Автоматизация процесса производства геля
Технічна характеристика реактора-змішувача
Місткість апарату
загальна 4850 л,
робоча 3000 л.
Електродвигун турбінної мішалки
потужність 28 кВт,
частота обертання 960 об/хв.
Потужність електродвигуна гідравлічного насосу 28 кВт.
Частота обертання якірної та протиобертаючої мішалок 0-20 об/хв
Тиск води в сорочці 0,38 МПа
Витрати води 50 м3/год
Витрати охолоджуючої води при температурі + 15˚ 15 м3/год
Висота підйому кришки апарату 1700 мм
Габаритні розміри апарату
довжина 3110 мм
ширина 2160 мм
висота 6000 мм
Маса 2100 кг
1.2. Опис схеми технологічного процесу
Спирт та додаткові компоненти виготовлення гелю поступають в ємність для виготовлення гелю, де змішуються при визначеній температурі, а потім охолоджуються. Для нагріву суміші ємності виготовлення гелю використовується гаряча вода, яку отримують шляхом нагріву в паро-водяному теплообміннику.
Система циркуляції води нагріву замкнена. Зворотня вода з оболонок ємностей виготовлення гелю поступає в буферну ємність води і звідти насосом подається на теплообмінник. Пари спирту, що утворюються під час технологічного процесу подаються на теплообмінник-охолоджувач. Спирто-повітряна суміш потрапляє в змійовик теплообмінника, при цьому пари спирту конденсуються та відводяться на водоочищення.
1.3 Аналіз особливостей об’єкта та технологічних середовищ
До головних особливостей об’єкта відноситься його вибухонебезпечність, це повязано з використанням спирту. Тому при виборі приладів та засобів автоматизації перевага надається пневматичним приладам. При виробництві гелю використовується ряд специфічних технологічних середовищ (компонентів)[2].
Желирующими та гелеутворюючими речовинами є такі природні речовини рослинного та тваринного походження, які володіють властивістю при відповідних умовах утворювати студні, желе, гелі і т.п. В косметичній промисловості найбільше застосування знайшли агар, ефіри целюлози, альгінат натрію, желатин. Перші три речовини рослинного походження , а останнє – тваринного.
Агар – желирующее вещество, яке міститься в червоних та бурих водоростях, що ростуть в прибережних водах у берегів Білого та Японського морів і в інших місцях поза межами України. За своїм хімічним складом агар є полісахаридом. Він не має смаку, запаху, в холодній воді (кімнатна температура) практично нерозчинний, але сильно набухає, поглинаючи багато води (його маса може при цьому збільшуватись а 12 раз). В гарячій воді агар розчиняється та при охолодженні дає міцний студень.
Агар широко застосовується в кондитерській та парфумерній промисловості.
Альгінат натрію (натрієва сіль альгінової кислоти) виготовляють з бурих водоростей сімейства ламінарія. Альгінат натрію використовується в якості стабілізатора в емульсійних та захисних крамах, а також в шампунях. Але широке застосування він отримав завдяки своїм високим гелеутворюючим властивостям в зубних пастах в якості гідроколлоїда. Вязкість розчинів альгінату в 10-22 рази вища вязкості розчинів крахмалу тієї ж концентрації.
Додавання альгінату натрію до складу зубних паст дозволяє покращити їх структуру та консистенцію. Альгінат натрію добре суміщається з усіма основними компонентами зубних паст (крейдою, дикальцієм фосфатом, гліцерином, сорбітом та ін.).
Ефіри целюлози – це сполуки, які отримують спеціальними методами (етерифікацією клітковини) з бавовни, деревини, віскозних волокон льону та ін. За своєю хімічною структурою целюлоза є полісахаридом (головна структурна частина клеточных стінок рослин). Найбільш поширено з ефірів целюлози застосовуються ацетилбензил, етилцелюлоза та водорозчинний ефір целюлози – натрійкарбоксиметилцелюлоза – NaКМЦ.
Натрійкарбоксиметилцелюлоза (NaКМЦ). Натрієва сіль карбоксиметилцелюлози – простий ефір целюлози і гліколієвої кислоти – хімічно стійка речовина без запаху, яка може утворювати вязкі розини при малих її концентраціях, добре розчиняється в гарячій і холодній воді. Стабілізуючі, емульгуючі та желирующие властивості NaКМЦ використовуються для виготовлення зубних паст і кремів. NaКМЦ, так як і альгінат натрію, вводять до косметичних засобів у вигляді водних та водно-гліцеринових розчинів.