1.5.2.5 Технологічні схеми виробництва паливного етанолу первапорацією

При виконанні проекту немає необхідності конструювати мембранні апарати, потрібно обґрунтовано вибрати тип конструкції мембранного модуля, визначити його габаритні й характеристичні розміри, а також підібрати основні комплектуючі деталі для складення мембранного апарата: корпус, ущільнювальні елементи, еле­менти кріплення та з'єднання й т.п.

Серед типових конструкцій мембранних модулів можна використати наступні:

• рулонні мембранні модулі;

• плоскі мембранні модулі;

• трубчасті мембранні модулі;

• капілярні (порожньо-волокнисті) мембранні модулі.

Кожен тип мембранного модуля характеризується щільністю розташування в апа­раті (м² мембрани/м³ апарата), матеріалом дренажу, розмірами напірного каналу, наявністю і типом турбулізатора.

Обираючи тип мембранного апарата необхідно з довідкових матеріалів одержати інформацію про основні параметри потрібного мембранного модуля:

• площа мембран;

• габаритні розміри;

• рекомендований робочий тиск та ін.

Установки випаровування через мембрану класифікуються за

призначенням, ре­жимом роботи, організацією потоку вихідної суміші.

При організації потоку суміші, що розділяється необхідно враховувати наступні обставини: 1 — за довжиною апарату об'ємна витрата потоку, що розділяється змен­шується за рахунок відтоку пермеату, в результаті пропорційно зменшується лінійна швидкість рідини уздовж мембрани й підсилюється вплив концентрацій; 2 — за дов­жиною апарату концентрація затримуваних мембраною компонентів зростає, про­порційно підвищується й концентрація їх у пермеаті; 3 — за довжиною апарату тиск над мембраною надає через гідравлічний опір у напірному каналі, відповідно знижу­ється рушійна сила процесу; 4 — глибоке концентрування розчину вимагає каскад­ної схеми з'єднання апаратів. У проточних схемах використовують дві конфігурації потоків — прямоточну та циркуляційну.

У прямоточній установці вихідна суміш одноразово проходить через напірний ка­нал мембранного апарату (або апаратів), у циркуляційному — багаторазово, для чого передбачений спеціальний циркуляційний контур з насосом. Циркуляційні установ­ки застосовуються, коли потрібно забезпечити високу швидкість потоку в напірному каналі (наприклад, щоб не відбувалося утворення осаду на мембрані). За числом рівнів установки підрозділяються на одноступеневі та багатоступеневі. При цьому під рівнем розуміється частина технологічної схеми процесу мембранного розділення, у якій від­бувається одноразове проникнення речовини через мембрану. Багатоступеневі уста­новки використовуються, коли одноступеневий процес не забезпечує виконання ви­-

мог до якості розділення.

За організацією потоку суміші, що розділяється розрізняють секційні та несекційні установки. У секційних установках всі апарати компонуються по секціях, у кожній з яких апарати з'єднані паралельно, але самі секції з'єднані послідовно. Секціонування дозволяє підтримувати середню лінійну швидкість потоку в напірному каналі апаратів на одному досить високому рівні, завдяки тому, що по мірі скорочення вит­рати вихідної суміші через перехід частини потоку до пермеату відповідно змен­шується число апаратів в секції (рис. 1.8).

Рисунок 1.8 – Принципова схема трисекційної мембранної установки

У циркуляційній схемі необхідна швидкість потоку досягається за рахунок цир­куляційного насосу, встановленого на обвідній лінії. Умовно така

схема ближча до апаратів ідеального змішування (рис. 1.9).

Рисунок 1.9 – Багатосекційна циркуляційна схема

Висновки:

На підставі виконаного аналізу отримання біоетанолу із зрілої бражки в проектом передбачається.

1. Для виробництва використовувати зрілу бражку із крохмалевмісної сировини.

2. Для виконання технологічного процесу використовувати брагоректифікаційну установку, яка складається з двох колон: бражної та спиртової, для отримання біоетанолу-сирцю.

3. Дегідратацію здійснювати на первапораційній установці, яка складається із трубчастих мембран.