Оборудование для приема и хранения жидкостей
в биотехнологии» по дисциплине «Технологическое оборудование биотехнологии» для студентов биотехнологов
Разработал: к. т. н. доцент Еренгалиев А. Е.
Семей, 2012
Цель работы: изучение оборудования для доставки, приема и хранения жидкостей в биотехнологии.
Оборудование для доставки жидких продуктов
Для доставки жидкого сырья и продуктов используются: - цистерны (автомобильные, железнодорожные и устанавливаемые на водном транспорте);
Рис.1 а) Автоцистерна; б) Железнодорожная цистерна
Из всех средств доставки автомобильные цистерны получили наибольшее распространение. Внешне снаружи они выглядят как одна цельная емкость, однако, на самом деле они состоит из нескольких закрывающихся емкостей (обычно 2-3). Емкости устанавливаются на базе грузовых машин, а также прицепах и полуприцепах. Форма емкостей малой вместимости – до 3000 л – обычно цилиндрическая. Емкости большой вместимости имеют эллиптическую форму. Такая форма обеспечивает большую устойчивость машины, особенно на поворотах. Максимальная вместимость автомобильных цистерн до 30000 л. Заполнение цистерн производится: - либо посредством создания вакуума; - либо посредством специальных насосов. Вакуум может создаваться, прежде всего: - за счет работы двигателя автомобиля. Воздух поступает в карбюратор двигателя и используется для создания горючей смеси, в результате чего в емкости создается вакуум. Во втором варианте в систему создания вакуума входит: - воздушный насос и воздухопровод. В третьем варианте вакуум может создаваться за счет работы: - воздушного тормозного компрессора автомобиля. При любом варианте создания вакуума на воздухопроводе размещены: - натяжные муфтовые краны; - предохранительные клапаны, предупреждающие превышение в емкостях вакуума не более 50000 Па (атмосферное давление –101325 Па), во избежание деформации емкости внутрь; - заборники в горловинах люков и мановакуумметры - обратные клапаны, служащие для предотвращения засасывания выхлопных газов от работающего двигателя в емкости с жидкостью;
При заполнении цистерны с помощью насоса, он приводится в действие либо от двигателя автомобиля, либо от включения насоса в электросеть. Опорожнение цистерны на заводе производится: - либо самотеком, - либо под воздействием сжатого воздуха поступающего от компрессора. Уровень жидкости в цистерне устанавливается контактным сигнальным устройством поплавкового типа. Когда цистерна заполнится, поплавок устройства, всплывая, замыкает контакт. В результате в кабине водителя зажигается сигнальная лампа и включается звуковой сигнал. Цистерны, как правило, снабжаются слоем теплоизоляции. Цель установки её – предотвратить жидкость от переохлаждения и замерзания зимой, а также перегрева летом. В автомобильных цистернах и цистернах водного транспорта теплоизоляция изготавливается: - из мипоры (микропористой резины): - алюминиевой фольги и пенопласта; - полистирола и др. Сама же конструкция цистерны выглядит следующим образом: - емкость эллиптической либо цилиндрической формы, выполненная из алюминия (d = 6-10 мм), или нержавеющей стали; - далее следует слой теплоизоляции, толщина которой зависит от вида цистерны (d = 40 - 50 мм – для автомобильных и водного транспорта, d = до 200 мм – железнодорожных) - снаружи емкость поддерживается силовым каркасом из толстых досок; - поверх теплоизоляции и каркаса следует слой гидроизоляции из рубероида - далее, обшивка стянута проволокой и обшита листовым железом; - сверху цистерны располагается люк для санитарной чистки и мойки, а также сливные устройства.
Рис.2. Катер для доставки жидкости
Иногда цистерны снабжаются устройствами для отбора проб, дистанционными термометрами и приборами для определения рН (кислотности). В некоторых случаях цистерны комплектуются также объемными счетчиками жидкости. Цистерны водного транспорта в обязательном порядке комплектуются мешалками пропеллерного типа. Необходимость перемешивания обуславливается тем, что при плавном движении судна по воде неоднородная жидкость, находясь в состоянии относительного покоя, способна отстаиваться.
Оборудование для хранения жидкостей.
После доставки жидкого сырья на заводы оно перекачивается в емкости хранения. Такие емкости называют резервуарами для хранения.
Оборудование для доставки, приемки и хранения пищевых жидкостей изготавливают из материалов, в минимальной степени воздействующих на сырье: - чаще всего нержавеющей стали Х18Н9Т; - пищевого алюминия; - черной луженой (т.е. покрытой пищевым оловом) стали; - пластических масс (пока еще очень редко). Длительность хранения – относительное понятие. Ряд жидких продуктов может храниться кратковременно (до суток) другие же можно хранить действительно долго (недели, месяцы).
Конструктивные особенности резервуаров длительного хранения
Длительному хранению в биотехнологии подвергаются: - жидкие парафины, свекловичная меласса, метанол, этанол; - ацетон и др. сырье. Резервуары длительного хранения это, как правило, резервуары большой емкости от 100 до 10000 м3. Форма емкости – в основном, вертикальная цилиндрическая с соотношением диаметра к высоте D/H = (1,0 ÷ 2,0).
Для перемешивания жидкости, т.е. придания ей однородности резервуары снабжаются: - либо переливными трубами, расположенными внутри емкости на разных уровнях; - либо гомогенизирующими системами, расположенными вне емкости. Для емкостей большой вместимости (70, тыс. л и более) перемешивание может, осуществляется воздухом, если это не оказывает воздействие на саму жидкость, однако воздух в этом случае: · перед подачей в резервуар, подвергается очистке от пыли на покрытых висциновым маслом лабиринтных фильтрах.
Резервуары снабжаются соответствующими средствами контроля и арматурой (штуцерами или патрубками): - для подачи жидкости и сжатого воздуха в емкость; - установки манометра контроля давления; - установки предохранительного клапана для стравливания избыточного давления; - установки указателя уровня жидкости в емкости; - спуска остатка жидкости из емкости; - трубой передавливания, люками и воздушником; - а также подогревателями, внутрь которых подается пар. Диаметр данного резервуара составляет 22,8 м, высота – 12 м. В верхней части резервуара устроена кровля с перилами, ограждением штуцерами и воздушником. Сбоку установлена лестница для обслуживания. Переливные трубы установлены внутри резервуара на разных уровнях. У днища резервуара смонтирован штуцер для слива остатков жидкого сырья и трубчатый подогреватель, куда подается пар.
Слив жидкости из резервуара производится: - либо самотеком; - либо вытеснением, сжатым воздухом или инертным газом при давлении от 0,3 – 1,6 МПа.
Для охлаждения жидкости емкости могут снабжаться устройствами для охлаждения, размещенными внутри (змеевик) или снаружи (пластинчатый охладитель).
|
