость.
Устранить указанные недостатки периодического процесса можно за счет перегонки виноматериала в непрерывном потоке, в промышленности широко используется непрерывно действующая установка К-5М (УК-1). Но, к сожалению, в ее конструкции заложен ряд нерациональных технических решений. Это прежде всего: эпюрация виноматериала в присутствии «острого» пара, взаимодействие фаз в перегонной колонне в условиях барботажа при накоплении значительного количества жидкости на тарелках, несоответствие числа контактных тарелок эпюрационной и укрепляющей частей колонны технологической задаче. Несовершенство установки К-5М влечет за собой низкое качество коньячного спирта. Последнее обстоятельство в немалой степени способствовало укреплению ложного мнения о том, что непрерывный процесс перегонки виноматериала только увеличивает производительность аппарата, но не позволяет получать качественный продукт. [26]
Ученые Краснодарского политехнического института совместно со специалистами Каларашского АПК (MGCP) создали, непрерывно действующую коньячную вихревую установку ВАНД-01 (а.с. 977486, С126-3/12), производственная эксплуатация которой с 1980 г. доказала возможность получения качественных коньячных спиртов в непрерывном потоке. Результаты исследования режимов работы ВАНД-01 позволили разработать ряд перспективных технических решений, которые были положены в основу новой модификации установки ВАНД-02 (а.с. 1321747, С126-3/12 БИ k № 25, 1987).
В 1989 г. эксплуатация такой установим начата в П/О «Арома» — на Кишиневском винно-коньячном комбинате и Тираспольском винно-коньячном заводе. Усовершенствованный вихревой аппарат непрерывного действия ВАНД-02 предусматривает возможность реализации нескольких технологических процессов: перегонку виноматериала, перегонку виноматериала и дрожжевых осадков, перегонку отходов коньячного и винодельческого производства.
Отличительные особенности ВАНД-02 следующие:
перегонка виноматериала организована в условиях противоточно-перекрестного закрученного потока фаз. По высоте колонны исключены зоны пригорания виноматериала и концентрирования коньячных примесей;
отбор головной фракции (ЭАФ) производится из спиртового потока, минуя стадию получения спирта-сырца;
дефлегмация паров происходит в вихревых дефлегматорах с высокой разделяющей способностью;
кубовая жидкость подвергается многократному испарению, что способствует максимальному извлечению ценных высококипящих компонентов. При этом исключено пригорание в кубах-сепараторах дрожжевых клеток и белковых веществ. [27]

Колонны установки снабжены оригинальными вихревыми контактными устройствами, обеспечивающими устойчивое тепломассообменное взаимодействие виноматериала и пара при средне-расходной скорости паровой фазы 3-7 м/с. В широком диапазоне нагрузок создаются стабильные гидродинамические условия взаимодействия фаз.

Масса установки ВАНД-04 увеличена по сравнению с ВАНД-02 за счет увеличения поверхности теплопередачи дефлегматоров и конденсатора, а также за счет утолщения листа корпуса колонны до 5 мм.
В период ведомственных испытаний в 1989 г., методика и программа которых утверждалась Республиканским кооперативно-государственным объединением Молдвинпром, выявлялось соответствие установки ВАНД-02 технологическим требованиям коньячной технологии — определяли технологический рабочий режим, технико-экономические параметры, предельные нагрузки, качество коньячного спирта. За время испытаний перегнано 80,4 тыс. дал виноматериала крепостью 8,1% об. Низкое его качество обусловливалось неблагоприятным по метеоусловиям сезоном выращивания и сбора яблок. Было выработано 6530,5 дал а.а. спирта.
Полученный спирт был бесцветным, имел гармоничный аромат, мягкий вкус, по химическому составу соответствовал требованиям технических условий. Дегустационная комиссия Молдвинпрома установила, что выработанные на ВАНД-02 спирты не только не уступают спиртам периодического процесса (КУ-500), но большей частью даже превосходят их: средний оценочный балл равнялся соответственно 7,57 и 7,45. К тому же спирты на КУ-500 помимо резкого вкуса приобретали в аромате горелые тона. Подтвердилась пригодность спиртов из установки ВАНД-02 для выработки различных марок коньяков и кальвадосов. [24]
В процессе ведомственных испытаний исследовалась производительность установки при различных нагрузках. Максимальный расход виноматериала соответствовал 100 делениям ротаметра (спаренного с диафрагмой), что составляет 730 дал/ч. Установка работала в заданном режиме в течение 10 ч. В уходящей барде этиловый спирт отсутствовал. Расход виноматериала не увеличивали из-за невозможности контроля по ротаметру. Средняя производительность ВАНД-02 составила 1340 дал а.а. в сутки при крепости виноматериала 8,3 %об.
Результаты испытаний позволяют заключить, что коньячная вихревая перегонная установка ВАНД-02 соответствует целевому назначению и рекомендуется к промышленной эксплуатации для производства коньячного спирта, который по химическому составу и органолептическим показателям соответствует требованиям ТУ 10.04.05. 38—88 «Спирт яблочный (молодой)» и пригоден для выработки различных марок кальвадосов.
Поскольку перегонная колонна установки ВАНД-02 обладает значительным запасом производительности, для максимального использования пропускной способности колонны в технологической схеме установки изменена компоновка узла дефлегматоров и куба-испарителя, увеличена высота укрепляющей части колонны на один контактный элемент. Такая модификация установки (ВАНД-03) смонтирована для испытаний на Бельцком винно-коньячном комбинате. Более того, обобщение опыта эксплуатации и проектирования коньячных установок в РФ и за рубежом свидетельствует о необходимости создания более производительной установки.
Все эти принципы были использованы при разработке универсальной перегонной установки модели ДА-01, обладающей рядом конструктивных и технологических особенностей. Она включает питательный насос 1, подогреватель сырья 2, перегонную вихревую колонну 7- 4, вихревые дефлегматоры 3,8и 12, эпюрационную колонку 11, холодильник 13, холодильник спирта 15, конденсатор-холодильник паровоздушных потоков 14, вентили 5, 6, 9 и 10.
Колонна состоит из исчерпывающей 7 и укрепляющей 4 частей. Внутри ее корпуса на вертикальной трубе поэтажно закреплены лопаточные завихрители, между которыми установлены тангенциальные пластины. Средняя рабочая скорость расхода пара в таких вихревых устройствах составляет около 2,5-4,8 м/с, что обеспечивает устойчивое пленочное движение жидкости. Исчерпывающая часть колонны снабжена рубашками для подвода тепла глухого пара. Конструкция вихревых устройств и способ взаимодействия фаз защищены патентами РФ № 1045463 и 1261683. [27]

 

Рис. 2.12

В зависимости от содержания спирта в исходном сырье питание в колонну подается через верхний или нижний вентили (5или 6), что позволяет менять количество вихревых контактных устройств в исчерпывающей части (соответственно 4 и 77).
Дефлегматоры 3, 8 и 12 выполнены вихревыми: патрубок подвода пара расположен тангенциально к корпусу аппарата и создает вращательное движение пара и равномерное омывание им периферийных трубок пучка, через который пар движется перпендикулярно и через второй патрубок выводится из центра пучка. Такое движение пара в дефлегматоре исключает байпас, позволяет сохранить высокую скорость и турбулизацию пара. Уменьшается переохлаждение пленки конденсата. Интенсивность тепломассопередачи в вихревом дефлегматоре в 1,5-1,8 раза выше, чем в стандартном. Конструкция дефлегматора защищена патентом РФ № 982707.
Для отбора головной фракции непосредственно из спиртового парового потока установка снабжена насадочной эпюрационной колонкой 11 и вихревым дефлегматором 12.
В этих условиях особые требования предъявляются к контактным устройствам. Средняя скорость расхода пара в колонне увеличивается снизу вверх в значительных пределах (от 0,5 до 5,0 м/с), поэтому контактная установка должна обладать широким устойчивым диапазоном работы по паровой и жидкой фазам. Анализ конструкции установки показал, что таким требованиям наиболее соответствуют вихревые контактные установки с дополнительными отжимными пластинами. Специальные исследования, проведенные для выбора конкретной установки, подтвердили их наибольшую эффективность и работоспособность в широком диапазоне скоростей пара по сравнению с другими контактными устройствами. Они обеспечивают создание устойчивой вращающейся пленки при различных нагрузках по пару и жидкости, причем при нагрузке по жидкости в пределах от 1500 до 3500 кг/ч максимальная скорость пара практически не меняется и достигает 5,4 м/с при уносе жидкости не более 5 % ее общего расхода.
Установка ДА-01 спроектирована с учетом средней сырьевой базы предприятий, минимальной металлоемкости и рассчитана на производительность 200-250 дал сырья за 1 ч в среднем. Диаметр корпуса колонны 4 составляет 250 мм, а эпюрационной колонки 11 - 200 мм, поверхность теплопередачи дефлегматоров 3,8,12 равна 10,0 м2. На Тирас-польском машиностроительном заводе «Точмаш» (Молдова) в 1992 году изготовили 2 опытных образца, которые успешно работают на Волгоградском (Россия) и Фалештском (Молдова) винзаводах.
Рабочие испытания показали работоспособность установки ДА-01 и ее соответствие технологическому назначению при получении яблочного спирта. Устойчивый диапазон нагрузок по жидкости достигается от 150 до 250 дал/ч при крепости 5,0-6,5 %об. исходного спирта. Концентрацию спирта в дистилляте можно регулировать, согласно требованиям ГОСТ (62-80 %об.) в зависимости от выбранного режима работы и химического состава сырья. Узел отбора позволяет целенаправленно изменять состав получаемого спирта, удалять из него диоксид серы и головные примеси в заданном количестве.
Полученный яблочный спирт, обладая гармоничным ароматом с ярко выраженными сортовыми яблочными тонами, мягким вкусом без постороннего привкуса, соответствовал требованиям ТУ 255.082-189-92 «Спирт яблочный молодой».
Во время испытаний изучали влияние подвода тепла в паровые рубашки по высоте колонны на ее производительность, разделяющую способность и качественные показатели спирта (см. табл. 2.1)


Таблица 2.1.
Компоненты яблочного спирта
Содержание компонентов спирта, полученного по высоте колонны
без подвода тепла в режиме с подводом тепла в режиме
1 2 3 4
Спирт этиловый, %об. 68,1 66,2 68,5 69,4
Средние эфиры, мг/100 мл а.а. 230,0 244,0 268,0 256,0
Высшие спирты, мг/100 мл а.а. 320,0 340,0 330,0 310,0
Альдегиды, мг/100 мл а.а. 15,2 16,7 14,6 14,8
Этилкаприлат, мг/100 мл а. а. 17,2 15,1 23,8 24,5
Этиллауринат, мг/100 мл а.а. 2,9 2,2 3,6 3,4
Этилкапринат, мг/100 мл а.а. 1,7 1,6 2,4 2,6
Дегустационная оценка, балл 7,5 7,4 7,7 7,7

Анализ полученных результатов показывает, что при подводе тепла по высоте колонны вырабатываемый яблочный спирт отличается более высоким содержанием ценных компонентов и соответственно более высокой дегустационной оценкой.
Подвод тепла по высоте колонны в сочетании с вихревым пленочным движением сырья позволяет создать условия испарения компонентов, близкие к условиям однократного испарения и направленно изменять температурный профиль по высоте. За счет этого изменяются теплообменные характеристики контактных устройств и сдвигается равновесие системы в сторону увеличения перехода в пар ценных высококипящих компонентов. В табл. 2.1 приведены сравнительные данные по химическому составу яблочных спиртов, полученных на разных установках.
Анализ этих данных позволяет утверждать, что спирты, произведенные в аппаратах с использованием вихревого течения фаз (ВАНД-02 и ДА-01), содержат больше средних эфиров, меньше SO2, обладают гармоничным мягким вкусом и развитым сортовым ароматом, имеют высокие дегустационные оценки.
Установки ДА-01 успешно эксплуатируются на заводах Молдовы и России в течение 16 лет, обеспечивая получение яблочных спиртов для приготовления высококачественных кальвадосов и бренди. По данным производственного опыта, эти установки также можно использовать для получения коньячных спиртов и перегонки вторичного винодельческого сырья на спирт-сырец.
Техническая документация на изготовление ДА-01 передана Тамбовскому машиностроительному заводу «Комсомолец», где начали ее серийный выпуск. На базе полученных данных эта установка модернизирована (ее производительность увеличена до 500-700 дал а.а. в сутки) и документация на ее изготовление передана Краснодарскому машиностроительному заводу ЗАО «Содружество-92».
Из полученной информации делаем вывод: установка ВАНД-02 наиболее подходит для получения яблочного спирта непрерывным способом перегонки, т.к. :
Чистота спирта намного выше чем в установках других типов. Содержание примесей – минимальное.
Повышение крепости позволяет устранить тона сырца как во вкусе, так и в аромате готового продукта.
Рациональность и экономичность перегонки при минимальных энергозатратах.

 

 

 

 

 

 


Конструкторская часть

Теплофизические свойства водно-спиртовых растворов

Свойства абсолютизированного 100% этилового спирта с практической точки зрения мало интересны (tкип=78,3°C при 760мм.рт.ст., ρ=790кг/м3). Поэтому, здесь мы разберемся со свойствами бинарной (двойной) смеси этиловый спирт + вода, дающими полное представление о работе ректификационного оборудования и получения на нем этилового спирта-ректификата.

Концентрация спирта

Всем известно, что этиловый спирт очень хорошо растворяется в воде образуя бинарную водно-спиртовая смесь (раствор), которая может содержать в себе любое количество спирта.
В случае использования тех или иных справочных данных необходимо четко различать два понятия концентрации спирта в водно-спиртовом растворе – массовая и объемная концентрации. Массовая концентрация спирта используется только для физических расчетов, анализа процессов горения и др. Массовая концентрация - это масса спирта в массе раствора ( обозначается как % масс. , или кг/кг, или г/г). Чаще и традиционно используется понятие объемной концентрации спирта – это объем спирта в объеме раствора (обозначается как % об. , или м3/м3 , или л/л , или мл/мл). Эта некоторая «путаница» в концентрациях возникает из-за разной плотности спирта (ρ=790кг/м3=0,79г/мл) и воды (ρ=1000кг/м3=1г/мл).
Для определения объемного содержания спирта в растворе - концентрации спирта в жидкости (X) используются специальные спиртометры: АСП-3 0…40%, АСП-3 40…70%, АСП-3 70…100%, АСП 95…105%, АСП-2 96…101%, с термометром АСПТ 60…100%. Стоит отметить, что плотность водно-спиртового раствора сильно зависит от его температуры, а все эти приборы измеряют именно плотность раствора (используют силу Архимеда). Поэтому реальное содержание спирта в растворе совпадает с показаниями этих приборов только при 20ºC, что и указано на шкалах этих приборов.
Наиболее известными растворами являются водка – 40% и спирт-ректификат – 96,4%. Кстати, содержание спирта в бражке находится в пределах 7…12%, но измерять эту концентрацию с помощью спиртометров нельзя из-за наличия в бражке остаточного сахара и других примесей, влияющих на плотность раствора, и соответственно, искажающих показания прибора.
Пары этилового спирта также хорошо растворяются и в парах воды и образуют с ними единую паровую смесь с концентрацией спирта в них Y, которую можно определить только после конденсации этих паров – т.е. в жидкости (как в предыдущем случае) или по температуре их парообразования при 760мм.рт.ст. [22]

Температура кипения водно-спиртовой смеси

Естественно, температура кипения раствора двух веществ - воды (tкип=100°C при 760мм.рт.ст) и этанола (tкип=78,3°C при 760мм.рт.ст) должна находится между температурами кипения индивидуальных веществ. Зависимость температуры насыщенного водно-спиртового пара или температура кипения (парообразования) этой бинарной смеси от концентрации спирта в парах Y представлена на рис. 3.1.
Стоит обратить внимание, что на этом графике существует некоторая точка А с концентрацией 96,4% температура в которой даже меньше температуры кипения 100%-го этанола.


Рис. 3.1 Температура насыщенного водно-спиртового пара или температура кипения водно-спиртовой смеси ( при давлении 760 мм рт.ст.)

Равновесие фаз

Равновесным состоянием фаз (жидкой и парообразной) называется такое их сосуществование, при котором не происходит никаких видимых качественных или количественных изменений этих фаз. Равновесие фаз считается достигнутым только в том случае, когда одновременно удовлетворяются два условия: равны температуры фаз и равны парциальные давления каждого компонента в паровой и жидкой фазах. Второе условие означает, что процесс перехода через границу раздела фаз каждого компонента из жидкой фазы в паровую фазу и обратно завершен. Т.е. составы жидкой и паровой фазы стабилизировались, а концентрации компонентов в отдельно взятой фазе одинаковы в каждой точке ее объема.
Для бинарной водно-спиртовой смеси это теоретическое высказывание означает очень простую вещь. Если в обычную колбочку (схематично нарисована внутри графика рис. 3.2) налить небольшое количество водно-спиртовой смеси с концентрацией Xж и нагреть до температуры кипения этой смеси, то в образовавшемся паре концентрация спирта будет Yп. Затем, если быстро закрыть колбочку и интенсивно встряхнуть (перемешать паровую и жидкостную фазы), то температура внутри колбочки выровняется, а пар и жидкость придут в равновесное состояние – с концентрациями в них спирта Y и X соответственно.
Если такие опыты провести для разных концентраций водно-спиртовых растворов, то можно получить некоторую зависимость равновесия фаз – кривая равновесия фаз. График кривой равновесия фаз для бинарной смеси чистый спирт + чистая вода представлен на рис. 3.2.

Рис. 3.2 Кривая равновесия фаз бинарной водно-спиртовой смеси (при давлении 760 мм рт.ст.)
Теоретическая и практическая значимость кривой равновесия фаз с точки зрения процесса ректификации спирта очень велика, но к этому вернемся позднее в разделе «Ректификация.
Например, при обычной перегонке бражки с концентрацией спирта X=10% образуется пар с концентрацией в нем спирта Y=42%, а после его конденсации мы получаем спирт (конденсат, дистиллят) той же «крепости». Таким образом, если аппарат не снабжен какими-нибудь дополнительными приспособлениями, то получить более крепкий спирт таким способом теоретически просто невозможно. Таким же образом можно «предугадать» с помощью той же кривой и результат повторной перегонки спирта-сырца - из 40%-го дистиллята второй перегонкой можно получить 60%-ый спирт.
Рассматривая этот график, стоит обратить внимание на диагональ Y=X. Именно благодаря тому, что почти вся кривая равновесия лежит выше этой диагонали, можно при испарении водно-спиртовой смеси получать концентрацию спирта в парах большую, чем его концентрация в исходной жидкости. Исключением является только точка А - пересечение кривой равновесия с диагональю, где X=Y=96,4%. Это особая точка азеотропы.
Азеотропными или нераздельно кипящими называют смеси, у которых пар, находящийся в равновесии с жидкостью, имеет тот же состав, что и жидкая смесь (X=Y). При перегонке азеотропных смесей образуется конденсат того же состава, что и исходная смесь. Разделение таких смесей перегонкой и ректификацией исключается. [22]
Водно-спиртовая смесь в особой точке азеотропы называется «этиловый спирт-ректификат (СР)». Именно к этой точке стремится процесс ректификации, именно она является предельной концентрацией спирта в этом процессе, и именно в этой точке водно-спиртовая смесь имеет минимальную температуру кипения (tкип=78,15°C при 760мм.рт.ст. см. рис.3.1).

Основные свойства спирта-ректификата

На этот продукт существует ГОСТ 5962-67, в котором регламентируется концентрация спирта в спирте-ректификате от 96% до 96,4% и его состав.
Приведем некоторые физические свойства этилового спирта-ректификата
Плотность жидкости (при 20ºС)…………….……….…. 812 кг/м3 (≈0.8кг/л)
Плотность паров (при 760 мм.рт.ст.)………….……….. 1,601 кг/м3
Температура кипения (при 760 мм.рт.ст)……………… 78,15 ºC
Удельная теплота парообразования……………………. 925 кДж/кг
Эти данные являются основой при проектировании спиртового ректификационного оборудования. [16]

Температура кипения спирта-ректификата и атмосферное давление

Стоит отметить, что температура кипения СР существенным образом зависит от атмосферного давления. Причем эта зависимость настолько сильная (см. рис. 3.3), что при ректификации спирта по температуре, регистрируемой, например, электронным термометром, можно определить точное значение атмосферного давления в данный момент и проградуировать обычный домашний барометр, пользуясь приведенной ниже зависимостью.

Рис. 3.3 Зависимость температуры кипения этилового спирта-ректификата от атмосферного давления
Если эксплуатировать ректификационную установку без термометра, то эта информация просто расширяет кругозор и не имеет никакого практического значения, поскольку момент выхода СР с абсолютной точностью определяется по запаху. Но, для установки с электронным термометром, эта связь температуры кипения спирта с атмосферным давлением имеет непосредственное практическое значение.
Действительно, имея профессиональное ректификационное оборудование и электронный термометр, способный с высокой точностью определять температуру спиртовых паров, с удивлением можно обнаружить, что его показания отличаются изо дня в день. Если вчера наблюдалась температура кипения спирта 77,0ºC, а сегодня – 78,0ºC, то это означает не изменение спиртового состава или неисправность ректификационного устройства, а всего лишь изменение атмосферного давления: вчера было - 730мм.рт.ст., а сегодня – 755мм.рт.ст. [22]


Процесс ректификации

Процесс ректификации контролируется и регулируется по показанию термометра. Типовая зависимость изменения температуры t по времени представлена на рис. 3.4, с указанием пяти периодов:
Обоз-ние Название периода ректификации Мощность Отбор
А - нагревание Wу Е=0
Б - стабилизация Wу Е=0
В - отбор головных фракций Wт 30% от Еном
Г - отбор фракции пищевого спирта Wт Еном
Д - отбор хвостовых фракций (остатка) Wт Еном

Рис. 3.4 Изменение температуры при ректификации спирта

А) Нагревание.
Спиртовая смесь в испарительной емкости нагревается всеми установленнми в ней ТЭНами суммарной мощности – Wу. Через некоторое время спиртовая смесь в кубе закипает, и начинается постепенный прогрев колонны поднимающимся вверх паром. В этот момент необходимо сразу перейти на технологическую мощность Wт, указанную в паспорте установки.
Если такое переключение не произвести, то через несколько секунд колонна захлебывается. В этом состоянии колонна может находиться не более 30-60 секунд, иначе произойдет переполнение колонны и дефлегматора дистиллятом и начнется его аварийный сброс через верхний штуцер дефлегматора наружу. Если всё же упустить момент начала кипения, и колонна захлебнулась, то придется смириться с потерями спирта, и выключить колонну. Затем дождаться прекращения процесса захлебывания и включить Wт.
После прогрева колонны наблюдается скачок температуры, отмечаемый термометром.
Б) Стабилизация.
Колонна работает на технологической мощности Wт. Отбор перекрыт Е=0. Колонна работает сама на себя, флегмовое число V=∞. Наблюдая показания термометра, нужно дождаться уменьшения температуры и ее стабилизации на самом минимальном уровне.
В этот момент проходит процесс разделения и накопления головных (легкокипящих) фракций в верхней части колонны. Через 10-15 минут этот процесс завершается, и температура в верхней части колонны достигает своего минимального значения и стабилизируется на 3-5˚С ниже ожидаемой температуры кипения спирта ректификата. Величина этой разницы зависит от состава и количества легкокипящих фракций, находящихся в спиртовой смеси. Ожидаемую температуру кипения спирта ректификата tс можно определить по атмосферному давлению в данный момент с помощью графика на рис. 3.3.
Если нет термометра, то нужно дать колонне поработать самой на себя 15 минут. Если этот процесс затянется на большее время, то это будет только лучше. Точнее можно отделить все головные примеси, накопившиеся к этому моменту в колонне.
Если работать с электронным компаратором температур, то можно более точно определить момент окончания стабилизации колонны по разности температур.
В) Отбор головных фракций.
Отбор головных фракций необходимо проводить как можно медленнее (с большим флегмовым числом). Медленный отбор не «размазывает» фракцию по колонне и не захватывает с собой следующие за ней фракции. Ввиду малого количества, но большого разнообразия веществ в головной фракции, эта часть дистиллята фактически является одним большим переходным участком от множества головных примесей к чистому спирту ректификату.
Для правильной организации отбора на этом сложном периоде ректификации можно рекомендовать следующий подход, состоящий в разбивке этапа «В», на следующие друг за другом три равных по времени промежутка.
Такая схема организации отбора головных фракций гарантирует:
- полное выделение головных фракций из куба, и их полное отсутствие в следующей за ними пищевой фракции спирта ректификата;
- минимальный объем головной фракции и отсутствие в ней пищевой фракции спирта ректификата;
- подход к основной фракции спирта ректификата с малой 50% -ой производительностью.
Этот период завершается достижением температуры, на 0,1-0.05˚С меньшей tс. Условно считается, что количество легкокипящих примесей, находящихся в этот момент в спирте ректификате и вызывающих такое понижение температуры кипения спирта ректификата, соответствует допустимым пищевым нормам.
На практике самым точным прибором для принятия решения об окончании периода отбора головных фракций и начала отбора пищевого спирта ректификата является обычный «человеческий нос».
Контроль получаемого дистиллята по запаху проводят следующим образом:
- накапайте несколько капель отбираемого дистиллята на ладонь;
- разотрите эту лужицу по всей поверхности ладони;
- поднесите ладонь к лицу и вдохните носом испарившийся с ладони дистиллят.
Такой мгновенный и достаточно точный анализ всегда будет некоторым подспорьем при ректификации спирта.
Общее количество головных фракций, полученных за этот период, составляет 1...3% от ожидаемого количества спирта и зависит от качества исходного сырья. Следует помнить, что полученный при отгонке головных фракций дистиллят не является пищевым продуктом, так как состоит, в основном, из эфиров, ацетонов, альдегидов и других ядовитых веществ, и может быть использован только для технических нужд, например, в качестве растворителя.
Г) Отбор фракции пищевого спирта.
Установим новую, чистую и большую по объему приемную емкость. Увеличим отбор до Еном, который сохранится до конца всего процесса ректификации. Проверим этот отбор с помощью секундомера и мерного цилиндра. Через 5-10мин проконтролируем показания термометра. Если все было сделано правильно, то показания термометра не изменятся. Причем эта температура останется неизменной в течение всего периода отбора пищевой фракции.
Получаемый с этого момента спирта ректификата является высококачественным пищевым продуктом. Однако, его состав (неотличимый многими даже по запаху) постепенно меняется и может быть разделен на три части:
- первые 5% общего объёма спирта ректификата еще будут содержать в себе следы головных фракций;
- центральная часть - порядка 80% общего объёма спирта ректификата будут абсолютно чистыми;
- и 5% общего объёма спирта ректификата перед окончанием этого режима начнут приобретать следы хвостовых фракций.
Учитывая последнее замечание, можно рекомендовать для отбора пищевой фракции приготовить две отдельные помеченные ёмкости, которые использовать для отбора первой 10% -ой и последней 10%-ой порции спирта ректификата. [25]
При получении центральной части спирта ректификата можно подобрать максимальный отбор Еmax (флегмовое число близко к V=2,5). Значение Еmax в основном зависит от качества перерабатываемого спиртового сырья, поэтому требуется его уточнение при каждой ректификации. Однако, поиск и уточнение его можно рекомендовать только после полного освоения процесса ректификации по данной инструкции. Для нахождения Еmax необходимо пользоваться вторым вариантом правила отбора.
На этом режиме ректификации не требуется постоянного присутствия около аппарата, а приемные емкости заменяются по мере их наполнения.
При получении третьей части пищевого спирта ректификата рекомендуется пользоваться промежуточной емкостью, из которой периодически, предварительно убедившись в соответствии показания термометра температуре кипения спирта ректификата, переливать спирт в основную емкость.
Такой прием позволяет в случае, если будет упущен момент повышения температуры (поступление спирта ректификата с большей концентрацией тяжелых спиртов и сивушных масел), не допустить попадания «плохого» спирта в «хороший».
Отбор спирта ректификата завершается при достижении температуры на 0,1…0,05˚С выше температуры tс. Условно считается, что количество тяжелокипящих примесей, находящихся в этот момент в спирте ректификате и вызывающих такое повышение температуры кипения, соответствует допустимым пищевым нормам.
Приближение и окончание этого момента можно "предугадать" по уже произведенному количеству спирта ректификата или по запаху его последней порции.
Д) Отбор хвостовых фракций (остатка).
Заменяем приемную емкость или оставляем промежуточную (в которую уже упущен «хвост»). Настройку колонны не изменяем – мощность Wт ; отбор Еном.
Процесс отбора остатка завершается при достижении уровня температуры порядка 82...85˚С, или прекращается по контролю запаха.
Отобранный остаток содержит еще достаточное количество этилового спирта. Его можно считать особым спиртовым сырьём с большим содержанием примесей сивушных масел и тяжелых спиртов. Он также как и спиртовое сырьё не является пищевым продуктом, поэтому применять его для пищевых целей категорически запрещается. Полученный остаток можно повторно переработать с новой порцией спиртового сырья. Или, что более предпочтительно, произвести его ректификацию отдельно, предварительно накопив 10…20 остатков (не менее 30% объема испарительной емкости).[14]
Повторная ректификация

Повторная ректификация проводится только в следующих случаях:
а) есть необходимость получить спирты типа "Экстра" и "Люкс" с наименьшим содержанием примесей из очень плохого исходного сырья;
б) неудовлетворительное качество спирта ректификата, полученного при первой ректификации (причины: несоблюдение рекомендаций инструкции в процессе обучения).
Для проведения повторной ректификации необходимо весь пищевой спирт ректификат (а в случае его очень низкого качества только его центральную часть), предварительно разбавив водой до концентрации 40-45%, залить в хорошо вымытую испарительную емкость и повторить ректификацию.

 

 

 

4 Организационно-экономический раздел

4.1 Оценка технической целесообразности конструкции коньячной перегонной установки ВАНД-02

Для того чтобы установить техническую целесообразность конструкции коньячной перегонной установки ВАНД-02 рассмотренной в конструкторском разделе, проведём сравнение её функционально-технических показателей с показателями базовой модели. В качестве базовой модели возьмём конструкцию коньячной перегонной установки ВАНД-01.

4.1.1 Выбор перечня показателей, оценки технического уровня конструкции

Сравним функционально-технические показатели коньячной перегонной установки ВАНД-02 (новая модель) с показателями коньячной перегонной установки ВАНД-01 (базовая модель). Перечень сравниваемых показателей представлен в таблице 4.1.

 

 


Таблица 4.1
Перечень показателей технического уровня и качества изделий
Показатели Ед. измер. Базовая модель Новая модель
1. Производительность по виноматериалу дал/сутки 600 1500
2. Расход пара на 1 дал кг 36 30
3. Отбор ЭАФ % 0,8-1,2 0,3-1,2
4. Высота перегонной колонны м 10 14,5
5. Диаметр корпуса колонны м 0,3 0,5
6. Общая высота установки м 13 17
7. Масса кг 4800 5900


4.1.2 Оценка весомости (значимости) показателя

Для оценки весомости показателей коньячных перегонных установок используем метод попарных сравнений. Результаты экспертизы представляем в виде матрицы (таблица 4.2), в которой на пересечении строки и столбца фиксируем индексы тех показателей, которые являются более важными в оценки качества изделия при попарном их сравнении.
Далее для каждого показателя определяем количество предпочтений, полученных им по отношению ко всем остальным показателям. Полученное значение увеличиваем на единицу.
Количественное представление весомости (значимости) показателей получаем по формуле:
(4.1)
где Кi – количество предпочтений – го показателя.
Результаты вычислений заносим в таблицу 4.2.
Таблица 4.2
Матрица попарного сравнения показателей
i j
1 2 3 4 5 6 7

Индексы показателей 1 1 1 1 1 1 1 6+1 0,214
2 1 3 4 2 2 7 2+1 0,071
3 1 3 3 3 3 3 5+1 0,179
4 1 4 3 4 6 7 2+1 0,071
5 1 2 3 4 5 7 1+1 0,035
6 1 2 3 6 5 7 1+1 0,035
7 1 7 3 7 7 7 4+1 0,143
28


4.1.3 Расчёт комплексного показателя технического уровня и качества конструкции коньячной перегонной установки

Комплексный показатель даёт обобщённую оценку совокупной технической ценности изделия.
Комплексный показатель рассчитывается по формуле:
, (4.2)
где qi – безразмерный (относительный) показатель качества по i-му параметру; ri– коэффициент весомости i-го параметра, причем
– число единичных показателей качества.
Относительный показатель качества по i-му параметру рассчитываем с помощью формул:
(4.3)
(4.4)
где - количественные значения i-го показателя соответственного сопоставляемых вариантов проектного и базового значения.
Формула 4.3 используется для показателей, при увеличении абсолютных значений которых возрастает обобщающий показатель, в противном случае – формула 4.4.







Полученные результаты заносим в таблицу 4.3.


Таблица 4.3
Оценка технической целесообразности конструкции по вариантам
Наименование показателей Коэффициент значимости показателя

Оценка значимости проектного показателя по отношению к базовому

Оценка вклада показателя

1. Производительность по виноматериалу
0,214
2,5
0,535
2. Расход пара на 1 дал 0,071 1,2 0,085
3. Отбор ЭАФ 0,179 1,33 0,238
4. Высота перегонной колонны 0,071 1,45 0,103
5. Диаметр корпуса колонны 0,035 1,67 0,058
6. Общая высота установки 0,035 1,308 0,046
7. Масса 0,143 1,23 0,176
Коэффициент изменения качества
1,241

Коэффициент изменения качества больше единицы, следовательно, показатели проектируемой коньячной перегонной установки лучше, чем базовой.
4.2 Расчёт трудоёмкости ОКР

В основу методики по определению трудоёмкости ОКР положен бальный метод. Оценка факторов выполняется дифференцировано по главным узлам и видам работ.
Показатель объема работ первой группы по узлу i определяется по формуле:
(4.5)
где - нормативное значение объема работ, (первой группы в баллах), выбираемое в зависимости от группы новизны узла по таблице 7 [8]; К1 – корректирующий коэффициент, учитывающий влияние сложности узла по числу кинематических пар (таблица 9 [8]).
Показатель объема работ второй группы по узлу i определяется по формуле:
(4.6)
где - нормативное значение объема работ второй группы в баллах, выбираемое в зависимости от количества оригинальных деталей в узле (таблица 8 [8]); - корректирующие коэффициенты, учитывающие влияние группы сложности по числу кинематических пар, группы объёмности по внешним контурам, насыщенности узла сложными деталями (таблица 9, 10, 11[8]) соответственно.
Суммарная трудоемкость ОКР определяется по формуле:
(4.7)
где tН – норматив удельной трудоемкости, чел.-дни/ бал.; ;
К0 – коэффициент, учитывающий сложность и степень автоматизации управления объектом в целом (таблица 13[8]).
Разобьём конструкцию коньячной перегонной установки на пять основных узлов: 1-ый узел – насос; 2-ой – теплообменник; 3-ий – колонна перегонная; 4-ый – холодильник; 5-ый – спиртоловушка.
На основании значений исходных показателей из таблиц 7, 8, 9, 10, 11[8] выбираем по каждому узлу нормативы работ в баллах для первой и второй групп , а также корректирующие коэффициенты Результаты сводим в таблицу 4.4.
Расчёт трудоёмкости ОКР проводим в табличной форме (таблица 4.5).
Таблица 4.4
Исходные данные для расчёта трудоёмкости ОКР
Характеристика объектов Объекты изделия
Общая схема Узел 1 Узел 2 Узел 3 Узел 4 Узел 5
Сложность схемы изделия № группы 3 - - - - -

1,2 - - - - -
Новизна конструкции № группы - 5 3 2 3 2

- 4,0 2,0 1,5 2,0 1,5
Сложность узла по количеству кинематических пар количество - без пар 10 2 2 без пар

- 1,0 2,4 1,2 1,2 1,0
Насыщенность оригинальными деталями количество - 4 9 16 8 3
, баллы
- 3 5 7 5 3
Объём конструкции по внешним контурам дм3 - 602,8 330 23,2 15,5 6

- 1,13 1,08 1 1 1
Насыщенность сложными деталями количество - 3 3 15 10 1

- 1,1 1,1 1,5 1,3 1,05

Таблица 4.5
Расчёт трудоёмкости ОКР
Группы работ Объём работ по группам в баллах
Показатели
Узлы
Расчётно-аналитические Чертёжно-графические






Узел 1 4,0 1,0 4,0 3 1 1,13 1,1 3,7
Узел 2 2,0 2,4 4,8 5 1,6 1,08 1,1 9,5
Узел 3 1,5 1,2 1,8 7 1,1 1 1,5 11,6
Узел 4 2,0 1,2 2,4 5 1,1 1 1,3 7,2
Узел 5 1,5 1,0 1,5 3 1 1 1,05 3,2


49,7
Норматив удельной трудоёмкости на 1 балл, чел-дн. 25
Коэффициент сложности схемы
1,2
Трудоёмкость ОКР чел-дн.
чел-час. 1491
11928


4.3 Расчёт временных и стоимостных затрат на проектирование изделия

Расчёт реализуется в табличной форме (таблица 4.6) в следующей последовательности:
выбираем из таблицы 15 [8] по типу производства соотношение трудоёмкости стадий проектирования, %;
рассчитываем трудоёмкость отдельных стадий проектирования по формуле:
, (4.8)

где – трудоемкость ОКР; - удельная трудоемкость ОКР;



3) по суммарной трудоемкости ОКР из таблицы 16 [8] выбираем нормативную длительность цикла технического и рабочего проектирования
4) определяем длительность цикла технологической подготовки производства по формуле:
(4.9)

5) определяем потребную численность исполнителей по стадиям проектирования:
(4.10)
где - месячный фонд времени работника (165 часов); – коэффициент выполнения нормы,



6) определяем фонд заработной платы на разработку проекта:
(4.11)
где - средняя месячная заработная плата исполнителей i-ой стадии; - коэффициент отчисления на социальные нужды,



7) определяем полные затраты на разработку проекта:
(4.12)
где - удельный вес заработной платы в общей структуре себестоимости,

8) осуществляем оценку срока реализации проекта:
(4.13)
где - коэффициент параллельности, учитывающий величину совмещения стадий,

 


Таблица 4.6
Расчёт временных и стоимостных затрат на проектирование изделия
Стадии
Показатели ОКР ТПП
ТЗ,ЭП,ТП РП
1 2 3 4
Соотношение трудоёмкости стадий проектирования, % 40 35 25
Трудоёмкость, нормо-час 6361,6 5566,4 3976
Длительность производственного цикла, мес. 4,0 4,5 3,2
Потребное количество исполнителей, чел 9 7 7
Средняя заработная плата исполнителей, руб. 9500 10000 7500
Фонд заработной платы по стадиям, руб. 249480 218295 141120
Общий фонд заработной платы на проектирование, руб. 608895
Оценка затрат на разработку проекта, руб. 1739700
Оценка срока реализации проекта, мес. 8,2

4.4 Проектирование себестоимости перегонной установки

4.4.1 Расчёт затрат на основные материалы
Расчёт затрат на основные материалы выполняем с помощью метода коэффициентов приведения.
В качестве базового узла принимаем колонну перегонную.
Затраты на основные материалы по базовому узлу рассчитываем по формуле:
(4.8)
где - применяемость i детали в j узле; - масса детали i в соответствии с чертежом, кг; - цена материала, руб.; - цена отходов, руб.; - средний процент реализуемых отходов; - коэффициент транспортно-заготовительных расходов, .
Таблица 4.7
Расчёт затрат на основные материалы по базовому узлу
Деталь Применяе-мость Материалы Норма расхода Цена, руб. Сумма Возвратные отходы Общая сумма, руб.
Деталь, кг Узел норма цена сумма
колонна 1 Сталь20 400 400 30 12000 100 3 300 11700
Рама опорная 1 Сталь20 500 500 30 15000 125 3 375 14625
Балка продольная 1 Сталь20 420 420 30 12600 105 3 315 12285
Лист сливной 1 Сталь20 130 130 30 3900 33 3 99 3801
Планка регулировочная 1 Сталь20 80 80 30 2400 20 3 60 2340
Сегмент 6 Резина 3 0,78 100 78 0,1 10 1 77
Опора цилиндрическая 6 Ст3 470 470 30 14100 117 3 351 13749

Итого по базовому узлу, руб. 58550
С расчётом транспортно-заготовительных расходов 60306,5
Затраты на материалы для остальных узлов определяется по формуле:
, (4.9)
где - коэффициент приведения затрат j – го узла к базовому узлу.
Расчёт представлен в таблице 4.9.
4.4.2 Расчёт затрат на комплектующие покупные

Затраты на комплектующие покупные по базовому узлу определяются по формуле:
(4.10)
где - прейскурантные цены на комплектующие, руб.;
Расчёт ведём в таблице 4.8.
Затраты по прочим узлам (таблица 4.9):
(4.11)
Таблица 4.8
Расчёт затрат на комплектующие покупные изделия и полуфабрикаты
Наименование Применяемость Цена за единицу, руб. Сумма
фланец 2 60 120
Болты 884 7 6118
Шайбы 476 2 952
Гайки 306 5 1530

Итого 8720
С учётом транспортно-заготовительных расходов 8982

 


4.4.3 Расчёт затрат на основные материалы и комплектующие в целом по машине

Расчёт затрат на основные материалы и комплектующие в целом по изделию выполняем в таблице 4.9.
Таблица 4.9
Затраты на основные материалы и комплектующие в целом по машине
Статьи затрат

Части изделия Основные материалы Комплектующие изделия

Затраты, руб.
Затраты, руб.
Базовый узел 1 60306,5 1 8982
Узел 1 – насос 0,1 6030,65 0,4 3593
Узел 2 – теплообменник 0,4 24122,6 0,2 1796,4
Узел 3 – холодильник 0,3 18092 0,2 1796,4
Узел 4 – спиртоловушка 0,2 12061,3 0,6 5389
Итого по изделию


4.4.4 Расчёт затрат на заработную плату производственных рабочих
Таблица 4.10
Расчёт заработной платы (основной и дополнительной) производственных рабочих
Показатель Формула расчёта Обозначение Расчёт
Трудоёмкость изделия
- удельная трудоемкость 1 кг массы конструкции,
н-ч., ;
G- масса проекти-руемой конструкции,

Трудоёмкость годового выпуска
- прогно-зируемый объем выпуска, шт.,

Потребное количество основных производственных рабочих
- месячный действительный фонд времени одного рабочего,

Годовой фонд ЗП основной и дополнительной
-средняя за-работная плата ОПР,

ЗП с учётом отчислений на социальные нужды НСН – коэффи-циент расходов на социальные нуж-ды,

4.4.5 Расчёт полной себестоимости коньячной перегонной установки ВАНД-02

Расчёт полной себестоимости изделия осуществляется по формуле:
, (4.12)
где НОП, НОХ, НВП – нормативы соответственно общепроизводственных, общехозяйственных и внепроизводственных расходов,% (таблица 24 [8]); НСН - норматив отчислений на социальные нужды, %; ; - основ-ная заработная плата производственных рабочих на единицу изделия;

4.5 Определение лимитной цены коньячной перегонной установки ВАНД-02
Лимитная цена выражает предельно допустимый уровень цены проектируемого изделия с учётом улучшения потребительских свойств замещаемого изделия, при котором обеспечивается относительное удешевление его для потребителя.
Лимитную цену определяем на основе укрупнённых нормативов материальных и трудовых затрат и повышенной по сравнению с нормативным уровнем рентабельности до 1,5 раз.
, (4.13)
где SП – плановая себестоимость изделия; nР – плановый уровень рентабельности к себестоимости изделия (nР = 50%).

4.6 Расчёт уровня капитальных вложений в НИОКР и освоение производства

Единовременные затраты в сфере производства включают производственные затраты и капитальные вложения в производственные фонды завода изготовителя
(4.14)

Укрупнённый расчёт капитальных вложений в производственные фонды завода производится по формуле:
(4.15)
где - капитальные вложения в оборудование и оснастку; - капитальные вложения в оборотные средства.
, (4.16)
где - лимитная цена изделия; - прогнозируемый годовой объём выпуска; - отраслевой норматив удельных капитальных вложений в оборудование на один рубль объёма реализации новых изделий, руб., - коэффициенты, учитывающие соответственно годовой объём производства в стоимостном выражении и тип производства,

(4.17)

 


4.7 Расчёт экономического эффекта от внедрения новой конструкции коньячной перегонной установки
Расчёт экономического эффекта от внедрения новой конструкции основан на сопоставлении результатов и затрат в сфере производства и сфере использования.
Экономический эффект от производства и использования нового оборудования рассчитываем по формуле:
(4.18)
где - прибыль на одно изделие; - нормативный коэффициент экономической эффективности, - удельные капитальные вложения в производство; - прогнозируемый годовой объём выпуска.
(4.19)

(4.20)

4.8 Сводные показатели оценки экономической целесообразности проекта

Сводные показатели оценки экономической целесообразности проекта представлены в таблице 4.11.

Таблица 4.11
Сводные показатели оценки экономической целесообразности конструкции
Наименование показателей Единица измерения Проектируемое изделие
Прогнозируемый объём выпуска шт. 10
Единовременные капитальные вложения Предпроизводственные затраты руб. 1739700
Вложения в производство руб. 2153029
Всего руб. 3892729
Текущие издержки на производство изделия На материалы руб. 142170
На заработную плату руб. 608895
Полная себестоимость руб.

Прибыль на единицу изделия руб. 2601047
Лимитная цена руб. 7803141
Срок реализации проекта мес. 8,2
Экономический эффект руб. 9769168


4.9 Сетевое планирование разработки и выполнения дипломного проекта

Планирование работ по разработке и выполнению дипломного проекта осуществляем с помощью сетевого графика.
Основой для составления сетевой модели является перечень событий и работ по подготовке дипломного проекта. В сетевом графике события изображаем кружком, работу – стрелкой, над которой указываем ожидаемое время выполнения работы в единицах времени.

 

4.9.1 Табличный метод расчёта параметров сетевого графика

Составим картотеку событий (таблица 4.12).
Таблица 4.12
Картотека событий
Код Формулировка
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

19
20
21
22
23
24
25
26

27
28
29
30
31
32
33
34 Утверждено ТЗ
Получено ТЗ
Проанализировано ТЗ
Подобраны источники информации
Изучена информация
Информация классифицирована
Рассмотрены виды тарелок для колонны
Рассмотрены виды и способы подогрева виноматериала
Рассмотрены различные виды теплоносителя
Выбран наиболее приемлемый обогрев
Выбран способ охлаждения спиртовых паров
Выбран виноматериал
Рассмотрены технологии изготовления тарелок
Изучен технологический процесс ректификации
Изучена классификация ректификационных колонн
Сравнены конструкции ректификационных колонн
Рассмотрены колпачковые ректификационные колонны
Рассмотрены вихревые ректификационные колонны
Выбран наиболее приемлемый вид конструкций ректификационных колонн
Выбрана ректификационная колонна
Описана работа ректификационной колонны
Рассмотрены основные узлы ректификационной колонны
Рассчитаны параметры ректификационной колонны
Скомпонованы чертежы
Рассмотрен монтаж ректификационной колонны
Разработаны чертежи
Разработано экономическое обоснование целесообразности проекта
Разработан раздел по охране труда и окружающей среды
Оформлены технологическая и аналитическая части
Оформлена экономическая часть
Оформлена часть по охране труда и окружающей среды
Оформлена пояснительная записка
Оформлена графическая часть
Нормоконтроль произведён
Дипломный проект закончен

На основании представленной картотеки событий строим сетевой график (лист 10 графической части) и составляем картотеку работ. Картотека работ представлена в таблице 4.13.
Таблица 4.13
Картотека работ
Код работы Наименование работы Ожидаемое время, дни
Начальное событие Конечное событие
1 2 3 4
0
1
2
3
4

3
5
5

5
5

5
6
7

8
14

15


15


9


10

12

11


16


17


18


19


20

21
22

 


13

 


23

23

23

23

24
25
26
27

29

30

 

28

32
31

33 1
2
3
4
5

5
6
7

8
14

15
9
10

11
15

16


17


13


12

13

13


18


18


19


20


21

22
23

 


23

 


24

26

27

28

25
32
29
30

31

31

 

31

33
33

34
Получение ТЗ
Анализ ТЗ
Подбор информации
Анализ информации
Классификация полученной информации
Фиктивная работа
Рассмотрение видов тарелок
Рассмотрение способов подогрева виноматериала
Рассмотрение видов теплоносителя
Изучение классификации ректификационных колонн
Фиктивная работа
Выбор обогрева
Выбор способа охлаждения спиртовых паров
Выбор виноматериала
Сравнение конструкций ректификационных колонн
Рассмотрение конструкций колпачковых ректификационных колонн
Рассмотрение конструкций вихревых ректификационных колонн
Разработка схемы технологического процесса ректификации
Рассмотрение технологии изготовления тарелок
Рассмотрение технологического процесса ректификации
Описание технологического процесса
ректификации
Выбор наиболее подходящей конструкции из вихревых ректификационных колонн
Выбор наиболее подходящей конструкции из колпачковых ректификационных колонн
Окончательный выбор конструкции ректификационной колонны
Описание работы выбранной конструкции ректификационной колонны
Рассмотрение основных узлов ректификационной колонны
Расчёт ректификационной колонны
Компоновка чертежей разновидностей ректификационных колонн и чертежей конструкции выбранной ректификационной колонны
Компоновка чертежей разновидностей тарелок, и чертежей технологического процесса ректификации

Рассмотрение монтажа ректификационной колонны
Расчёт экономической целесообразности проекта
Описание мероприятий по охране труда и окружающей среды
Оформление технологической и аналитической части ДП
Разработка чертежей
Оформление графической части
Оформление экономической части
Оформление части по охране труда и окружающей среды
Вставка экономической части в пояснительную записку
Вставка раздела по охране труда и окружающей среды в пояснительную записку

Оформление всей пояснительной записки
Нормоконтроль графической части
Нормоконтроль пояснительной записки
Завершение дипломного проекта
1
1
7
3
7

0
5
4

4
7

0
2
3

2
2

4


3


2


3

4

2


1


1


2


2


3

8
6

 


4

 


2

10

6

10

18
2
3
2

1

1

 

2

1
1

1

Произведём расчёт основных временных параметров сетевого графика. Найдём ранний срок совершения события срок, необходимый для выполнения всех работ входящих в данное событие поздний срок совершения события срок, превышения которого на некоторую величину вызывает аналогичную задержку наступления конечного события, т.е. увеличение критического пути резерв времени события полный резерв времени работы свободный резерв времени коэффициент напряжённости Расчёт параметров сетевого графика представлен в таблице 4.14.

Таблица 4.14.
Расчёт параметров сетевого графика
Коды работы tp(i,j) tp(i) tp(j) tn(i) tn(j) R(j) Rn(i,j) Rc(i,j) Кн
i j
0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1
1 2 1 1 2 1 2 0 0 0 1
2 3 7 2 9 2 9 0 0 0 1
3 4 3 9 12 9 12 0 0 0 1
4 5 7 12 19 12 19 0 0 0 1
3 5 0 9 19 19 19 0 10 10 0
5 6 5 19 24 19 46 22 22 0 0,08
5 7 4 19 23 19 40 17 17 0 0,07
5 8 4 19 23 19 46 23 23 0 0,07
6 9 2 24 26 46 48 23 22 0 0,11
7 10 3 23 26 40 43 17 17 0 0,11
8 11 2 23 25 46 48 23 24 0 0,1
10 12 3 26 29 43 46 17 17 0 0,16
9 13 2 26 33 48 50 17 22 5 0,15
12 13 4 29 33 46 50 17 17 0 0,24
11 13 2 25 33 48 50 17 23 6 0,14
5 14 7 19 26 19 26 0 0 0 1
5 15 0 19 28 19 28 0 9 9 0
14 15 2 26 28 26 28 0 0 0 1
15 16 4 28 32 28 32 0 0 0 1
15 17 3 28 31 28 32 1 1 0 0,06
16 18 1 32 33 32 33 0 0 0 1
17 18 1 31 33 32 33 0 1 1 0,08
18 19 2 33 35 33 35 0 0 0 1
19 20 2 35 37 35 37 0 0 0 1
20 21 3 37 40 37 40 0 0 0 1
21 22 8 40 48 40 48 0 0 0 1
22 23 6 48 54 48 54 0 0 0 1
13 23 4 33 54 50 54 0 17 17 0,3
23 24 2 54 56 54 56 0 0 0 1
24 25 18 56 74 56 74 0 0 0 1
23 26 10 54 64 62 72 8 8 0 0,2
23 27 6 54 60 62 73 13 13 0 0,11
23 28 10 54 64 62 74 10 10 0 0,2
26 29 3 64 69 72 75 8 8 2 0,24
27 30 2 60 62 73 75 13 13 0 0,15
29 31 1 69 70 75 76 6 6 0 0,26
30 31 1 62 70 75 76 13 13 7 0,17
28 31 2 64 70 74 76 10 10 4 0,22
25 32 2 74 76 74 76 0 0 0 1
32 33 1 76 77 76 77 0 0 0 1
31 33 1 70 77 76 77 6 6 5 0,3
33 34 1 77 78 77 78 0 0 0 1

 

 

 

 

 

 

5 Охрана труда и окружающей среды

5.1 Безопасность и экологичность проекта
5.1.1 Микроклиматические условия на производстве

Неблагоприятные условия ухудшают физиологическое состояние, снижают производительность труда, могут привести к различным заболеванием. Характеристика микроклимата в рабочей зоне приведена в табл. 5.1.
Таблица 5.1– Характеристика микроклимата в рабочей зоне
Рабочее место Категория работ Период года Оптимальные показатели микроклимата
Температура, С
Влажность, % Скорость движения воздуха, м/с
Бродильный цех Средней тяжести,
II a Теплый
Холодный 21-23
18-20 40-60
40-60 0,3
0,2
Ректификационный цех Средней тяжести,
II a Теплый
Холодный 21-23
18-20 40-60
40-60 0,3
0,2
Склад сырья Тяжелая III Теплый
Холодный 18-20
16-18 40-60
40-60 0,3
0,4
Административный корпус Легкая I а Теплый
Холодный 23-25
20-22 40-60
40-60 0,1
0,2

Для поддержания оптимального микроклимата осуществляется кондиционирование и вентиляция воздушной среды. Это актуально в отделениях, где температура помещения доходит до 35 С. В производственных помещениях устанавливаются отопительные установки, которые поддерживают оптимальную температуру воздуха в холодное время года. В помещении для хранения скоропортящегося сырья должна поддерживаться температура 4 С, в складе БХС и другого сырья – 18-20 С.
Нормируется интенсивность теплового облучения на рабочих местах. При 25% облучаемой поверхности тела интенсивность теплового облучения должно быть до 100 Вт/м, при 25 -50% - до 70 Вт/м, при 50% - до 35 Вт/м. В целях профилактики тепловых травм температура нагретых поверхностей машин, оборудования или ограждающих их конструкций должна быть не более 45 С .

5.1.2 Экологическая безопасность проекта

Ликёроводочный завод относится к V классу санитарной защиты с шириной санитарно-защитной зоны 50м.
Проектируемое предприятие выбрасывает в атмосферу органические пыли, аммиак, продукты сгорания природного газа, выбросы от котельной. Котельная является основным источником загрязнения.
Сточные воды в данном предприятии образуются после мытья оборудования, инвентаря. Они сбрасываются в городские коллекторы. Хлориды и сульфаты можно удалить химическим методом, т.е. нейтрализацией с применением щелочей и кислот. Для очистки от взвешенных частиц и сухого остатка используется механический метод – фильтрация, процеживание с использованием решеток с ячейками 15-20 мм; отстаивание – вертикальный отстойник, эффективность составляет 50 %; фильтрование - гравийно-песочные напорные фильтры, эффективность достигает 75 %.
В просеивательном отделении при транспортировании сахара образуется органическая пыль. Очистка воздуха от нее проводится методом фильтрации через рукавные фильтры ФВ-30 и ФВ-90. Эффективность очистки до 99%.
Очистка воздуха от выбросов органической пыли осуществляется с помощью циклонов ЦН-15У, ЦН-24, которые установлены на силосах и циклонах.
При сжигании мазута образуется оксид углерода, диоксид углерода, аммиак. Удаление этих газов осуществляется аспирацией, эффективность – 95%.
К твердым отходам, образующимся на предприятии, относятся отработанные материалы, брак, ветошь.
Брак повторно используется в производстве. Древесные отходы и упаковочные материалы складируются на специальных площадках и вывозятся. Запрещается сжигать их. Промасленная ветошь собирается в специальный контейнер с герметичной крышкой.

5.2 Противопожарная техника

Противопожарная техника представляет собой ряд мероприятий, предупреждающих возникновение пожаров и организацию их тушения. В ректификационном цехе организуется пожарно-сторожевая охрана, а также добровольная пожарная дружина. По пожарной опасности все производства подразделяются на пять категорий: А, Б, В, Г и Д. Предприятия общественного питания и ректификационные цехи относятся к категории В, так как связаны с обработкой горючих веществ в горячем состоянии, сопровождающейся выделением лучистого тепла, искр и пламени.
Чердачные помещения необходимо содержать в чистоте и запирать на замок; ключи от чердачных помещений должны храниться в определённом месте, доступном для получения их в любое время суток. В чердачных помещениях воспрещается: устраивать склады, архивы и т. п., хранить какие-либо вещи и материалы, особенно горючие, за исключением оконных рам; привязывать к дымоходам верёвки для сушки белья и укреплять за дымоходы радио и телеантенны; применять для утепления перекрытий торф, древесные опилки и другие сгораемые материалы.
В подвалах запрещается устраивать склады для хранения огнеопасных веществ и материалов, а также легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.
Для удаления пара и продуктов сгорания в ректификационных цехах устанавливают искусственную приточно-вытяжную вентиляцию. При эксплуатации вентиляции необходимо своевременно очищать её от пыли и смолистых продуктов, так как они могут загореться и воспламенить расположенные поблизости легко загорающиеся предметы. Топки плит и котлов с огневым обогревом выносят в специальные помещения. Для предупреждения проникновения топочных газов в помещение шибером регулируют поступление воздуха в зольник. Дверцы топок должны иметь отражатели, предохраняющие их поверхность от накаливания. Не разрешается выгребать горячую золу и шлак на пол, для этой цели используется металлический ящик. При эксплуатации газового оборудования необходимо следить за кранами горелок, по окончании работы закрывать общий газовый кран перед счетчиком. Если в помещении ощущается запах газа, не разрешается включать или выключать электроосвещение, вентиляцию и прочие электроприборы, а также зажигать огонь.
При работе на электротепловой аппаратуре для предотвращения загорания изоляции при перегрузке сети устанавливают плавкие предохранители.
Все помещения цеха, кладовые должны иметь как средство пожаротушения по одному огнетушителю и одному ящику с песком.
Безопасность людей, находящихся внутри здания, обеспечивается количеством и размером выходов из помещений, а также путями эвакуации людей во время пожара. План эвакуации вывешивается на стене.


5.2.1 Пожарная безопасность на ликёроводочных заводах.

Общие сведения
Требования пожарной безопасности к предприятиям ликероводочной промышленности во многом аналогичны требованиям, предъявляемым к предприятиям хлебопекарной, макаронной, сахарной, консервной и других отраслей пищевой промышленности (устройство и эксплуатация систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, электроустановок, котельных, складов твёрдого и жидкого топлива, складов тарного и бестарного хранения сыпучего сырья, складов материалов для тары и готовой тары, содержания помещений и производства работ в тарных цехах, в лабораториях и т. д.).
Наряду с этим предприятия ликероводочной промышленности
отличаются тем, что в производственных процессах находятся в обращении в больших количествах весьма разнообразные жидкие и газообразные горючие вещества.
Большинство из применяемых в ликероводочном производстве веществ имеют низкие температурные и концентрационные пределы воспламенения, а их паро-, газо- и пылевоздушные смеси взрывоопасны.

5.2.2 Пожароопасные свойства веществ, применяемых в ликероводочном производстве

Физические характеристики и пожароопасные свойства многих из них описаны в соответствующих главах (сахар, крахмал, растительные масла, спирт, бензин и др.).
Ниже приводятся в качестве примера показатели пожарной опасности некоторых специфических веществ, широко применяемых в ликероводочной промышленности.
Сахар песок – горючее, легко воспламеняющееся порошкообразное вещество. Пыль в состоянии аэрозоля взрывоопасна. Фракция пыли до 75 мкм, влажностью 0,14%, зольностью 0,03%, плотностью 1,583 г/см имеет нижний предел воспламенения 42,5 г/м ; максимальное давление взрыва 580 кПа (5,8 кгс/см ), минимальная энергия зажигания 30 мДж, скорость нарастания давления 15 600 кПа/с (156 кгс/см /с). Осевшая пыль пожароопасна: температура воспламенения 335 С, самовоспламенения 395 С.
Ацетон (ГОСТ 2603-71) – бесцветная ЛВЖ с характерным запахом; молекулярная масса 58,08, плотностью 0,791 г/см ; температура вспышки 18 С, самовоспламенения 465 С; область воспламенения от 2,91 до 13%; температурныне пределы воспламенения, С: нижний минус 20, верхний 6; максимальное давление взрыва 893 кПа (8,93 кгс/см ).

5.3 Охрана окружающей среды

В период научно – технической революции, характерными особенностями которой является интенсивное развитие промышленного производства, и урбанизация городов проблема защита биосферы от загрязнения приобрела большое значение.
Для защиты окружающей среды рекомендуется использовать следующие защиты.
Для защиты атмосферы:
пылеуловители сухие и мокрые
К сухим пылеуловителям относятся – все аппараты, в которых отделение частей примесей от воздушного потока происходит механическим путем за счет сил гравитации, инерции, циклоны, ротационные, вихревые, радиальные, жалюзийные пылеуловители.
Мокрые пылеуловители имеют широкое распространение, т.к. характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкой пыли, а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов.
2) туманоуловители. Для очистки воздуха от туманов, масел и других жидкостей используются волокнистые фильтры, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим стеканием жидкости под действием сил тяжести.
3) фильтры. Фильтры широко используются в промышленности для тонкой очистки вентиляционного воздуха от примесей, а также для промышленной и санитарной очистки газовых выбросов. Классификация фильтров основана на типе фильтровой перегородки, конструкции фильтра и его назначения, тонкости очистки. Это с зернистыми слоями, с гибкими пористыми перегородками, с полужесткими пористыми перегородками.

5.4 Очистка сточных вод от механических примесей.

Процеживание. Для выделения из сточных вод крупных нерастворимых примесей, а также мелких волокнистых загрязнений процеживание осуществляется пропусканием их через решетки и волокноуловители.
Отстаивание. Для выделения нерастворимых и частично коллоидных механических загрязнений минерального и органического происхождения. Отстаивание осуществляется в песколовках, отстойниках, жиро-, смоло- и маслоуловителях.
Фильтрование. Для очистки сточных вод от тонкодисперсных механических загрязнений. Для очистки используются два вида фильтров: зернистые и микрофильтры.
Очистка отработанной СОЖ
В процессе работы аппарата используется смазочно-охлаждающая жидкость. Необходимо обеспечить очистку отработанной СОЖ на основе традиционных физико-химических способов.
В качестве обезвреживания используется следующий способ физико-химического разложения:
отработанная эмульсия ( Р3 - СОЖ8; ИХП- 45Э; ЭГТ; ЭТ-2) из приемной емкости насосом подается в реактор, где обрабатывается серной кислотой (1-1,5 кг/м3 эмульсии) до рН6,8-7 при t=70°С, а затем глиноземом (7-10 кг/м3 эмульсии) при интенсивном перемешивании (0,5-4 часа).
Реакция масла поступает в отстойник, масляная фаза, содержащая до 200 мг/л органических веществ разбавляется водой и сливается в канализацию.

5.5 Освещение производственных помещений

При освещении производственных помещений в данном проекте использовали естественное боковое освещение, осуществляемое через световые проемы в наружных стенах, и искусственное общее освещение, которое создает равномерное распределение светового потока. В качестве источников света на предприятии используются люминесцентные лампы. При применении таких ламп для освещения помещений с небольшой запыленностью и нормальной влажностью (цеховые помещения) используют открытые светильники ЛОУ, ДСП. Для помещений с большим содержанием пыли (склады) или с большой влажностью (е отделения) – влагопылезащитные светильники ПВЛП. Цехи снабжают аварийным освещением для эвакуации людей при чрезвычайных ситуациях. Для улучшения естественного освещения оборудование окрашено в светлые тона, стены побелены. Характеристики освещенности на рабочем месте приведены в табл. 5.2.

 

 

 

Таблица 5.2 – Характеристика освещенности рабочего места

Наименование рабочего места Разряд зрительных работ Естественное освещение, боковое Искусственное освещение, общее
Коэффициент освещения, % Нормируемая освещенность, %
Склад сырья и готовой продукции V б 1,5 200
Бродильное отделение V а 1,0 300
Ректификационный цех IV б 1,5 300

5.5.1 Освещение рабочего места

На машиностроительных предприятиях рекомендуется применять систему комбинированного освещения в механических цехах, так как в них выполняются точные зрительные работы. Комбинированное освещение представляет собой совокупность общего и местного освещения.
1. Распределяем светильники l=1,3L .
2. Исходные данные для расчета искусственного освещения, необходимого для выполнения работ на станке составлены для условий установки станка в механическом цехе завода :
длина А=3090мм;
ширина В=535мм;
площадь S=1,65 м2
Световой поток лампы рассчитываем по формуле:


где –освещенность, лк ;
В механическом цехе предусмотрено выполнение работ
при наименьших размерах объекта различения 0,15…0.3мм
( согласно СНиП 23-05-95 , работа на станке ГС526Ф3 относится к II разряду зрительной работы, для которой минимальная норма освещенности Емин = 300лк , подразряд ”Г” );
К -коэффициент запаса, К=1,5 ;
S-площадь освещаемого помещения, м2;
Z-коэффициент минимальной освещенности, Z=1,3;
N-число ламп в помещении;
η-коэффициент использования светового потока, по таблице 52
определяем η=0,57 при коэффициенте отражения потока
рп=50%, стен-30%.
3. Индекс формы помещения:


где А и В – соответственно длина и ширина помещения, м;
h=1445 м.

4. По таблице находим коэффициент использования осветительной установки.
и .
Ориентируясь на светильники l = 1,25, 48%.
5. Определяем нормируемую освещенность .
6. Рассчитываем световой поток .
шт.
7. Подбираем по полученному световому потоку лампу по таблице 1. 3. - ЛБ-40.
8. Определяем мощность осветительной установки N, учитывая, что число в маркировке типа лампы указывает электрическую помощь (Вт).
Лампы ЛБ-40 по 40 Вт.
Принимаем число ламп 50, т. к. разница вполне допустима (удовлетворяет требованиям расчета искусственного освещения, изложенным в СНиП 23-05-95).
Число светильников равно: 25.

5.5.2 Общая характеристика электроснабжения

Предприятие получает электрическую энергию от трансформаторной подстанции энергосистемы «Тулэнерго» города Тулы по воздушной ЛЭП, напряжением 10 кВ длиной 2 км.
Необходимо построить понижающую трансформаторную подстанцию.
Для внутризаводских электрических сетей принимаем систему трехфазного тока напряжением 380/220 В с заземленным нулем.
От трансформаторной подстанции предприятия электроэнергия поступает на общий распределительный щит для питания электродвигателей, внутреннего освещения и освещения территории. Распределение электроэнергии от фабричной подстанции до цеха осуществляется по кабелям и стенам внутри здания. Защита распределительных цепей от токов короткого замыкания осуществляется предохранителями.

Определение категории помещения в табл. 5.3.

Таблица 5.3 – Категории помещений

Наименование помещения Категория помещения
Склад БХС Взрывоопасное
Склад виноматериала Сухое нормальное
Склад сырья Сухое нормальное
Склад готовой продукции и тары Сухое нормальное
Бродильное отделение Влажное нормальное
Ректификационный цех Сухое нормальное
Бытовые помещения Сухое нормальное


5.6 Расход воздуха

Температура и влажность воздуха в помещении обеспечивается в летний период за счет вентиляции, согласно
Количество вентилируемого воздуха Vв (м3/ч), определяется по формуле

Vв=Vзд • n , (1.1)

где Vзд - объем помещения, м3 ;
n - кратность воздухообмена.
Vв= 4 • 6220,6 = 24882,4 м/
Расход теплоты Q, Вт, на подогрев воздуха

Q = Vв • Сv(tв - tн), (1.2)

где Сv - удельная объемная теплоемкость воздуха, Сv = 1,206 кДж/(м3 • град);
tв, tн - соответственно температура вентиляционного воздуха, подаваемого в помещение, и наружного, єС.
Q = 24882,4 • 1,206 (18-(-9)) = 810220,7 Вт
Расход теплоносителя mт, кг/с, для подогрева вентиляционного воздуха

mт = Q/Дiт • Кзап, (1.3)

где Дiт - разность энтальпий теплоносителя на входе и выходе из калорифера, Дж/кг при этом для воды
Дiт = r, (1.4)

r - удельная теплота парообразования, Дж/кг.
r = 2200 • 10-3 Дж/кг

mт = 810220,7 / (2200 ∙ 103) • 1,2 = 0,44 кг/с

При работе вентиляционной системы из здания будет выносится тепло. Его количество ДQв, Вт, определяется по формуле

ДQв = Vв • Св • Дtв, (1.5)

где Дtв - разница температур уходящего и поступающего воздуха, єС.

Дtв = ш(Н-2) + 2…3, (1.6)

где Н – расстояние от пола до оси отводящего отверстия,м;
ш-градиент температуры по высоте помещения, єС/м, ш = 0,5 - 1,5.
Дtв = 1,5 ∙ (4,8 - 2) = 6,2 єС ;
ДQв = 24882,4 • 1,206 • 6,2 = 186050,7 Вт.

5.7 Канализация

Расход вод, сбрасываемых предприятием qст, м3/ч

qст = qпр + qсб - qоб, (2.1)

где qпр, qсб, qоб – расходы производственных, санитарно-бытовых сточных вод и
воды, забираемой в систему обратного водоснабжения, м3/ч.
qпр =  Прi ∙ qi , (2.2)

где Прi – производительность предприятия по каждому виду продукции, т/ч;
qi – удельный расход сточных вод при выработке 1 т продукции.
qпр = 2 • 1,5 + 0,9 ∙ 3 = 5,7 м3/ч.
Количество санитарно-бытовых сточных вод определяется

qсб =  Ni ∙ qiс , (2.3)

где Ni – количество санитарно-технических приборов;
qiс – количество сточных вод от одного санитарно-технического устройства, м3/ч.
qсб = 5 • 0,15 + 18 ∙ 0,2 + 18 ∙ 1,6 = 33,15 м3/ч;
qст = 5,7 + 33,15 = 38,85 м3/ч.

5.8 Шум и вибрация

Источником шума и вибрации на производстве является работающее оборудование. Малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля, называются вибрацией.
Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия, которые возникают:
- при возвратно-поступательных движениях систем (кривошипно-шатунные механизмы, выбойчные устройства и т.п.);
- в результате наличия неуравновешенных вращающихся масс (ручные
электрические и пневматические шлифовальные машины, режущий инструмент станков и т.п.);
- при ударах деталей (зубчатые зацепления, подшипниковые узлы).
Значение шума и вибрации, создаваемых при работе различного оборудования, приведены в табл. 5.4.

Таблица 5.4 – Значение шума и вибрации при работе оборудования

Наименование оборудования Шум, дБ, (f=250-1000 Гц) Вибрация, дБ
Шнековые питатели 85 118
Дробилки 80 114
Прессы 85 118
Конвейеры 78 118

Для уменьшения воздействия шума на человека принимаются меры.
Организационного характера:
- нормирование шума;
- организация предварительных и периодических медицинских осмотров работников;
- сокращение времени работы с шумными машинами и оборудованием - через определенный период времени (Т=2-4 ч) рабочие направляются на малошумные рабочие места, на их место приходят другие
2) Предотвращение образования и распространения шума:
- рациональное планирование помещений. При планировке территории шумные помещения сконцентрированы в одном месте.
- использование звукоизолирующих кожухов и звукопоглощающих материалов. Это позволяет значительно снизить шум в непосредственной близости к источнику. Кожухи могут быть съемными и разборными, иметь смотровые окна. Внутренняя поверхность кожуха обязательно должна облицовываться звукопоглощающими материалами;
- использование средств индивидуальной защиты (наушники, ушные вкладыши) – в помещениях для измельчения;
- изменение направления шума ориентированием воздухозаборных и выпускных отверстий систем механической вентиляции и компрессорных установок в сторону от рабочих мест.
Для снижения вибрации на вибротранспортерах используют виброизоляторы. Чтобы снизить вредное воздействие вибрации на организм человека, следует установить регулярные перерывы в работе на местах с повышенной вибрацией.
Шум нормируется в рабочих местах согласно ГОСТ 12.1.2003-83 и СН 2.4/2.1.8.562-96 «Санитарные нормы допустимых уровней шума на рабочих местах». Предельно допустимое значение шума для помещений с постоянными рабочими местами производственных предприятий 90 дБа.
Санитарно-гигиеническое нормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием, ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

5.9 Электрический ток

Электронасыщенность современного производства формирует электрическую опасность, источником которой могут быть электрические сети, электрофицированное оборудование и инструмент, вычислительная и организационная техника.
Для защиты от электрического ока используются меры:
- заземление оборудования. Используется в формующих, заверточных, темперирующих, сбивальных машинах др.;
- недоступность токоведущих частей оборудования для случайного прикосновения. Установлены ограждения на упаковочных машинах, а также на линии А2-ШЛД;
- двойная изоляция на открытых участках электросетей;
- предупреждающие надписи на токоведущем оборудовании;
- средства индивидуальной защиты (резиновые перчатки) при ремонте и обслуживании электроустановок и электросетей;
Классификация помещений по электробезопасности приведена в табл. 5.5
Таблица 5.5 – Категории помещений по электробезопасности
Помещение Категория опасности Факторы
Ректификационный цех С повышенной
опасностью Температура более 35 С

Производственные цеха С повышенной
опасностью Возможность соприкосновения к токопроводящему оборудованию;
наличие оборудования с высоким напряжением
Склад готовой продукции Без повышенной
опасности Сухой, беспыльный
Склад сырья Без повышенной
опасности Влажный
Административный корпус Без повышенной
опасности Сухой, беспыльный
Статическое электричество образуется при трении диэлектриков. Его источником являются клиноременные передачи, системы пневмотранспортирования яблок.
Основное средство борьбы со статическим электричеством – заземление оборудования и емкостей. Сопротивление заземления в электроустановках до 1000В не должно превышать 4Ом. Металлические шланги должны быть снабжены гильзой из латуни.

5.10 Механическое травмирование

Источником травм на предприятии могут быть конвейеры, вращающиеся подвижные части машин. Перед началом работы необходимо убедиться в исправности оборудования. При наличии неполадок следует начинать работу только после их устранения. Вращающиеся части оборудования должны быть закрыты кожухами, шнеки – крышками. В первую очередь представляют опасность прессы, дробилки, питатели. Необходимо следить за исправностью системы блокировки оборудования, которая установлена на дробящей машине, протирочной машине. Конвейеры должны быть изолированы заграждениями. Для движения людей используются переходные мостики с перилами.
Запрещается очистка, смазка, регулировка оборудования без его полной остановки.
Рабочие должны быть в защитной одежде (халаты, косынки).
Сосуды, работающие под давлением
На предприятии используется оборудование, работающее под давлением: ёмкости для брожения, ректификационные колонны. Избыточное давление греющего пара 0,6-0,8 МПа, давление внутри аппарата 0,1 МПа.
Для безопасной работы сосудов их снабжают запорно-регулируемой арматурой, манометрами, устанавливаемыми на высоте 2 м, термометрами, предохранительными клапанами, указателями уровня жидкости.
Для предотвращения взрывоопасных ситуаций проводят наружный и внутренний осмотр, гидравлические испытания (Р=0,9 МПа) каждые 8 лет.
Гидравлическое испытание сосудов, за исключением литых, должно проводиться пробным давлением Рпр, определяемым по формуле:
, (1)
где Р - расчетное давление сосуда, МПа (кгс/см );
[у]20, [у]t - допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20 °С и расчетной температуре, МПа (кгс/см ).
Также испытания проводят после монтажа оборудования перед его запуском в работу, после ремонта и при установке на новое место.

5.11 Химические опасные и вредные производственные факторы

На предприятии возможно загрязнение химическими веществами в результате их использования и выделения в технологическом процессе (табл. 5.6.), а также в результате борьбы с микроорганизмами и грызунами.

 

 


Таблица 5.6 – Вредные вещества, используемые и образующиеся в
технологическом процессе

Наименование
операций Вещество ПДК, мг/м3 Класс опасности Воздействие на
организм человека
Просеивание сахара-песка Органическая пыль 6 3 Токсическое, раздражающее, аллергическое,
канцерогенное
Мойка и
дезинфекция оборудования NaOH,
Na2CO3 0,5
2 2
3 Токсическое, раздражающее
Лабораторный анализ HNO3,
H2SO4,
щелочи 5
1
0,5 3
2
2 Поражение раздражение кожных покровов, глаз

Приготовление моющих растворов должно проводиться в специальных помещениях с кратностью воздухообмена не менее 10.
Для борьбы с микроорганизмами и грызунами применяются пестициды (бактерициды и вирусоциды – для уничтожения бактерий и вирусов, родентициды – грызунов). Безопасность труда при работе с этими веществами обеспечивается максимальной механизацией автоматизацией производственных процессов, использование прогрессивных технологий, современных высокоэффективных препаратов с меньшей токсичностью, оптимальных способов внесения препаратов, соблюдением правил безопасности и санитарно-гигиенических норм.


5.13 Биологические опасные и вредные производственные факторы

Биологически опасные факторы возникают при несоблюдении рабочими гигиенических требований, при соприкосновении с воздухом, с парами плесени и бактерий, с инвентарем, состояние которых не соответствует санитарным требованиям.
Персонал предприятия может быть подвержен заражению бактериями группы кишечной палочки, сальмонеллы. Вследствие этого повышены нормы оценки санитарно-гигиенических условий производства продуктов питания. Предусмотрены санитарные мероприятия:
- уничтожение во внешней среде возбудителей инфекционных
заболеваний при помощи химических средств;
- панели стен и внутренние двери протираются мыльно-щелочным
раствором;
- полы моются в течение смены и по окончании смены;
- технологическое оборудование очищают, моют водопроводной водой,
горячим моющим раствором, дезинфицируют, затем моют горячей водой;
- вода, используемая в технологическом процессе не должна содержать
патогенных микроорганизмов.
В данном разделе ДП я рассмотрел и проанализировал безопасность и экологичность в ректификационном цехе. Мною были произведены расчеты основных параметров определяющих безопасность на рабочем месте, исходя из полученных данных были предложены оптимальные варианты планировки предприятия, отвечающие стандартам охраны труда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В данном дипломном проекте мною был рассмотрен проект участка линии по производству яблочного бренди. А также особенности этого напитка, технология его приготовления. Был проведён сравнительный анализ оборудования для производства кальвадоса. По каждой части сделаны соответствующие выводы.
Я считаю, что производство яблочного бренди на территории Тульской области будет пользоваться спросом, т.к. это недорогой процесс, требующий малых затрат. Кроме того, яблочный спирт обладает рядом преимуществ перед зерновым, т.к. яблоки сами по себе – источник минералов, витаминов и незаменимых органических кислот.

 

 

 

 

 

 

 

 


Список используемой литературы.

Шейн Г.Н. «Дистилляционные установки коньячного производства», Москва, 1985.
Сирбиладзе А. Л. «Основы технологии коньяка», Москва, 1971.
Малтабар В. М. «Технология коньяка», Москва, 1959.
Нягу И. «Производство коньяка и кальвадоса в Молдавии», 1978.
Литван В.С. «Учёт коньячных виноматериалов, коньячных спиртов и коньяков в винодельческой промышленности», Москва, 1970.
«Библия бармена», Бармен – сити © 2007
Скрипников Ю.Г. Производство плодово-ягодных вин и соков.- М.: Колос, 1983.-256с.
Мехузла Н.А., Панасюк А.Л. Плодово-ягодные вина . - М. : Легкая и пищевая промышленность, 1984.-240 с.
Отчет по теме: "Изучить технологические качества плодового сырья и разработать рациональную технологию производства плодовых вин в Казахстане". Казгипропищепром. Алма- Ата, 1980.
Телегин Ю.А. Разработка и внедрение новой технологии сбраживания яблочного сусла, дисс. к.т.н. Магарач. 1985
Парагульгов О.Д. Совершенствовать производство плодово-ягодных вин. Виноделие и виноградарство СССР. 1979, №8, с. 4-7.
Датунашвили Е.Н., Уларджишвили В.П., Сейдер А.И. Применение пектолитических ферментных препаратов в плодово-ягодном виноделии. Виноделие и виноградарство СССР. 1979, № 5, с 35-36.
Кишковский З.Н., Мержаниан А.А. Технология вина. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 504 с.
Чаленко Д.К. Микробиологический контроль виноделия. - М.: Пищепромиздат, 1960. - 143 с.
Мехузла Л.А., Парагульгов О.Д, Телегин Ю.А., Старчевой Е.Н. Новый способ сбраживания сусла при производстве плодово- ягодных вин. Виноделие и виноградарство СССР. 1978. № 3 с. 10-12.
Ж. Риберо- Гайон, Э. Пейно, П. Риберо-Гайон, П. Сюдро. Теория и практика виноделия, т. 3. Способы производства вин. Превращения в винах. Пер. с фр. - М. ПП, 1980. - 480 с.
П.Макштялене З.Б., Москоленко Р.И., Манакина Л.И. Способ производства плодово-ягодных вин и сидров. Авторское свидетельство СССР № 676608.
Неудахина О. К. Разработка новых технологических приемов производства крепких вин. Автореферат дисс. к.т.н. Москва, 1993.
Дашкевич Т.Н. Натуральные плодово-ягодные вина. "Виноделие и виноградарство СССР". 1967, № 3 с.50-51.
Мехузла Н.Л., Макштялене З.Б. Усовершенствование традиционной литовской технологии. Виноградарство и виноделие СССР. 1979, № 8. с.26-28.
С.П.Авакянц, Н.П. Гриценко. Способ производства плодово-ягодного вина. Авторское свидетельство СССР № 1147741.
Отчет № 00716888 НПО "Яловены" Министерства виноградарства и виноделия МССР. Исследования состава спирта-сырца, спирта-ректификата, сивушной и эфироальдегидной фракции виноградных вин. Кутузово, 1984.
1. Системы технологий. Описание и технико-экономическая оценка технологического процесса. Методические указания для выполнения расчётно-графических работ СТ-0297.\ сост.: Е.Л.Фельдман. – Донецк: ДИЕХП, 1997. – 16 с.
«Садоводство,Виноградарство и Виноделие Молдавии», №4, 1990 г. стр. 24-25
«Садоводство, Виноградарство и Виноделие Молдовы», № 8, 1991 г., стр.21-23
«Виноград и вино России», №4, 2000 г., стр. 30-33
«Садоводство, Виноградарство и Виноделие Молдовы», № 9, 1991 г., стр.39-41

 

 




Комментарий:

Записка дипломной работы отличная!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы