Celem niniejszego opracowania jest projekt wykonawczy oddziału produkcji krochmali modyfikowanych.

Zakres opracowania

Niniejsze opracowanie obejmuje:

• ustawienie maszyn i urządzeń,
• wykaz maszyn i urządzeń,
• technologię,
• specyfikację rurociągów,
• wytyczne technologiczne dla branż.

Ogólna charakterystyka

Produkt finalny otrzymuje się po modyfikacji skrobi w zawiesinie wodnej środkami utleniającymi, estryfikującymi a także kombinacjami tych środków a w dalszej kolejności jej oddzieleniu od ubocznych produktów modyfikacji, odwodnieniu i wysuszeniu w suszarce pneumatycznej.

Oddział produkcji krochmali modyfikowanych wyposażony jest w stację przygotowania mleczka, reaktory, odwadniacze próżniowe, suszarkę pneumatyczną oraz układ magazynowania i pakowania.

W zależności od rodzaju modyfikacji i zastosowania surowców oraz materiałów pomocniczych będą produkowane różne rodzaje modyfikatów.

Przy produkcji preparatów stosuję się następujące surowce i materiały pomocnicze:

• skrobia ziemniaczana,
• wodorotlenek sodowy,
• kwas solny,
• podchloryn sodowy,
• pirosiarczyn sodowy,
• trójmetafosforan sodowy,
• chlorek sodowy,
• bezwodnik octowy,
• woda technologiczna.

Zdolność produkcyjną oddziału określono maksymalnie na 40 ton produktów na dobę.

Charakterystyka surowców i materiałów pomocniczych

Surowiec podstawowy

Surowcem podstawowym do produkcji krochmali modyfikowanych w zawiesinie wodnej jest:

• skrobia ziemniaczana Superior Standard, Superior lub Prima – wg PN-93/A-74710,
• krochmal ziemniaczany rafinowany,
• krochmal szlamowy przechowywany na mokro,
• krochmal rafinowany szlamowy suszony,
• krochmale poprodukcyjne powstałe przy produkcji preparatów skrobiowych,
• mleczko krochmalowe (w czasie kampanii).

Materiały pomocnicze

Do produkcji krochmali modyfikowanych stosuje się następujące materiały pomocnicze:

• wodorotlenek sodowy stały (NaOH) gatunek I – wg PN-71/C-84038,
• kwas solny (HCl) – wg PN-69/C-84049; dostarczany w paletopojemnikach,
• podchloryn sodowy (NaOCl) – wg BN-75/6016-53; dostarczany w cysternach,
• pirosiarczyn sodowy – wg BN-69/C-84049,
• trójmetafosforan sodu,
• chlorek sodu – wg PN-86/C-84081/02,
• bezwodnik kwasu octowego gatunek I,
• kwas adypinowy spożywczy – wg BN-90/6026-22.

Przygotowanie surowców i materiałów pomocniczych

Przygotowanie surowców podstawowych

Do produkcji krochmali modyfikowanych stosowana jest skrobia ziemniaczana w postaci mleczka krochmalowego o gęstości 3240 Bx i temperaturze 1536 C. Przed podaniem do reaktorów mleczko krochmalowe gromadzone jest lub przygotowywane w zbiorniku [13].

W zależności od źródła, z którego pobierany jest krochmal napełnianie zbiornika [13] przeprowadza się w następujący sposób:

1. przy pobieraniu mleczka krochmalowego bezpośrednio z produkcji, mleczko kierowane jest bezpośrednio do zbiornika [13],
2. przy pobieraniu skrobi z silosu zbiornik [13] napełnia się wodą do około 2/3 objętości. Po podgrzaniu wody do ustalonej temperatury i przy włączonym mieszadle do zbiornika dozuje się skrobie ze zbiornika [1] aż do uzyskania odpowiedniej gęstości.

Przygotowanie materiałów pomocniczych

Przygotowanie roztworu NaOH

Przygotowanie roztworu NaOH następuje w zbiorniku z mieszadłem [23]. Do zbiornika tego wsypuje się ustaloną ilość wodorotlenku sodowego poczym wlewa się wodę w ilości zapewniającej uzyskanie odpowiedniego stężenia. Ilość wody wlewanej do zbiornika jest mierzona przez przepływomierz. Dodatkowo zbiornik wyposażony jest w czujnik poziomu maksymalnego, który zabezpiecza przed przelaniem. Po wlaniu wody uruchamia się mieszadło. Po całkowitym rozpuszczeniu wodorotlenku zawartość zbiornika [23] zostaje przepompowana pompą [23c] do zbiornika namiarowego [23a] skąd następuje dozowanie roztworu przy pomocy pompy [23b] do reaktorów.

Przygotowanie roztworu HCl

Roztwór kwasu solnego przygotowywany jest zbiorniku [24a]. Do zbiornika [24a] wlewa się wodę w ilości odpowiedniej do uzyskania danego stężenia. Ilość wody kontrolowana jest przez przepływomierz. Następnie zbiornik [24a] uzupełniamy ustaloną ilością HCl z paletopojemnika [24]. Wykorzystujemy do tego pompę membranową [24b]. Pompa [24b] wyposażona jest w licznik suwów membrany co umożliwia dawkowanie dokładnej ilości kwasu. Zbiornik [24a] posiada czujnik poziomu min-max. Ze zbiornika [24a] roztwór kwasu solnego dozowany jest pompą [24b] do reaktorów.

Przygotowanie podchlorynu sodowego

Roztwór podchlorynu sodowego z cysterny przepompowywany jest do zbiornika magazynowego [22]. Następnie pompą wirową [22a] podawany jest do zbiornika namiarowego [22b]. Ze zbiornika namiarowego [22b] podchloryn kierowany jest przy pomocy pompy [22c] do reaktorów.

Roztwór podchlorynu sodowego wykorzystywany w procesie technologicznym do zasilania natrysków w odwadniaczu [26] przygotowuje się w zbiorniku z mieszadłem [65]. Ilość wlewanej wody kontroluje przepływomierz. Natomiast ilość wlewanego podchlorynu sodowego jest kontrolowana przez pompę membranową [22c] wyposażoną w licznik suwów membrany. Przygotowany w zbiorniku [65] roztwór podchlorynu sodu przepompowywany jest pompą [65a] do natrysków w odwadniaczu [26].

Przygotowanie środka sieciującego

Do zbiornika ze stali kwasoodpornej zaopatrzonego w chłodnicę zwrotną (lub do zestawu szklanego: kolba okrągłodenna i chłodnica zwrotna) wlewa się ustaloną ilość bezwodnika octowego a następnie wsypuje się odpowiednią ilość kwasu adypinowego oraz zarodniki wrzenia. Mieszaninę ogrzewa się do wrzenia i kontynuuje ogrzewanie aż do całkowitego rozpuszczenia kwasu adypinowego. Otrzymany roztwór po schłodzeniu do temperatury pokojowej przelewa się do szczelnego pojemnika szklanego, aluminiowego, ze stali kwasoodpornej lub do plastikowej beczki. Tak przygotowany środek sieciujący może być dozowany do reaktorów przy pomocy pomp [53].

Pozostałe materiały pomocnicze nie wymagają wcześniejszego przygotowania.

Opis procesu technologicznego

Mleczko skrobiowe można pobierać bezpośrednio z produkcji lub z silosu [1] ustawionego na zewnątrz hali. Poziom mączki w silosie [1] może być uzupełniany mączką z istniejącego silosu magazynowego poprzez transport pneumatyczny lub mączką z worków poprzez rozworkowywacz [7] transportem pneumatycznym. Istnieje też możliwość zasilania silosu [1] z Big-Bagu [9]. Wykorzystuje się do tego rozworkowywacz [7].

Przygotowane w zbiorniku [13] mleczko jest przepompowane przy pomocy pompy [13a] do reaktorów [14], [15], [18], [19], [20] lub [21] w zależności od tego, w którym reaktorze ma być prowadzona reakcja. Mleczko może być wstępnie podgrzane już w zbiorniku [13]. W tym celu mleczko krąży w obiegu zamkniętym zbiornik- wymiennik ciepła [66b].

Po przelaniu mleczka do żądanego reaktora rozpoczyna się dozowanie ze zbiornika [23a] roztworu NaOH przy pomocy pompy [23b] w celu uzyskania żądanego pH. Po uzyskaniu odpowiedniego pH rozpoczyna się dozowanie określonych składników pomocniczych (rodzaj oraz ilość składników pomocniczych zależy od rodzaju produktu końcowego). Służą do tego pompy membranowe [53] lub jeśli składnikiem dodatkowym jest NaOCl pompa [22c], która dozuje NaOCl ze zbiornika [22b]. W czasie trwania reakcji dozuje się roztwór NaOH w celu utrzymania określonej wartości pH. Po zakończeniu reakcji mleczko neutralizuje się roztworem HCl ze zbiornika [24a] dozowanego przy pomocy pompy [24b]. Istotnym parametrem procesu jest temperatura. Reaktory [14] i [15] posiadają płaszcze wodne dzięki którym możliwe jest utrzymywanie określonej temperatury reakcji. Do grzania wody służy wymiennik para wodna – woda [66a].

Po zakończeniu reakcji i uzyskaniu żądanego pH mleczko z reaktora kieruje się przy pomocy pompy [14a], [15b], [18a], [19a], [20a] lub [21a] (w zależności od tego, w którym reaktorze przeprowadzano reakcję) do odwadniacza [26]. Odwadniacz [26] wyposażony jest w zraszacz, który zasilany jest roztworem NaOCl ze zbiornika [65] przy pomocy pompy [65a]. Zraszanie mleczka skrobiowego roztworem NaOCl ma miejsce w przypadku produkcji niektórych modyfikatów. Odwodnione mleczko poprzez przenośnik ślimakowy [29] kierowane jest do zbiornika [17]. Następnie w zależności od wartości pH skrobia, po rozwodnieniu może być skierowana do zbiornika [16] – pH zgodne z żądanym, lub do reaktorów [15] lub [16] w celu korekty pH.

Ze zbiornika [16] mleczko kierowane jest na odwadniacze [27] i [28]. Odwodniona skrobia poprzez przenośnik ślimakowy [30] trafia do mieszalnika [S1] a z niego poprzez przenośnik dozujący [S2] do kanału [S7] suszarki pneumatycznej.

Strumień powietrza ogrzanego podczas przechodzenia przez nagrzewnicę [S5] a wytworzony przez wentylator nadmuchowy [S4] i wentylator ssący [S12] porywa odwodnioną skrobię i poprzez kanał suszący [S7] kieruje ją do zespołu cyklonów [S8]. Wysuszony produkt opada w cyklonach do przenośnika [S10] i przez przenośnik ślimakowy [S11] trafia do rurociągu [42] transportu pneumatycznego podciśnieniowego. Ciąg powietrza wytwarza wentylator [50]. Transport pneumatyczny kieruje skrobie do cyklonów [43]. Skąd produkt może trafić do zbiornika [44] lub [45]. Zbiorniki [44] i [45] posiadają układ aspiracyjny, który ma za zadanie przeciwdziałać powstawaniu wilgoci w zbiornikach.

Następnie przenośnik [44a] lub [45a] kieruje skrobie do odsiewacza [40]. Odsiany produkt trafia przenośnikiem ślimakowym [55] przez łapacz metali [54] do zbiornika buforowego [46]. Ze zbiornika buforowego [46] produkt może być skierowany na wagę workującą [47] lub przenośnikiem ślimakowym [56] na stanowisko Big-Bag [58].

Zużycie mediów technologicznych

• Zużycie pary technologicznej

Przy produkcji skrobi modyfikowanej używa się pary wodnej nasyconej o ciśnieniu roboczym 1 Mpa i temperaturze 190C.

Para wodna służy do:

• podgrzewania wody służącej do utrzymywania określonej temperatury mleczka w reaktorach [14] i [15] oraz w zbiorniku [13],
• suszenia skrobi w suszarce pneumatycznej.

Wielkość zużycia pary wodnej będzie na poziomie 60t/dobę.

•  Zużycie wody technologicznej

Zużycie wody technologicznej przy maksymalnej zdolności produkcyjnej wynoszącej 40t/dobę wynosi 400m3/dobę.

•  Sprężone powietrze

Zapotrzebowanie na sprężone powietrze – 23,2 Nm3/h

•  Energia elektryczna

Zapotrzebowanie na energię elektryczną – 386,22 kW

Ścieki technologiczne

W czasie produkcji skrobi modyfikowanej w zawiesinie wodnej ścieki powstają przy dwóch stopniach odwadniaczy [26] oraz [27] i [28].

Na 1 tonę gotowego produktu powstaje ok. 10m3 ścieków zawierających:

• chlorki sodu (NaCl),
• drugorzędowy pirofosforan sodowy,
• octan sodowy.

Ścieki powstające podczas mycia zbiorników i rurociągów kierowane są do odwadniaczy a z nich do systemu kanalizacji.

Wielkość powstających ścieków można określić na 400m3/dobę.

Zatrudnienie

Wymagane zatrudnienie przy produkcji skrobi modyfikowanych wynosi

Wytyczne technologiczne dla branż

W budynku produkcyjnym należy wykonać następujące instalacje:

• wodno-kanalizacyjne dla potrzeb technologicznych i sanitarnych,
• doprowadzenie wody i pary wodnej z zewnętrznego źródła poboru,
• doprowadzenie sprężonego powietrza,
• odprowadzenie ścieków technologicznych,
• parową, wody grzewczej i wentylacji dla potrzeb technologicznych i sanitarnych,
• elektryczną z zewnętrznej rozdzielni (prąd zmienny 220/380 V, 50 Hz).

Wytyczne obejmują tylko zakres wewnątrz budynku, bez doprowadzenia mediów z zewnątrz.

Firma Mysak dostarcza powyższe wytyczne dla budowy oddziału modyfikatów skrobiowych.

Wykaz maszyn i urządzeń