Что такое силос для мелассы: хранение вязкой ферментирующей жидкой массы
Создано 07.30
Что такое силос для мелассы: хранение вязкой ферментирующей жидкой насыпной среды
Силос для мелассы — это цилиндрический резервуар для хранения вязкой, высокоплотной ферментируемой жидкости: ему требуется днище, обеспечивающее полный слив густой жидкости, обогрев или термостатирование для поддержания рабочей вязкости, перемешивание для предотвращения осаждения и ферментации, а также вентиляционный путь для CO₂, который генерирует хранимая жидкость. Силос из стеклоплавильной стали обеспечивает инертную внутреннюю поверхность при pH 1–14 с эмалевым слоем, наплавленным при 820–930 °C, толщиной 0,25–0,45 мм и испытанным на пробой при 1500 В постоянного тока, тогда как внутреннее покрытие из эпоксидной смолы горячего отверждения толщиной 180–280 мкм по AWWA C550 является альтернативой для агрессивных или переменных условий эксплуатации.
Завод по производству спирта, дрожжевой завод или производитель кормов, хранящий мелассу, знает, что это не резервуар для воды. Меласса плотная, вязкая, склонна к брожению при контакте с воздухом, а при высыхании оставляет твёрдый остаток на любой поверхности, с которой соприкасается. Эти три свойства определяют конструкцию всего силоса: дно должно обеспечивать слив густой жидкости практически до нуля, внутренняя поверхность должна отмываться дочиста, резервуар должен справляться с газом, образующимся при брожении, а в холодном климате жидкость необходимо поддерживать достаточно тёплой для обеспечения подвижности. Если что-то из этого не учесть, силос превращается в проблему с очисткой, сопряжённую с потерей вместимости.
Вязкость, дренаж и геометрия днища
Вязкая жидкость не растекается самостоятельно, поэтому дно спроектировано как дренажный механизм. Меласса выливается и выравнивается гораздо медленнее воды, а при остывании заметно густеет, что означает, что плоский пол с выпускными отверстиями оставляет значительный остаток, который затвердевает на плите. Стандартное решение — коническое дно с уклоном, достаточно крутым, чтобы жидкость стекала к центральному выпуску, или неглубокая воронка с контуром перекачки, который возвращает продукт из выпуска обратно на поверхность для его выравнивания. Выпускное отверстие и насос должны быть рассчитаны на холодное вязкое состояние, а не на тёплое, и насос должен быть объёмного типа с резервным, поскольку центробежный насос на загустевшей мелассе теряет свою характеристическую кривую именно тогда, когда завод в нём нуждается. Нижняя точка также нуждается в линии промывки или смыва, чтобы последним материалом могла быть собственная вода резервуара, а не растворитель, и чтобы резервуар можно было опорожнить для осмотра без недели ручной работы.
Газ ферментации, вентиляция и атмосферная граница
Хранимая меласса ферментируется, если в неё поступает кислород и тепло, а CO₂ должен отводиться в безопасное место. Даже в хорошо герметизированном резервуаре будет образовываться газ из любого воздуха, захваченного при заполнении, поэтому силос нуждается в вентиляционном отверстии, рассчитанном на скорость заполнения, пути сброса давления для пиковой нагрузки ферментации, а также в факельной установке или скруббере, если они имеются на предприятии; давление при этом низкое, порядка нескольких килопаскалей, что позволяет силосу и его крыше оставаться в комфортных атмосферных условиях. Если цель — ограничить ферментацию, проектная реакция состоит в том, чтобы поддерживать движение жидкости, сохранять газовое пространство малым или инертным, избегать захвата воздуха в точке заполнения и поддерживать мелассу тёплой и свободной от дрожжевой нагрузки, запускающей ферментацию. Если ферментация желательна — в условиях ферментера спиртового завода — тот же газовый путь становится точкой сбора, и резервуар становится частью технологического процесса с газовой линией, устройством сброса давления и пламегасителем.
Нагрев, перемешивание и контроль температуры
Температура здесь является технологической переменной, а не параметром комфорта. Меласса резко густеет при охлаждении, поэтому в холодном климате резервуар оснащается нагревательной рубашкой, внутренними змеевиками или контуром с тёплой водой, рассчитанными на потери тепла в режиме ожидания, а не на переходный режим. Одного нагрева недостаточно: обогреваемый резервуар с застойным объёмом образует осевший слой и локальные горячие зоны, способствующие ферментации у стенки, поэтому нагрев сочетается с циркуляцией — либо насосным контуром, либо медленной мешалкой, — которая поддерживает равномерную температуру по всему объёму. Мезофильная биологическая обработка, где она применяется, протекает при 35–38 °C; для хранения целевой является просто температура, при которой жидкость надёжно вытекает через выпускное отверстие и насос. Температурные перемещения также необходимо учитывать при проектировании болтового резервуара: обогреваемая оболочка расширяется и сжимается циклически, поэтому уплотнение соединения и допуск на болты, канал и анкерное крепление должны быть рассчитаны на температурные колебания, а не на температуру окружающей среды.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Температура обжига эмали | 820–930 °C | Стекло, сплавленное со сталью за один цикл |
Толщина эмали | 0,25–0,45 мм | Свыше 3 450 Н/см² |
Испытание на искру | 1500 В пост. тока | На каждую панель перед отгрузкой |
Устойчивость к pH | 1–14 | Выдерживает химию очистки и подачу кислот |
Шероховатость внутренней поверхности | Ra < 0,8 мкм | Смывание до чистой поверхности |
Альтернатива FBE | 180–280 мкм, AWWA C550, солевой туман > 4000 ч | Агрессивная или переменная нагрузка |
Днище | Конус или воронка с центральным выпуском | Слив вязкой жидкости |
Нагрев | Рубашка, змеевики или контур теплой воды | Рассчитан на потери тепла в режиме ожидания |
Перемешивание | Насосный контур или медленная мешалка | Предотвращает осаждение и горячие зоны |
Вентиляция | Вентиляция при заполнении плюс путь сброса давления, несколько кПа | Атмосферная низконапорная система |
Внутренний материал и очищаемость
Внутренняя поверхность — это актив, потому что остаток патоки затвердевает в покрытие, удаление которого требует остановки производства. Резервуар из стекла, сплавленного со сталью, имеет эмалевый слой, сплавленный при 820–930 °C, толщиной 0,25–0,45 мм, с номиналом выше 3 450 Н/см², испытанный на пробой при 1500 В постоянного тока, гладкий при Ra ниже 0,8 мкм и устойчивый к pH 1–14, что означает, что резервуар можно промывать горячей водой и очищать до поверхности, которая не будет удерживать следующую партию продукта. Этот диапазон pH также охватывает кислотные или щелочные промывки, которые гигиеническое предприятие применяет между поставками. Внутреннее покрытие из эпоксидной смолы горячего отверждения толщиной 180–280 мкм по AWWA C550 с солевым туманом более 4000 часов — это альтернатива там, где условия эксплуатации более агрессивны или где ремонт покрытия при остановке практичнее, чем замена панели. Какая бы облицовка ни использовалась, линия промывки, схема расположения форсунок и точка слива должны проектироваться вместе, потому что облицовка без покрытия промывкой — это облицовка, которую придётся соскабливать.
Проектный пример
Проект | Местоположение | Продукт | Объём | Объём работ |
Крупногабаритный резервуар для химических сточных вод | Чжэцзян, Китай | Резервуар GFS | 11 613 м³ | поставка и надзор за строительством |
Крупногабаритный резервуар для хранения | Пекин, Китай | Резервуар GFS | 9 682 м³ | поставка и надзор за строительством |
Резервуары для сточных вод пивоваренного завода | Сычуань, Китай | Резервуары GFS | 14 655 м³ | надзор за поставкой и строительством |
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и производством сборных резервуаров с 2008 года. Являясь первым в Китае производителем резервуаров из стеклоэмалированной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, производит около 300 000 стальных пластин с эмалевым покрытием в год, реализовала более 30 000 установленных проектов и поставляет свои резервуары более чем в 100 стран. Новая производственная база площадью 150 000 м² была добавлена для увеличения производственных мощностей, а единичные резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³. Производство осуществляется в соответствии с ISO 9001 и ISO 45001, сертификация продукции включает NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI и EUROCODE, а проектирование выполняется с учётом AWWA D103-09, AWWA C550 и NFPA там, где этого требует применение.
Для мелассы и других вязких сбраживаемых жидкостей это резервуар, спроектированный с учётом геометрии дренажа, контура нагрева и перемешивания, пути вентиляции и сброса давления, схемы промывки и расположения форсунок, а также внутренней облицовки, которую можно очищать до документированного стандарта между поставками.
Часто задаваемые вопросы
В1: Что такое силос для мелассы?
A1: Цилиндрический резервуар для хранения патоки или аналогичной вязкой сбраживаемой жидкости, оснащённый коническим или воронкообразным днищем, которое стекает к центральному выпускному отверстию, обогревом или циркуляцией для поддержания текучести жидкости, перемешиванием для предотвращения осаждения и вентиляционным отверстием для газа, образующегося при брожении.
Q2: Почему обычно выбирают коническое днище?
A1: Потому что патока вязкая и не растекается самостоятельно и не стекает к напольным выпускам, поэтому наклонное днище, направляющее всю хранимую массу к одному выпуску, — единственный надёжный способ опорожнить резервуар до низкого остатка перед очисткой.
Q3: Выделяет ли патока газ при хранении?
A1: Да, если она захватывает воздух и нагревается, брожение производит углекислый газ, поэтому резервуар нуждается в вентиляционном отверстии для заполнения и пути сброса давления, рассчитанном на этот газ при низком давлении в несколько килопаскалей, с факелом или скруббером, если таковой имеется на предприятии.
Q4: Нужно ли подогревать резервуар?
A1: В холодном климате или для густого потока — да, с рубашкой, внутренними змеевиками или контуром теплой воды, рассчитанным на потери тепла в режиме ожидания, в сочетании с циркуляцией, чтобы в резервуаре не образовывалась зона горячей стенки, где начинается ферментация.
Q5: Какое внутреннее покрытие подходит для мелассы?
A1: Слой эмали, сплавленный при 820–930 °C толщиной 0,25–0,45 мм, гладкий при Ra ниже 0,8 мкм и устойчивый к pH 1–14, чтобы резервуар можно было очищать горячим способом между поставками с использованием моющей химии; эпоксидное покрытие горячего отверждения толщиной 180–280 мкм по AWWA C550 там, где условия эксплуатации более агрессивны.
Q6: Как часто нужно чистить силос для мелассы?
A1: Между поставками или кампаниями, где важно разделение продукта, что определяется тем, как долго жидкость находилась в состоянии покоя. Линия промывки с полным покрытием стен и сливом в истинной низшей точке превращает очистку в смену, а не в остановку производства.
Силос для мелассы — это проблема дренажа, нагрева и вентиляции, облачённая в форму резервуара: коническое днище, опорожняющее вязкую жидкость, нагрев в паре с циркуляцией, низконапорный газовый тракт для бродильного газа и внутренняя поверхность, которую можно отмыть дочиста между кампаниями. Задайте эти четыре параметра вместе — и резервуар прослужит винокуренному или комбикормовому заводу десятилетия. Отправьте инженеру сорт мелассы, температуру и график поставок — и вы получите конфигурацию силоса с указанием объёма работ по дренажу, нагреву, вентиляции и футеровке.
Свяжитесь с инженером
Сообщите тип патоки и Brix, насыпную плотность и вязкость, температуру хранения и доставки, требуемую производительность и скорость отбора, применяется ли сбор ферментационного газа, а также данные о температуре окружающей среды, ветре и снеге на площадке. Мы вернём конфигурацию силоса с типом днища, обогревом и перемешиванием, вентиляцией и сбросом давления, внутренней облицовкой, а также комплект чертежей и спецификаций.
WhatsApp