纯净水的生产和空气压缩站的设计设计.doc
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1、齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 I 纯净水的生产和空气压缩站的设计 摘 要 摘摘 要要:纯净水的生产和空气压缩站的设计是当今大中型饮料食品工厂 中重要的组成部分。 水是饮料生产不可少的原料之一,占原料的 90。生产饮料用水 分类是原辅料配料用水,生产设备、贮罐与管路系统、容器等洗涤用 水,由于这些用水或多或少会直接或间接地带入产品中,因此水对饮 料的质量有很大的影响。先对各种水处理方法的比较,最终选用反渗 透。根据工艺计算结果进行设备的选型。严格控制水质,使水质达到 饮料水标准,本设计水质达到纯净水标准。 压缩空气在生产的自动化中起着重要作用,它使得生产能够连
2、续 化进行。通过对空压机进行比较的基础上,最后采用微油式空气压缩 机。本设计符合空压站设计标准,对压缩空气进行干燥,除油等工序 处理,达到设计要求。 关键词关键词:纯净水;反渗透;紫外线杀菌;活性炭过滤;空气压缩; 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 II AbstractAbstract Abstract: The pure water production and the air compression stand are the important constituent the design in the large and middle scale dr
3、ink food factory now. Water is one part of the drink production, occupies 90%. The production drink water used classification is the original helping material ingredient water used, the production equipment, the accumulator tank and the circuitry, the vessel and so on washes the water used, because
4、these water used are more or less can directly or indirectly lead in the product, therefore, water has the very tremendous influence to the drink quality. First to each kind of water treatment method comparison, finally selects the counter- seepage. Carries on the equipment according to the process
5、design result the shaping. The strict control water quality, enables the water quality to achieve the drink water standard, this design water quality achieves the pure water standard. The compressed air is playing the vital role in the production automation, it enables the production to be able cont
6、inuously to melt carries on. Carries on the comparison through the ground-to-air press in the foundation, finally uses the micro oil type air compressor. This design conforms to the air pressure station design standard, carries on dryly to the compressed air, eliminates working procedure processing
7、and so on oil, meets the design requirements. Key word: Pure water; Counter- seepage; Ultraviolet ray sterilization; The activated charcoal filters; Air compression; 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 1 绪 论 1 设计意义和指导思想 工厂设计是一门涉及到经济和技术诸多学科的综合性很强的科学 技术,本次设计主要为了使学生们更好的做到理论和实践相结合,并 且可以很好的检查学生对知识掌握的广泛程度及利用
8、所学的知识来解 决处理实际问题的能力,同时考察学生独立思考问题、解决问题的能 力,使要求尽量达到技术设计阶段。 在进行工厂设计时,除了确定工艺流程、设备选型、车间布置和 管线安排是必须遵循有关法令和规范外,还要保障工厂有良好的工作 条件,保护环境和减轻劳动强度,重视经济效果,少花钱多办事,努 力做到技术先进、经济合理,要求结合国情,尽量采用国内外先进科 学成就,提高技术水平。 2 设计依据 (1)本次设计根据齐齐哈尔大学生命学院食品教研室下达的技术 要求结合我国的实际情况进行设计。 (2)本设计是在教师的指导下参观了南京小洋人生物科技发展有 限公司的乳品厂、胡萝卜汁厂的基础上,结合所学的知识完
9、成的。 (3)本次设计过程中参阅了食品工艺学 、 食品工厂设计基础 、 化工原理 、 饮料生产工艺与设备选用手册 、 空压机设计及国 内外期刊等多种有关资料作为理论基础,并充分利用了学校图书馆的 有关资料进行设计。 3 设计内容 本次设计的任务是50t/h纯净水生产和空气压缩站的设计。设计包 括工艺流程、工艺计算、设备选型等。重点为工艺计算和图纸设计部 分。设计图纸共四张:生产工艺流程图两张,重点设备图一张和车间 平面布置图一张。 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 2 4 设计特点 (1)生产过程连续化、自动化、耗能少、节约劳动力。 (2)采用先进设备,生产易于
10、控制,保证了产品的质量和生产效 率。 (3)采用反渗透装置制取纯净水。该法脱盐率高,产水量大,化 学试剂消耗少,劳动强度低,水质稳定,利用率高。保证了产品的质 量。 (4)查阅了大量的空压设计资料,并按照空压站设计要求里 的相关要求进行空压站设计,符合国家标准。 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 3 第 1 篇 纯净水 第 1 章 概述 在我国经济的不断发展的基础上,人民的生活水平不断提高,对 生活质量也日益关心,尤其对饮用水的质量要求也越来越高。饮料中 直接饮用的水成分占90左右,而且生产乳饮料原辅料配料用水,生 产设备、贮罐与管路系统、容器等洗涤用水,由于这
11、些用水或多或少 会直接或间接地带入产品中,因此水对饮料质量有很大的影响。饮料 厂水处理系统设计就显得尤为重要。 随着全球工业化的进程,人类的工业活动给水资源造成极大的污 染。水源受到严重的污染的原因有:酸雨(大气污染) ,生态环境的破 坏,工业废水排放,农药、化肥污染,城市废水、废气污染,生物污 染,核泄漏、核试验,管道腐蚀,自来水厂加氯、加沉淀剂。有效地 减少对水资源的污染,控制处理水源污染,切实保证水源质量,对食 品安全越来越重要。 纯净水是从原水(自来水等)中部分或完全去除无机离子、有机物、 微粒子(包括微生物)等杂质的水。纯净水是高度精制的水,是几乎不 存在杂质、离子和细菌,完全由水分
12、子组成的一种无色无味的水。 1.1 水源与水质 1.1.1天然水的来源及其特点 1.自来水 自来水一般已在水厂进行过一定的处理,水中的杂质及细菌指标 已符合饮用水标准,因此若采用此水源,可简化饮料厂的水处理流程。 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 4 2.地下水 地下水通常指井水、泉水、地下河水,其中含有较多的矿物质, 如铁、镁、钙等,强度、碱度都比较高。但由于水透过地质层时,过 滤掉许多泥沙、悬浮物和细菌,因此,地下水相对来说比较澄清。 3.地表水 地表水来自江、河、湖泊和水库,其中含有各种有机物质及无机 物质,污染严重,必须经过严格的水处理方能饮用。 1.1
13、.2天然水中的杂质 天然水中含有许多杂质,这些杂质按其微粒大小,大致可分为三 类:悬浮物、胶体、溶解物质,它们对水质有着严重的影响。 1.悬浮物质 天然水中凡是粒度大于0.2m的杂质统称为悬浮物,这类物质使 水质呈浑浊状态,在静置时会自行沉降。悬浮物质主要包括泥沙、虫 类、藻类及微生物等。这类杂质会使产品装瓶后过一段时间产生瓶底 积垢或絮状沉淀的蓬松性微粒,影响CO2的溶解,造成装瓶时喷液,影 响风味。如果有微生物的存在还会导致产品的变质。 2.胶体物质 胶体物质的大小大致为0.0010.2m,它具有两个很重要的特性, 即有丁达尔现象和稳定性。胶体可分为无机胶体和有机胶体两种。无 机胶体如硅酸
14、胶体和黏土,是由许多离子和分子聚集而成的,是造成 水浑浊的主要原因。有机胶体主要是高分子物质、有机体,如蛋白质、 腐殖质等,多带负电。腐殖质、腐殖酸是造成水带色的主要原因。 3.溶解物质 这类杂质的微粒在0.001m以下,以分子或离子状态存在于水中。 溶解物主要为: (1)溶解盐类包括NaCl、Na2S以及Ca2+和Mg2+等的碳酸盐、硝酸盐、 氯化物等,它们构成水的硬度和碱度,能中和饮料中的酸味剂,使饮 料的酸碱比失调,影响质量; 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 5 (2)溶解气体如CO2、O2、N2、Cl2、H2S等的存在会影响饮料的风 味和色泽。 1.1
15、.3饮料用水的水质要求 水质的标准主要反映在碱度、硬度、浊度、色度以及化学指标、 毒理学指标、微生物指标等几个方面。 1.硬度 硬度是指水中存在的金属离子沉淀肥皂的能力。水的总硬度是暂 时硬度和永久硬度之和,决定于水中钙、镁离子盐类的总含量。硬度 的单位是mg/L或mmol/LCaCO3。 天然水按硬度(德国度)可分为极软水(4度、软水(48度)、中 等硬度水(816度)、硬水(1630度)和极硬水(30度)。 饮料用水要求硬度小于8.5度,否则会产生碳酸钙沉淀和有机酸钙 盐沉淀,影响产品口味及质量。使用高硬度的水还会使洗瓶机、浸瓶 槽、杀菌槽等产生污垢,使包装容器发生污染,以至增加烧碱的用量
16、。 高硬度的水必须经过软化处理。 2.碱度 水的碱度取决于天然水中能与H+结合的OH-、CO32-和HCO3-的含量, 以mmol/L表示。水中的OH-和HCO3-不可能同时并存。OH-、CO32-、HCO3- 分别称为氢氧化物碱度、碳酸盐碱度和重碳酸盐碱度,三种碱度的总 量为水的总碱度。天然水中通常不含OH-,又由于钙、镁碳酸盐的溶解 度很小,所以当水中无钠、钾存在时CO32-的含量也很少。因此,天然 水中仅有HCO3-存在。只有在含Na2CO3或K2CO3的碱性水中,才存在CO32- 离子浓度过高时,会影响其溶解度;水中的碱性物质和金属离子反应 形成水垢,会产生不良气味;碱性物质还和饮料中
17、的有机酸反应,改 变饮料的酸甜比而使饮料显得淡而无味,失去新鲜感;同时酸度下降, 使微生物容易在饮料中生存。 总碱度和总硬度的关系有三种情况,见表1-1。 表11 总碱废和总硬度的关系 硬度/mmol.L-1 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 6 分析结果H非碳H碳H负 H总A总 H总=A总 H总97 排列方式:73 RO 膜管外壳:美国制造 CODELINE 六支装 10 组 RO 膜管:CPA3 60 支 高压配管:不锈钢配管 低压配管:PVC SCH-80 系统支架:不锈钢 304 制 RO 清洗装置: 清洗桶(T-103):1500L PE 制 1200
18、mmODx1400mmH 清洗泵:(CP-102):流量:30t/h 扬程:5m 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 21 额定电压:380v 额定功率:7.5kw 厂牌型号:KDL65-200 4.7 纯水输送系统 4.7.1 纯水泵的选择 纯水输送泵(P-201):两套 材质:SUS316 型式:立式多段离心式 输送量:50m3/h 扬程:47m 马达电力:三相,60Hz,380vAc,11kw 厂牌型号:WILO 4.7.2 纯水箱的选择 工程溶积:60L 筒体直径:2600mm 筒体高度:2800mm 材 质:塑料 4.8 消毒设备的选择 本设计采用紫外线
19、杀菌技术。其设备选用如下: 型号:X-3 灯管型号:GGS3000 流量:50m3/h 最大照射半径:175mm 最短照射时间:10.3s 灯管数:3 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 22 第 5 章 设备维护 5.1 机械过滤器 1.运行 检查阀门开关状态。关闭排空阀,启动原水泵即可。 2.反洗 当机械过滤器进水压差大于 0.05MPa 时(或按规定定期反洗) 。此 时需将系统置于手动控制状态,然后按阀门开关状态调节阀门状态, 开启原水泵,按冲洗流量调节原水进水量,对机械过滤器进行反洗, 注意滤料不能被冲出。反洗时间 1015 分钟左右。 3.正洗 反洗完毕
20、后,按表 1 调节阀门状态,对机械过滤器进行正洗,正 洗流量按正常工作流量,正洗时间 10 分钟左右后进入正常工作状态。 5.2 活性炭过滤器 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 23 1.运行 检查机械过滤器处于运行阀门状态。检查炭滤器阀门开关状态。 打开排气阀,待关闭排空阀,启动原水泵即可。 2.反洗 对炭过滤器需进行常规维护性反洗。因活性炭比重较小,所需反 冲洗流量也较小,反冲洗流量一般按正常工作流量。按表 2 调节好阀 门开关状态,注意滤料不能被冲出。反洗时间为 10 分钟。也可定期反 冲洗。 3.正洗 反冲洗完毕后,按表 2 调节阀门状态。正洗 510
21、分钟后可进入 正常工作状态。 5.3 填料与滤芯的更换 1.保安过滤器的填料更换,设备使用中如达到反洗条件后,经过 多次反洗出水仍然达不到要求,则需要更换填料。 2.活性炭过滤器的填料更换,设备使用中,在其他设备正常运转 的条件下,如多次反洗后达不到控制余氯0.1mg/L 的条件或对有机物 吸附,下降后恢复不明显,在有能力的情况下可采用蒸汽吹洗再生的 方法:以温度 122、1.05kg/cm2的蒸汽吹洗 810 小时,每小时耗气 量为 0.62t/m3,直到排除的冷凝汽的颜色比起始色浅为止。 3.保安过滤器的滤芯的更换,当保安过滤器或微过滤器进出口压 差达到 0.070.10MPa 时或运行
22、15 天后需更换滤器内滤芯。 5.4 反渗透装置的仪表控制 装置的仪表控制部分包括以下内容: 1.反渗透膜进水压力开关。采用高压压力开关安装在高压泵出水 口,可显示反渗透膜进水压力,用以保证反渗透膜不在超压下工作。 2.高压泵进水压力开关。采用低压压力开关安装在高压泵进水口, 可显示高压泵进水压力,当该压力低于某设定值时,装置停车保护并 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸 24 发出报警,保证高压泵的进水压力。 3.反渗透膜进水、段间、浓水压力表。从反渗透膜进水压力、段 间压力、浓水压力可以比较反渗透膜压降。从而判断反渗透膜工作情 况。 4.产水电导仪。测定产水的
23、电导率,从而可知道反渗透膜的脱盐 性能。 5.流量计。单级脱盐装置上一般装有二只流量计,产水流量计、 浓水排放流量计。 6.电控箱。电控箱包括各类泵的启动、停止、故障报警等功能。 7.反渗透装置浓水管路上装了一只慢开慢关排放电动球阀。在装 置开机、关机时自动打开,利用预处理水对反渗透膜表面进行大流量 低压冲洗,排挤膜和不锈钢管路中的高 TDS 残水,使停运膜完全浸没 在淡水中,可以防止膜的自然渗透造成膜的损伤,去除污垢,使膜得 到有效保养。 5.5 装置停运、储存 原水经过适当的预处理达到反渗透膜进水要求后,进入高压泵加 压,送至反渗透膜,当压力超过自然渗透压时,能透过反渗透膜的即 为反渗透产
24、水;没有透过反渗透膜的即为浓水,浓缩水可以直接排放, 根据反渗透装置回收率情况,浓缩水也可做成分两路,一路直接排放, 另一路回流至高压泵进口,浓水回流的目的是为了提高水的利用率, 即提高系统的回收率。 反渗透膜可根据要求产水情况选择数量,采用多支串联和并联的 方法,具体排列方式视具体装置而定。 装置在长期停运、储存的情况下,装置内必须灌以灭菌保护液。 灭菌保护液用 1亚硫酸氢钠溶液配置而成。长期停运、储存时,若环 境温度低于 0,则保护液中还需加入 18甘油。装置短期停运(不 超过一星期) ,可不必灌保护液,每天在低压运行 0.5 小时即可。 5.6 化学清洗 齐齐哈尔大学毕业设计(论文)用纸
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