Коротко о файле:КПІ ім. Ігоря Сікорського / Кафедра біотехніки та інженерії / за освітньо-професійною програмою «Обладнання фармацевтичних та біотехнологічних виробництв» / спеціальності 6.050503 « Галузеве машинобудування» / Завдання проєкту полягає у проектуванні теплообмінника пластинчатого, призначеного для охолодження культуральної рідини після стерилізації. / Склад: 4 аркуші креслення (апаратурно-технологічна схема лінії виробництва лимонної кислоти (А1); теплообмінник пластинчатий (складальне креслення – А1); креслення складальних одиниць (плита нерухома (А2); штуцер (А3)); креслення деталей (плита (А2); плита прижимна (А2); фланець (А3)) + 3D-моделі (збірка + деталировка) + специфікації + ПЗ.
В першому розділі наведено сфери використання, фізичні та хімічні властивості лимонної кислоти.
В другому розділі представлено опис апаратурно-технологічної схеми лінії виробництва лимонної кислоти.
В третьому розділі описано призначення та область застосування
теплообмінника пластинчатого, наведено ряд переваг, що зумовлюють його використання у виробництві.
В четвертому розділі проведений патентний пошук, виконаний порівняльний аналіз основних показників конструкції теплообмінника з діючими аналогами.
В п’ятому розділі наведена технічна характеристика теплообмінника пластинчатого.
В шостому розділі були проведені розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність конструкції теплообмінника пластинчатого:
– тепловий розрахунок. Метою якого є визначення площі поверхні теплообміну;
– конструктивний розрахунок. Вибір пластини, визначення компоновки пакета пластин і перевірка площі поверхні теплообміну;
– гідромеханічний розрахунок. Визначення швидкості руху теплоносіїв в штуцерах та вибір насосу;
– розрахунок на міцність. Перевірка умов міцності, герметичності фланцевого з’єднання.
В сьомому розділі наведені вимоги з охорони праці, пожежної та екологічної безпеки виробництва.
В восьмому розділі розглянуті питання з монтажу та експлуатації теплообмінника.
На основі проведених розрахунків спроектовано теплообмінник пластинчатий, який відповідає технічним вимогам і задовольняє потреби виробництва.
Зміст
Перелік умовних позначень 10
Вступ 13
1. Призначення та область застосування лимонної кислоти 15
1.2 Характеристика лимонної кислоти 16
2. Опис технологічного процесу виробництва кристалічної лимонної кислоти 17
2.1 Принципова узагальнена схема виробництва 17
2.2 Підготовка повітря 19
2.3 Підготовка посівного матеріалу 19
2.4 Процес ферментаці 19
2.5 Одержання кристалічної лимонної кислоти 21
2.6 Упаковка та зберігання 22
3.Призначення та область застосування теплообмінника пластинчатого 23
3.1 Обґрунтування вибору конструкції теплообмінника пластинчастого 24
4. Патентний пошук 26
5.Технічна характеристика теплообмінника пластинчатого 27
6. Розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність конструкції теплообмінника пластинчатого 28
6.1 Вихідні дані 28
6.2 Тепловий розрахунок 30
6.3 Конструктивний розрахунок 34
6.4 Гідромеханічний розрахунок 37
6.5 Розрахунок фланцевого з’єднання 39
7. Охорона праці 49
7.1. Виявлення та аналіз шкідливих та небезпечних виробничих факторів (ШНВФ) на об'єкті. Заходи з охорони праці 49
7.1.1. Повітря робочої зони 49
7.1.2. Виробниче освітлення 55
7.1.3. Виробничий шум та вібрації 56
7.1.4. Заходи щодо електробезпеки 57
7.1.5. Безпека технологічних процесів і обслуговування устаткування 59
7.2. Пожежна безпека 60
8. Рекомендації з монтажу та експлуатації. 61
Висновки 64
Перелік посилань 65
Додатки 68
Лимонна кислота знайшла застосування у різних галузях промисловості. Найчастіше її використовують як харчову добавку Е330 у харчовій промисловості.
Виробництво лимонадів, фруктових соків, есенцій, лікерів, різноманітних драже, морозива, тортів, кремів та інших виробів було б неможливе без лимонної кислоти.
Для продовження терміну зберігання м’яса, жирів, маргаринів, масла та інших продуктів часто використовують лимонну кислоту. Для збереження вмісту вітамінів та корисних речовин при консервуванні використовують лимонну куслоту. Також вона сприяє збереженню кольору фруктів та овочів, підвищує смакові якості кінцевої продукції.
Лимонну кислоту використовують у косметичній промисловості. Часто вона є компонентом кремів по догляду за шкірою, а також слугує інгредієнтом для продовження терміну зберігання. У фармацевтичній промисловості є невід’ємним компонентом при консервуванні крові та виготовленні препаратів для лікування нирок.
Завдяки своїм властивостям вона активно використовується в комунальному господарстві. Її використовують для усунення накипу із котлів та систем гарячого водопостачання. Лимонна кислота може також слугувати в якості хімічного полірувального засобу для кольорових металів,і є одним із складових компонентів гальванічних ван при легуванні кольорових металів.
Технічна характеристика:
Апарат призначений для охолодження культуральної рідини.
1. Поверхня теплообміну м: 2,8.
2. Робочий тиск, МПа: 0,3.
3. Середовище в апараті:
вода охолоджувальна;
культуральна рідина.
4. Середовище в апараті карозійне.
5. Температура середовища, С:
вода охолоджувальна:
на вході 23;
на виході 30;
культуральна рідина:
на вході 70;
на виході 35.
6. Тип пластин: 0,2.
7. Площа пластини м: 0,2.
8. Кількість пластин, шт.: 14.
9. Матеріал пластини Сталь 15Х25Т ГОСТ 5582-75.
10. Габаритні розміри, мм:
висота 1530;
ширина 690;
довжина 1785.
11. Маса апарата, кг: 440.
Висновки
Закріплення теоретичних, а також набуття практичних навичок у проектуванні та розрахунку апаратів для фармацевтичної, мікробіологічної та харчової промисловості є результатом виконання дипломного проекту.
У даній роботі була розглянута лінія виробництва лимонної кислоти. Вона є актуальною серед інших , за рахунок використання глибинного способу, тобто культивування на рідких поживних середовищах.
У процесі виготовлення лимонної кислоти бере учать нерозбірний пластинчатий теплообмінник. Для полегшення обслуговування мною запропоновано замінити конструкцію теплообмінника пластинчатого нерозбірного на розбірний. Ця заміна надає наступні переваги: можлива різноманітна комбінація компонування теплообмінника; він може бути швидко зібраний зі стандартних елементів на місці монтажу;при необхідності поверхню теплообміну може бути збільшено за рахунок установки додаткових пластин, можливе очищення теплообмінної поверхні. Теплообмінник працює під тиском 0,3 МПа; має розвинуну поверхню теплообміну 2,8 м^2;кількість пластин 14 шт., що цілком забезпечує охолодження культуральної рідини від 70 ∁° до 35 ∁°; має порівняно малі габаритні розміри: висота 1530 мм, ширина 690 мм, довжина1785 мм.
У роботі були проведені тепловий, гідравлічний, конструктивний розрахунки та розрахунки на міцність. Вони підтверджують працездатність та надійність конструкції апарату.
Розглянуті питання з монтажу та експлуатації теплообмінника та наведені вимоги з охорони праці, пожежної та екологічної безпеки виробництва.
