Описание технологической схемы. Гидролизная промышленность - объединяет производства

Введение

Гидролизная промышленность - объединяет производства, основанные на химической переработке растительных материалов путём каталитического превращения полисахаридов в моносахариды. Вырабатывает из непищевого растительного сырья - отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки, а также сельского хозяйства - кормовые дрожжи, этиловый спирт, глюкозу и ксилит, фурфурол, органической кислоты, лигнин и др. продукты. Народно-хозяйственное значение гидролизной промышленности заключается, прежде всего, в том, что она использует огромные ресурсы растительных отходов для производства ценной продукции, на выпуск которой в др. отраслях промышленности расходуется значительное количество пищевых и кормовых продуктов (зерно, картофель, патока и др.).

В настоящее время гидролизная промышленность занимает ведущее место в мире по выработке основных видов продукции: кормовых дрожжей и технического этанола.

Комплексная программа развития гидролизной промышленности предусматривает увеличение производства всех видов выпускаемой продукции за счет: освоения всеми действующими предприятиями проектных мощностей, введение новых мощностей на ряде действующих предприятий при их реконструкции, строительства и ввода в эксплуатацию новых предприятий, технического перевооружения предприятий на основе принципиально новой техники и технологии.

Гидролизные дрожжи вследствие высокого содержания в них полноценных, хорошо усвояемых белков, биологически активных веществ − витаминов, ферментов, гормонов и микроэлементов применяются в качестве корма для домашних животных и птиц. Добавка кормовых дрожжей к растительным кормам, богатым углеводами, значительно улучшает их качество и повышает биологическую ценность. Белковые кормовые дрожжи по питательности и усвояемости не уступают кормам животного происхождения. В дрожжах содержится 46-55% белка, который в свою очередь содержит все жизненно необходимые аминокислоты. В золе кормовых дрожжей содержатся также ценные для животных и птиц макро- и микроэлементы.

Таким образом, кормовые дрожжи, выращенные на гидролизных средах, богаты многими витаминами, входящими в состав различных ферментативных систем и участвующими в белковом и углеводном обмене, окислительно-восстановительных и других биохимических процессах. Содержащиеся в дрожжах ферменты, гормоны и другие продукты микробиологического синтеза играют важную роль в улучшении обмена веществ в организме животных и птиц.

Описание технологической схемы

Технологическая схема подготовки гидролизата к биохимической переработке, включающая инверсию гидролизата под давлением при температуре 130⁰С. В этом варианте схемы процесс инверсии совмещен со второй ступенью самоиспарения гидролизата. По схеме гидролизат подается испаритель I ступени 1, затем подается в испаритель-инвертор 3. Инверсия в инверторе происходит за 30 мин. Более длительное пребывание гидролизата при 130⁰С сопровождается значительной карамелизацией оборудования. Для уменьшения интенсивности карамелизации совмещают процесс инверсии с третьей ступенью испарения, в испарителе III ступени 3., которая проводится при более мягких условиях (10-110⁰С, продолжительностью 40 мин.). Затем гидролизат подается в сборник 4. И из него подается в нейтрализатор 5, куда также поступает известковое молоко из сборника-мешалки 7, проходит выдерживатль 6 и донейтрализуется аммиачной водой, подаваемой выдерживатель или на всос центробежного насоса.

Из выдерживателя 6 нейтрализат поступает в сборник нейтрализата 9. затем нейтрализат подается в центральную часть отстойника 10, через барабанный успокоитель. В отстойнике обеспечивается медленное движение жидкостных потоков в следующем направлении: в центральной части аппарата сверху вниз, а в нижней части к периферии аппарата и у стенок - снизу вверх. Шлам осаждается на коническое днище отстойника, а осветленный нейтрализат равномерно сливается в желоб, расположенный по окружности отстойника, откуда отбирается в сборник осветленного нейтрализата 13. Осветленный нейтрализат охлаждается путем непрерывного последовательного вакуум испарения в четырех ступенях испарителя. Давление, МПа, по ступеням последовательно снижается: I ступени 0, 03, на II - 0, 015, на III - 0, 01 и на IV - 0, 006-0, 008, что приводит к падению температуры нейтрализата от 76⁰С на I ступени до 45⁰С (или 38⁰С) на IV ступени. Выдача нейтрализата из IV ступени из вакуум-охладительной установки 14 производится в сборник 15 по барометрической трубе, высота которой с учетом остаточного давления в этой степени должна составлять 9-10 м. Требуемая глубина разрежения эжекторных вакуумных насосов 17. образовавшийся на каждой ступени вторичные пары конденсируются в конденсаторах 16, фурфуролосодержащие конденсаты собираются в сборнике 18 и затем направляются (совместно с конденсатом паров самоиспарения гидролизата) в фурфурольное отделение для получения товарного фурфурола в качестве побочного продукта производства.

Неконденсирующие пары и газы поступают на пароэжекторные насосы 17 и далее в систему конденсатов смешивания. Охлаждающаяся вода последовательно проходит через конденсаторы IV-III-II-I ступений и нагревается примерно до 60⁰С. Эта вода направляется в бак оборотной воды гидролизного отделения и используется для приготовления варочной кислоты. Производительность применяемых вакуум-охладительных установок составляет 50, 100, 200 и 250 м³/ч нейтрализата.

Колоидно-растворенный лигногуминовые вещества отрицательно влияют на ферментационные процессы в дрожжевом производстве. Повышение рН гидролизата при нейтрализации способствует коагуляции коллоидных веществ. Для коагуляции лигногуминовых коллоидных веществ охлажденный нейтрализат направляется в аэратор 19, где обеспечивается его продувка воздухом при расходе 40-50 м³/м³ жидкости при рН≤ 4 в течении 4 часов. Аэрацию проводят в аппаратах эрлифтного типа объемом 600 и 1300 м³. В результате аэрации концентрация взвешанных веществ в сусле возрастает в 1, 5-2 раза (до 1-1, 2 г/л). Их удаление происходит в течении 3, 5 ч. на отстойнике 21 до остаточного содержания 0, - 0, 5 г/л.

Холодильник 23 служит для охлаждения сусла до температуры ферментации. В результате аэрации с последующим холодным отстоем из гидролизата удаляются 30-35% лигногуминовых коллоидных веществ от их первоначального содержания. Из холодильника нейтрализат идет на ферментацию[1].

Планирование производства

Расчет плана и реализации продукции

Производительность биохимического завода составляет 25000 т белковых кормовых дрожжей. В нейтрализационном отделении получается два вида продукции - нейтрализат и сусло. Объем товарной продукции рассчитываем в условных единицах. Основная товарная проукция является нейтрализат.

Расчет плана и реализации продукции приведен в таблице 1

Таблица 1 - Расчет товарной продукции в условных единицах

Наименование продукции	Выпуск в натураль-ном выражении	Оптовая цена, предприя-тия, руб.	Товарная продукция		Переводной коэффициент	Товарная продукция в условных единицах
			коли-чество	тыс. руб.
Сусло	5500	2000	5500	11000	2	11000
Нейтрализат	7000	2000	7000	14000	2	14000

Таблица 2 - План производства и реализации продукции

Наименование продукции	Валовый выпуск, т	Внутризаводское потребление натур. Ед.	Товарная (реализованная)
			оптовая цена за 1 т, руб.	количество
				тонн	тыс. руб.
Нейтрализат	14000	-	35000	14000	490000

Реализованная продукция в год, тыс. руб.:

∙ 35=490000

Расчет стоимость основных фондов

Расчет стоимости зданий и сооружений

Расчет стоимости нейтрализационного отделения приведен в таблице 4.

Таблица 4 - Расчет стоимости здания

Вид здания	Строительный объем зданий, м³	Показатель стоимости строительства, руб./м³	Стоимость строительных работ, тыс. руб.	Дополнительная стоимость внутренних работ, тыс. руб.	Первоначаль ная стоимость зданий и сооружений, тыс. руб.
Нейтрализационное отделение	24000	1300	31200	3120	34320

Расчет численности персонала

Расчет численности рабочих

Категория «рабочие» подразделяется на три подгруппы: основные, вспомогательные, прочие.

Основные рабочие обеспечивают по графику принятого технологического режима - прерывный или непрерывный.

Вспомогательные рабочие обеспечивают обслуживание основного технологического процесса и подразделяются на две группы: дежурные и ремонтные.

Дежурный персонал работает совместно с основными рабочими по такому же графику. Если технологический режим непрерывен, они работают по графикам сменности.

Ремонтные рабочие работают в одну смену независимо от технологического режима.

Прочие рабочие выполняют различные подсобные функции и работают, как правило, по прерывному графику.

Для расчета численности рабочих необходимо составить график сменности и годовой баланс рабочего времени одного рабочего. График сменности приведен в таблице 6.

Число выходов за сменооборот -12, число выходных - 4.

Количество сменооборотов за год:

/16=22, 8

Количество выходных за год:

, 8^.4=91

График сменности рабочих представлен в таблице 7.

Таблица 7 - График сменности

Смена, часы

Числа месяца

1 (ночная) 00-08

2 (дневная) 08-16

3 (вечерняя) 16-24

Выходной

Далее составляется годовой баланс рабочего времени одного рабочего.

Явочное число рабочих определяют произведением числа смен на число рабочих в смену. Штатная численность характеризует число рабочих, вышедших во все смены, и тех, кто находиться на отдыхе между сменами. Штатная численность находиться суммированием явочной численности и числа рабочих в смену. Списочная численность рассчитывается произведением численности штатной на коэффициент резерва, который учитывает рабочих, находящихся в отпусках, отсутствовавших по болезни и другим причинам. Коэффициент резерва рассчитывается отношением номинального фонда времени работы одного рабочего к его эффективному времени. Расчёт фондов времени проводиться по таблице 7.

Баланс рабочего времени среднесписочного рабочего представлен в таблице 8.

гидролизат себестоимость прибыль биохимический

Таблица 8 - Баланс рабочего времени среднесписочного рабочего

Показатель	Непрерывный режим 8 - часовой рабочий день
Календарный фонд времени, дни	365
Количество нерабочих дней: - праздничные - выходные	103 12 91
Номинальный фонд	262
Неявки на работу: - очередные отпуска - отпуск по учебе - по болезни - с разрешения администрации	31 1 3 -
Фонд эффективного времени, дни	227
Номинальная продолжительность рабочей смены, часы	8
Фонд эффективного времени, ч.	1816

Численность основных рабочих определяют на основе норм численности и обслуживания. Численность вспомогательных и прочих рабочих определяют исходя из трудоёмкости и норм обслуживания.

Для учета рабочих, находящихся в отпуске, отсутствующих по болезни и другим разрешенным законном причинам, необходимо рассчитать коэффициент резерва:

К_рез= Ф_кол/Ф_эф. (7)

Подставляя значения в формулу (7), получим:

К_рез.= 262/227=1, 15.

Расчет списочной численности рабочих приведен в таблице 9.

Таблица 9 - Расчет списочной численности рабочих

Категория рабочих	Разряд	Число рабочих в смену, чел.	Число смен	Явочное число рабочих чел.	Списочная численность	Штатная численность, чел.
Основные рабочие:
нейтрализаторщик	3	1	4	3	4, 6	4
оператор отстоя	3	1	4	3	4, 6	4
оператор теплообмена	3	1	4	3	4, 6	4
оператор ВОУ	4	1	4	3	4, 6	4
сепараторщик	3	1	4	6	9, 2	8
оператор брожения	3	1	4	3	4, 6	4
оператор фильтрации	4	1	4	3	4, 6	4
оператор насосной станции	4	1	4	3	4, 6	4
лаборанит-химик	3	2	4	6	9, 2	8
Вспомогательные рабочие:
Ремонтный персонал:
ремонтник	3	1	4	3	4, 6	4
слесарь - ремонтник	4	2	4	6	9, 2	8
Дежурный персонал:
электрик	4	2	4	6	9, 2	8
газоэлектросварщик	4	1	4	3	4, 6	4
дежурный КИПиА	4	1	4	3	4, 6	4
водитель	5	2	4	6	9, 2	8
Всего рабочих:	-	19	-	-	-	80

Планирование себестоимости продукции

В данном разделе производится расчёт цеховой и полной себестоимости продукции.

Расчет общезаводских и внепроизводственных расходов производится по укрупненным нормативам.

Планирование прибыли

В данном разделе рассчитывают прибыль от реализации продукции, рентабельность производства и срок окупаемости капитальных вложений.

Заключение

В курсовой работе приведены результаты разработки нейтрализационного отделения по производству дрожжей 25000 тонн в год. Выполнены расчеты: стоимости основных фондов, численности персонала, фонда заработанной платы персонала. Проведено планирование и расчет себестоимости продукции и планирование прибыли. Полная себестоимость 1 тонны нейтрализата составляет 33441, 61 руб., а прибыль от реализации продукции за год составит 21817, 46 тыс. руб.

Срок окупаемости нейтрализационного отделения равен 5 годам и 11 месяцам, что является экономически оправданным, поскольку нормативный срок окупаемости для химических производств не должен превышать более 15 лет.

В связи с тем, что производство ориентировано на потребление отечественного сырья, а технология и новое оборудование позволяет изготавливать продукцию на уровне международных стандартов, и соответственно, реализовывать ее на внешнем рынке за валюту, можно прогнозировать высокую рентабельность производства и хорошую устойчивую прибыль