Штокман Е.А. Вентиляция, кондиционирование и очистка воздуха на предприятиях пищевой промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

Теплоту воздуха, удаляемого системами вытяжной вентиляции, можно использовать для нагревания приточного воздуха систем вентиляции,

воздушного отопления только в тех случаях, когда полностью использованы другие резервы экономии теплоты.

Пример комплексного использования теплоты продуктов сгорания природного газа после хлебопекарных печей приведен ниже, в гл. 23.

Аспирация технологического оборудования

Технологическое оборудование и транспортные механизмы, выделяющие

мучную пыль, необходимо аспирировать с использованием аспирационных

установок.

Объемы воздуха, удаляемого аспирационными установками от технологического оборудования, принимаются в соответствии с технологическими

нормами [35] (см. таблицу 8.5).

С целью повышения эффективности действия аспирационных установок необходимо все места выделения пыли от технологического оборудования и

воздуховодов (точки подсоединения к оборудованию, места загрузки муки, фланцевые соединения

и т. п.) надежно уплотнить.

Помещения для оборудования аспирационных систем относятся к категории взрывопожарной и пожарной опасности помещений, которые они

обслуживают.

Воздух, удаляемый системами аспирации, перед выбросом в атмосферу необходимо очищать от пыли и предусматривать рассеивание в атмосфере

остаточных количеств пыли. Для рассеивания пыли в ряде случаев можно рекомендовать факельный выброс

Начальное содержание мучной пыли в воздухе, поступающем на очистку от технологического оборудования в помещениях бестарного хранения муки,

просеивательного и дозировочного отделений, составляет 1600-1800 мг/м

Для очистки воздуха от мучной пыли целесообразно применять

Таблица 8.5

Количество воздуха, удаляемого системами аспирации

Наименование технологического оборудования

Количество удаляемого воздуха,

м'/ч

Примечание

Нория (для муки) 180

Бункер над просеивателем 180

Просеиватель площадью ситовой поверхности 1,5 и 2,85 м

360

Бункер под весами 250

Шпек распределительный 360

Комплекс для очистки тканевых мешков от мучной пыли производительностью 200 меш./ч

(типа ГЧ-БОК-200)

3200

Допускается установка индивидуальных

фильтров

двухступенчатую очистку: в качестве первой ступени очистки используются циклоны, в качестве второй — фильтры. В хлебопекарной промышленности

наибольшее распространение получили рукавные фильтры. Для мешковыбивальной машины предусматривается дополнительная очистка в рукавных

фильтрах. Описание пылеулавливающего оборудования приведено в главе 6.

Оборудование систем аспирации предусматривается во взрывоза-щищенном исполнении. Воздуховоды, по которым перемещается взрывоопасная пыль,

выполняются

из стальных труб.

Системы и устройства аспирации должны быть сблокированы с пусковыми устройствами технологического оборудования, чтобы исключить пуск и

работу последнего при неработающей аспирации.

Отопление. Теплоносителем для систем вентиляции и отопления служит высокотемпературная вода с параметрами 150-70 °С, 130-70 °С.

Отопление производственных помещений при зальной компоновке — воздушное, совмещенное с приточной вентиляцией, в

нерабочее время

работающее на полной рециркуляции воздуха. Для мелких производственных помещений, складов бестарного хранения муки, вспомогательных

помещений проектируется водяное отопление.

Дежурное отопление предусматривается в следующих помещениях: пекарном зале, тестосмесительном и тесторазделочном отделениях, совмещенных с

пекарным залом, отделении панировочных сухарей.

9. ВЕНТИЛЯЦИЯ МАСЛОЖИРОВЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

9.1. Характеристика технологического процесса. Выделяющиеся вредности

Масложировая отрасль является

одной из ведущих в пищевой промышленности. Основным сырьем для производства растительного масла являются

семена подсолнечника и хлопчатника. Используются также семена сои, клещевины и других культур.

Современная технология предусматривает три стадии процесса производства масла. На первой стадии переработки семена очищаются от сорных

примесей и затем оболочка отделяется от ядра. Вторая стадия

заключается в извлечении и обработке масла. Третья стадия предусматривает

подготовку к хранению продукта.

Подготовительный цех предприятия, перерабатывающего семена подсолнечника, состоит из сепараторного и рушально-веечного отделения. В этих

отделениях происходит наиболее интенсивное выделение пыли. В сепараторном отделении на сепараторах и семеновейках производится очистка семян

от примесей. Крупные примеси отделяются на ситах

сепаратора, а мелкие удаляются с аспирируемым воздухом с помощью вентиляторов, встроенных в

технологическое оборудование.

Отделение примесей в семеновейках в основном происходит за счет пневматической аспирации различных фракций семян.

В рушально-веечном отделении подготовленные семена подсолнечника обрушиваются в рушках (обрушивающих машинах), и измельченный материал

(рушанка) поступает к семеновейкам для отделения ядра

от лузги.

Подготовительные цехи масложировых комбинатов по переработке семян хлопчатника состоят обычно из очистительного и шелушильно-

сепараторного отделений.

В очистительном отделении осуществляется двукратная очистка семян от различных примесей, а в шелушильно-сепараторном — обрушивание и

шелушение семян с разделением ядра и шелухи. Процесс сепарирования рушанки происходит по технологической схеме, представленной на рис. 9.1.

Очищенные на

буратах и пневмоочистителях семена подаются на шелушители первичного шелушения, после чего рушанка просеивается

последовательно на двойных встряхивателях и сепараторах. Ядро,

Рис. 9.1. Схема переработки семян хлопчатника: 1 — бурат; 2 — пневматический очиститель; 3 — первый дисковый шелу-

шитель; 4 — двойной встряхиватель; 5 — сепаратор (битер); 6 — второй дисковый шелушитель; 7 — шелушитель ножевой; 8 — пурифайер.

отделенное от шелухи поступает на вальцы, а шелуха с неразделенными семенами повторно подается на дисковые шелушители, двойные

встряхиватели и сепараторы (битера).

При переработке маслосемян тонковолокнистого хлопчатника после очистки семена подаются на ножевые шелушители, после которых рушанка

последовательно проходит пурифайеры и сепараторы. При этом целые семена, выделяемые на пурифайерах, возвращаются на шелушители.

Организация технологического процесса при переработке сои, его последовательность такие же, как при переработке семян подсолнечника и

хлопчатника. Имеются определенные особенности на первой стадии, поскольку подготовительная обработка семян сопровождается выделением пыли

сои, обладающей специфическими свойствами.

Клещевина служит сырьем для получения касторового масла. Стадии ее переработки те же, что и других культур.

Семена клещевины очищают от

сорных примесей, затем обрушивание семян клещевины и отвеивание оболочки осуществляют в шельмашине.

В течение ряда лет нами велись комплексные исследования технологического процесса, воздушной среды, систем вентиляции и аспи рации

предприятий масложировой промышленности [36, 9]. Были сделаны следующие выводы:

— состояние воздушной среды, как правило, не соответствует требованиям норм;

— для

очистки аспирируемого воздуха необходимо применять специальные аппараты с учетом свойств пылей масличных культур.

Вредные выделения при переработке семян подсолнечника

Пыль, выделяющаяся при переработке семян подсолнечника, многокомпонентна: она состоит из органической и минеральной частей. На элеваторах

семян пыль, отобранная из воздуховодов, содержит до 20% минеральных частиц, а в подготовительных цехах — до 14%.

Пыль

подготовительных отделений имеет сложный химический состав. Так, в ней находятся многие химические соединения: Si0

, А1

, Fe

, CaO,

MgO, K

0, Na

0 и др.

Спектральный анализ показал присутствие в пыли более 20 химических элементов, в том числе кремния, алюминия, магния, кальция, железа,

марганца, никеля, титана, ванадия, хрома, молибдена и др.

Предельно допустимая концентрация данной пыли определяется содержанием в ней свободного диоксида кремния. Как показали исследования,

содержание этого соединения изменяется по ходу технологического процесса

от 9,07% в сепараторном отделении до 2,66% в контрольно-

сепараторном отделении. Следовательно, в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 ПДК должна быть принята 4 г/м

[1].

В табл. 9.1 представлены основные производственные вредности, выделяющиеся на предприятиях, перерабатывающих семена подсолнечника. В

первую очередь к ним следует отнести пыли подсолнечника и шрота, образующиеся в процессе производства, а также избытки теплоты, пары масла и

бензина. Приведены данные об интенсивности поступления вредностей. Категория производства, класс производственных помещений, а также

требования к

размещению технологического оборудования представлены в табл. 9.2. К пожароопасным относят производственные помещения

элеватора семян, подготовительного и прессового цехов, а также цех брикетирования лузги и склад жмыха. Экстракционный цех и элеватор шрота

являются взрывоопасными производствами.

Предприятия, перерабатывающие семена подсолнечника, обычно работают до 11 месяцев в году. В отдельные месяцы они могут перерабатывать сою,

хлопковые семена, клещевину и т. д. Работа круглосуточная, с планируемой остановкой лишь на ремонт оборудования.

Таблица 9.] Характеристика производственных вредных веществ

Производственные вредности

Цех, отделение

Наименование Источник выделения

Место поступления

Бункер приемки семян с железной дороги В атмосферу

Барабанные сушилки

Сепараторы ЗСМ

Ленточные транспортеры

Нории

Автоматические весы В произ-

Магнитные сепараторы водственное

Элеватор семян

Шнеки помещение

Семенорушки МНР

Подготовительный цех,

рушально-веечное

отделение

Семеновейки М1С-50: аспирационные колонки, нории, шнеки, бункера

Вальцовое отделение Вальцы, шнеки, бункера

Отделение подготовки жмыха к экстракции

Пыль подсолнечника

Дробилки, вальцы, рифленые вальцы, шнеки

Прессовый цех Избытки теплоты, пары влаги и масла

Жаровни, форпрессы, шнеки, нории, трубопроводы и арматура

Поэтому к надежности вентиляционного оборудования следует предъявлять высокие требования, так как его ремонт производят при неработающем

технологическом оборудовании, что приводит к потерям продукции.

Семена подсолнечника, поступающие на предприятия, содержат крупные и мелкие органические, а также минеральные примеси, ко- j торые

образуются при уборке, хранении в поле и транспортировании семян. Крупные примеси удаляют

из семян при первой сырьевой очистке. В состав

мелких примесей (проход сита с отверстием диаметром 3 мм) входят масличные и сорные примеси. Масличные примеси представляют собой щуплые

ядра, частицы битого ядра семян. К примесям относят минеральные примеси в виде песка, глины, комочков земли, атмосферной пыли и т. д., а также

органические

примеси — оболочку семян, частицы других растений. Засоренность семян мелкими примесями и пылью зависит от времени и способа

уборки, места произрастания, длительности и вида транспортирования и т. д.

Таблица 9.2

Категория производства и класс помещения в зависимости от пожаро- и взрывоопасности материалов

Цех, отделение

Категория производства по СНиП 11-90-

Класс помещения по

ПУЭ

Примечание

Элеватор семян В п-и Размещение в отдельно стоящем помещении

Рушально-веечное отделение В п-и

Размещение в отдельном помещении не менее двух

этажей

Вальцовое отделение в п-и

Отделение подготовки жмыха к

экстракции

в п-и

Размещение в отдельном помещении

Прессовый цех в п-п

Размещение в отдельном помещении не менее двух

этажей

Отделение брикетирования лузги в п-п —

Экстракционный цех А В-1а Размещение в отдельном помещении

Склад жмыха в п-н Размещение в отдельном здании или помещении

Засоренность семян мелкими примесями после первой сырьевой очистки составляет 1-5%. Мелкие примеси и пыль осложняют хранение семян,

снижают производительность технологического оборудования, способствуют его преждевременному износу, являются источниками микроорганизмов,

что повышает пожарную опасность.

Пыль, выделяющаяся из мелких примесей в процессе производства, приводит к значительному увеличению запыленности воздуха. Отделение мелких

примесей осуществляют как соответствующим

технологическим оборудованием, так и при аспирации технологического оборудования на всех этапах

технологического процесса. Двухфазный поток, аспирируемый от технологического оборудования, содержит частицы размером от микрометра до

нескольких миллиметров. Как показало обследование ряда предприятий масложировои промышленности России, Украины и Молдавии, источниками

пылепоступлений являются технологическое оборудование, а также пылеулавливающие установки, предназначенные для очистки

воздуха,

аспирируемого от сушилок, сепараторов, весов, семенорушек, семеновеек, аспирацион-ных колонн, циклонов-разгрузителей, места пересыпки и

транспортирования семян, выпуск очищенного воздуха в помещение. На данном производстве значительная часть пылеуловителей установлена

непосредственно в производственных помещениях. При этом воздух с остаточной запыленностью после пылеуловителей возвращают непосредственно

в производственное помещение.

Обследование предприятий и анализ

проектов показали, что основную часть мест пылевыделений укрывают и герметизируют. Однако полного

обеспыливания не удается достичь из-за особенностей эксплуатируемого оборудования, а также в связи с применением недостаточно совершенных

местных отсосов и средств пылеулавливания. Пыль поступает непосредственно в воздух производственных помещений при работе ленточных,

скребковых, шнековых транспортеров, сепараторов, весов, семенорушек,

семеновеек, аспирационных колонок, а также от пневмотранспортных систем

и норий.

В производственных помещениях происходит также вторичное пылеобразование — подъем в воздух осевшей пыли под воздействием вентиляционных

струй приточной вентиляции, а также при ручной уборке. На элеваторе семян и в подготовительном цехе пыль подсолнечника, обладающая

значительной масличностью, меньше подвержена процессу диспергирования, чем пыль

шрота на элеваторе шрота. Как показали проведенные нами

исследования, запыленность воздуха в рабочей зоне ряда производственных помещений элеваторов семян и шрота, подготовительного цеха превышает

предельно допустимую концентрацию. Для снижения запыленности воздуха в производственных помещениях необходимы совершенствование систем

вентиляции, замена устаревшего технологического оборудования, тщательная герметизация оборудования, внедрение систем централизованной уборки

пыли.

В табл. 9.3 приведены результаты химического анализа проб пы-лей, отобранных на ряде предприятий. Установлено, что по составу они однородны,

однако на элеваторах семян выделяющаяся пыль содержит до 30% минеральной составляющей, а в подготовительных цехах — до 10%.

Таблица 9.3

Химический состав пылей подсолнечника

Результаты химического состава, % к выходу золы

Место отбора проб

пыли

Выход

золы,

Потери при прокаливании

(600 "С)

SiQ

Аl

СаО

MgO SO K

Сумма

Содержание свободного SiO , % к

первоначальной навеске

Ростовский МЖК

элеватор семян 20,0 2,64 45,36 5,55

6,44 11,72 4,67 5,21 9,68

1,06

92,34 7,24

подготовительный цех 8,8 2,16 35,10 5,02

5,23 13,00 8,94 5,52 13,36 0,80

89,13 2,14

Краснодарский МЖК

элеватор семян 30,0 1,74 41,06 8,19

4,42 11,72 7,11 4,15 14,68 0,94

94,01 9,61

подготовительный цех 10,0 5,06 26,58 5,28

3,42 12,57 9,65 4,46 15,80 0,79

83,61 2,11

Армавирский МЖК

элеватор семян 18,2 0,96 57,92 6,60

3,22 9,75

4,74 2,26 9,60.

0,85

95,90 8,43

подготовительный цех 6,7 5,46 27,26 2,51

2,61 13,14 9,65 4,63 19,20 0,63

85,09 1,76

Миллеровский МЭЗ

элеватор семян 26,7 0,80 48,10 8,98

18,10

10,31 3,05 2,06 6,80

1,76

99,96 9,72

подготовительный цех 10,0 6,66 17,93 7,93

2,41 11,72 13,10 5,21 24,84 0,64

90,43 1,65

Бендерский МЖК

элеватор семян 17,6 4,10 50,62 3,70

4,02 9,32

4,77 2,16 11,64 0,85

91,18 6,97

подготовительный цех 7,2 4,78 11,66 2,64

4,83 14,13 13,91 7,48 24,44 1,01

84,78 0,78

Бельцкий МЖК

элеватор семян 19,5 1,58 42,34 8,32

5,43 10,31 5,99 4,70 12,88 0,88

92,43 7,50

подготовительный цех 6,7 12,90 20,74 3,96

6,03 12,71 8,83 4,80 20,60 0,68

91,25 1,29

Днепропетровский МЖК

элеватор семян 21,1 1,98 44,70 7,13

4,02 10,59 6,70 3,29 15,80 0,94

95,15 7,83

подготовительный цех 5,3 1,50 49,78 7,98

4,42 9,18

5,38 2,26 17,64 1,07

99,21 2,48

Одесский МЖК

элеватор семян 23,3 2,14 65,94 4,76

3,22 6,36

3,55 1,72 10,01 0,42

98,12 10,86

подготовительный цех 9,5 9,32 21,44 5,02

2,41 11,86 9,75 4,90 21,36 0,60

86,66 2,01

Таблица 9.4 Результаты спектрального анализа пылей подсолнечника

Место отбора проб

пыли

Si 10

Al 10

Мn 10

Ni 10

Ti 10

Cr 10

Mo 10

Cu 10

Ag 10

Ga 10

Sr 10

Ba 10

Yb 110

Ростовский МЖК

элеватор семян 10 10 10 10 10 60 5 50 6 10 5 10 5 10 1 1,5 8 8 3 2 1 1

подготовительный цех 10 10 10 10 10 80 6 40 5 8 8 8 8 20 2 1,5 10 8 3 - 1 1

Армавирский МЖК

элеватор семян 10 10 10 10 10 40 5 50 5 8 - 10 3 0,5

- 1 8 5 2 2 1 1,5

подготовительный цех 10 10 10 10 10 80 5 40 5 3 5 10 10 - - 1,5 10 5 2 - - 1

Одесский МЖК

элеватор семян 10 10 10 10 10 40 5 40 6 5 - 15 5 1 - 1 6 5 2 2 - 1

подготовительный цех 10 10 10 10 10 60 4 20 5 1 10 8 8 - - 0,5 8 5 1 - - -

Химический анализ показал, что содержание свободной двуоки- и кремния в пылях подсолнечника составляет: на элеваторах семян - от 10,86 до

6,97%, в подготовительных цехах — от 2,48 до 0,78%.

Спектральный анализ (табл. 9.4) выявил, что во всех исследованных пылях содержится более 20 химических элементов, которые характерны для

различных химических соединений, присутствующих в почве.

Поскольку в нормах нет значений

ПДК в воздухе рабочей зоны для пылей, обладающих сложным химическим составом, следует принимать эти

значения в зависимости от содержания свободной двуокиси кремния: для пылей, выделяющихся на элеваторе, — 2 мг/м

, в подготовительных цехах —

4 мг/м

. При этом пыль подсолнечника следует относить к четвертому классу опасности.

Для определения дисперсного состава пыли, диспергированной в воздуховодах систем аспирации, использован метод аэродинамической сепарации с

последующей обработкой анализов методом микро-скопирования.

Результаты определения дисперсного состава, полученные путем статистической обработки экспериментальных данных, представлены на рис. 9.2. Как

видно из графика, пыли подсолнечника

подчиняются логарифмически нормальному закону распределения. Частицы имеют разнообразную форму.

Минеральная составляющая просматривается под микроскопом как более темная, и в ней преобладает шаровая форма частиц (рис. 9.3); в

органической составляющей пыли преобладающей является пластинчатая форма частиц. По результатам дисперсного анализа пыли с учетом формы

частиц определены скорости их витания. При этом учтены данные

по скоростям витания рушанки семян подсолнечника (рис. 9.4).

Рис. 9.2. Дисперсный состав пылей подсолнечника, отобранных из аспирационных систем ряда производственных участков:

1 — бичерушка; 2 — аспирационная вейка; 3 — сепаратор сырьевой очистки семян; 4 — барабанная сушилка; 5 — сепаратор производственной

очистки семян.

Данные анализа определения насыпной и кажущейся плотностей пылей приведены в табл. 9.5. Представлены данные о влажности, масличности и

зольности пыли подсолнечника. Отмечено, что влажность и зольность

пыли подсолнечника убывают, а масличность увеличивается по ходу

технологического процесса.

Рис. 9.3. Микрофотографии пылей подсолнечника, отобранных в воздуховодах систем аспирации ряда производственных участков: а —

подготовительный цех; б — элеватор семян; в — частица пыли из семенной оболочки.