ПОДБОР И РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ПОДБОР
И
РАСЧЕТ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
При аппаратурном оформлении проектируемых производственных
линий (подборе машин и аппаратов) исходят из тех же соображений, что и
при выборе технологической схемы.
Различают неавтоматическое, полуавтоматическое и автоматическое
оборудование. Как правило, предпочтительнее выбор автоматического
оборудования, так как оно имеет высокую производительность при
сравнительно небольших габаритах и требует минимальной затраты рабочей
силы на единицу продукции. Вместе с тем, выбирая тот или иной тип
оборудования, учитывают как его производительность, так и проектируемую
мощность цеха, а также использование оборудования во времени. Если
загрузка оборудования недостаточна, его заменяют более простым и
меньшей мощностью.
Подбор оборудования начинается с составления схемы производства,
в которой указывают очередность технологических процессов. По этой схеме
определяют систему машин с учетом выбранных технологических режимов,
результатов продуктовых расчетов, продолжительности работы в течение
смены, суток или производственного цикла.
Вначале подбирают основное оборудование цеха. К основному
оборудованию относятся машины, выполняющие основные операции, в
сыродельном цехе -
сыроизготовители или сыродельные ванны,
в
маслодельном цехе - маслоизготовители периодического и непрерывного
действия и маслообразователи, в консервных цехах - вакуум-выпарные
установки и сушилки. Затем по каждому цеху подбирают остальное
оборудование, в последнюю очередь - оборудование приемного цеха,
учитывая все изменения в графике технологических процессов, вызванные
подбором основного оборудования.
Оборудование для перекачивания и механической обработки молока:
насосы, сепараторы (молокоочистители, сливкоотделители, нормализаторы),
гомогенизаторы, фильтры, фризеры и другое оборудование для фасования
продукции - подбирается по часовой интенсивности процесса. При
несоответствии фактической производительности машины и аппарата
паспортной выбирается ближайшая - большая по паспорту.
Оборудование периодического действия (творогоизгоговители и
творожные ванны, маслоизготовители, сыродельные ванны и сыроиз
готовители)
подбирается
с
учетом
максимального
количества
перерабатываемого за один цикл сырья и продолжительности цикла.
Для хранения молока предусматриваются емкости из расчета от
суточного поступления: для гормолзаводов - 80 %, молочноконсервных
заводов, сухого обезжиренного молока - 60 %, сыродельных заводов - 100 %.
Для хранения сыворотки емкости предусматриваются из расчета ее суточной
выработки.
Если машины непрерывного действия имеют ограниченную продолжительность работы, количество их п определяется по формуле
где nр - количество машин, подобранное по интенсивности процессов;
тр - продолжительность непрерывной работы аппарата, ч;
т0 - продолжительность остановки для мойки и очистки аппарата
перед последующим вводом в эксплуатацию, ч.
Оборудование
внутризаводского
транспорта
рассчитывается
и
подбирается с учетом требований технологий и условий охраны труда.
В зависимости от профиля и мощности предприятия подбирают
основное транспортное оборудование и средства механизации. Например, на
молочноконсервных комбинатах и заводах сухих детских продуктов
устанавливают: оборудование бестарного транспортирования и хранения
сыпучих продуктов; тросовые конвейеры и ленточные элеваторы для
транспортирования банок; автоматы для сборки (разборки) пустых банок на
поддонах.
В складах готовой продукции - штабельный многоярусный способ
хранения пакетов с продукцией на поддонах. На наиболее трудоемких
технологических операциях, например по уходу за сырами во время их
созревания, представляется целесообразным применение отдельных роботов
или робототехнических систем.
Робототехнические системы находят применение в упаковочных
линиях для укладывания готовой продукции, фасованной в бутылки, пакеты,
коробки, мешки на поддоны, в ящики или контейнеры для штабелирования и
перемешивания сформированных грузовых единиц (грузоподъемность за
один ход - от 11 кг до 140000 кг).
В
проектах
необходимо
предусматривать
установку
высокопроизводительного оборудования, применение поточных линий и
оборудования непрерывного действия.
Примеры подбора технологического оборудования
Приемное отделение
Допустим, мощность молочного предприятия составляет 75000 кг в
смену. Согласно нормам технологического проектирования, при данной
мощности завода предусматривается приемка молока в 2 смены, не менее
трех часов в каждую смену.
Часовая производительность оборудования определяется по формуле:
Для приемки заданного количества молока предусматривается
счетное стационарное устройство 8М2-2Р производительностью 25000 кг/ч.
Для приемки некондиционного молока можно установить весы СМИ-500
грузоподъемности
500
кг/ч
при
цикле
6
мин.
Аналогичной
производительности подбираем насосы самовсасывающие и пластинчатые
охладительные установки, например ООЛ-25.
Для промежуточного хранения сырого молока в соответствии с ВНТП
вместимость резервуаров должна составить 100 % от суточного поступления.
В связи с этим предусматривается 3 резервуара по 25000 м3 марки Г6-ОМГ25 и один на 6300 марки В2-ОМВ-6,3 для хранения некондиционного молока.
Аппаратное отделение
Для тепловой обработки при производстве молока пастеризованного
(масса нормализованной смеси составляет 5795,9 кг) и подогрева молока
перед сепарированием, а также пастеризации обезжиренного молока,
полученного от сепарирования (масса молока 35 000 кг). Согласно,
продуктовому расчету удобна установка марки ОКЛ. Она обеспечит
необходимые режимы. Время эффективной работы установки 6 часов.
Таким образом, предусматривается автоматизированная пластичная
пастеризационно-охладительная установка производительностью 10000 м3/ч
- А1-ОКЛ-Ю.
Время ее работы при производстве молока пастеризованного составляет:
По сепарированию
Согласно номенклатурному справочнику, в комплекте установки
отсутствует
сепаратор-сливкоотделитель.
Подбираем
сепаратор-
сливкоотделитель с центробежной выгрузкой осадка производительностью
10000 кг/час марки ОСН.
Для тепловой обработки молока на кефир и творог необходимый
режим обеспечат автоматизированные пластинчатые пастеризационноохладительные установки ОПК и ОГ1Л.
Предположим, что всего масса смеси ( М „
см)
на производство кефира
составляет 3736,8 кг и на производство творога нежирного 11269,8 кг.
Предусматривается
пластинчатая
пастеризационная
установка
производительностью 5000 кг/ч марки ОПК-5.
Для гомогенизации смеси на кефир предусматривается гомогенизатор
производительностью 5000 кг/ч. Время работы установки ОПК-5:
Для тепловой обработки сливок на сметану предусматривается
трубчатый пастеризатор для сливок производительностью 2500 л/час (Т1ОУК), время работы пастеризатора согласно продуктовому расчету
выбираем:
Для гомогенизации сливок на сметану предусматривают гомогенизатор производительностью 2500 л/ч марки А1 ОГ'М-2,5. Для охлаждения
сливок после пастеризации предусматривается охладительная установка
производительностью 3000 л/ч марки ООЛ-3. Для охлаждения этих сливок
предусматривается
пластинчатая
охладительная
установка
производительностью 3000 л/ч марки ООЛ-3.
Оборудование для выработки кефира
Нормализованное, пастеризованное и охлажденное до температуры
заквашивания на установке ОПК-5 молоко на кефир (Мн
см
= 3736,8 кг)
направляется в резервуар для заквашивания, сквашивания, охлаждения и
созревания продукта. Для этой цели предусматривается резервуар емкостью
4000 л марки Я1-ОСВ-4.
Цикл занятости резервуара:
♦
время заполнения - 40 мин;
♦
перемешивания, заквашивания - 20мин;
♦
сквашивания молока - 600 мин;
♦
охлаждения, перемешивания, созревания кефира - 720 мин;
♦
розлив опорожнения резервуара - 72 мин;
Всего - 1452 мин (24,2 ч).
При данном цикле занятости и односменной выработке кефира
потребуется всего 2 резервуара марки Я1-ОСВ-4.
Розлив
кефира
осуществляется
на
автомате
ТБА-3
производительностью 3600 уп./ч.
Оборудование для выработки творога
Предположим, что творог будет вырабатываться кислотно-сычужным
способом в творожных ваннах ВК-2,5. Нормализованное, пастеризованное,
охлажденное до температуры заквашивания молоко с установки ОПК-5
разливается в творожные ванны емкостью 2500 м3.
Цикл занятости ванны:
♦
заполнение - 30 мин;
♦
заквашивание, перемешивание - 20 мин;
♦
сквашивание молока - 420 мин (270 мин ускоренный способ);
♦
разрезка сгустка, отстой сыворотки - 60 мин;
♦
слив сыворотки, розлив сгустка в мешки - 40 мин;
♦
мойка ванны - 20 мин;
Всего 590 мин (440 мин). Общий цикл занятости составляет 9,8 ч (7,3
ч).
Всего ванн потребуется 11269,8/2500 = 5 ванн.
Для прессования и охлаждения творога в мешках предусматривается
установка марки УПГ производительностью 800 кг/смену.
При массе готового продукта 1745,8 кг потребуется 3 охладителя.
Оборудование для выработки творога нежирного
Допустим, что 15000кг обезжиренного молока перерабатывается на
поточно-механизированной линии марки Я9-ОПТ-2,5, производительность
по молоку 2500 л/час. Комплект установки приведен в номенклатурном
справочнике.
Сквашивание молока нежирного, пастеризованного на установке
ОКЛ-Ю осуществляется в резервуарах марки Я9-ОСВ-5, емкостью 6300 л
(всего резервуаров 5 шт.).
Цикл занятости резервуаров:
♦
заполнение - 30 мин;
♦
заквашивание и перемешивание - 20мин;
♦
сквашивание - 600 мин;
♦
располнение - 120 мин (учитывая производительность линии по
молоку 2500 л/час);
♦
мойка резервуара - 30 мин;
Всего 800 мин (13,3 ч).
Творог нежирный вырабатывается на данной линии в одну смену.
Приданном цикле 5 резервуаров будет достаточно.
Время работы линии
Творог, идущий с линии, фасуется в брикеты по 0,25 кг. Для этой цели
предусматривается автомат марки М6-АР-2Т производительностью 60...85
брикетов/мин (15 кг в мин или 900 кг/час).
Выход творога с линии составляет 1910 кг, а в час 1910/6 = 318,3 кг/ч.
Таким образом, для фасования творога достаточно одного автомата в
брикеты по 0,25 кг.
Аналогично подбирается все необходимое оборудование для выполнения
выбранной
ассортиментной
программы
проектируемого
предприятия.
Оборудование для выработки сыра
На сыр перерабатывается в течение двух смен 80000 кг молока.
Вырабатывается
российский
сыр,
для
которого
продолжительность
технологических операций составляет:
♦
заквашивание и сквашивание - 45 мин;
♦
обработка сырной массы - 140 мин;
♦
опорожнение - 20 мин;
♦
ополаскивание - 5 мин;
Нормализация смеси осуществляется в танках для резервирования, и
подача
ее
в
сырные
ванны
производится
через
подогреватель
с
интенсивностью Ц= 30000 кг/ч.
Выработка сыра в течение двух смен ведется непрерывно.
Определяем
продолжительность
и
время
выполнения
технологических операций.
Время наполнения одной сыродельной емкости составит:
♦
при Мс= 5000 кг
Общая продолжительность занятости сыродельной емкости составляет:
♦
при Мс = 5000 кг - 220 мин;
♦
при М с = 10000 кг- 230мин.
Строим примерный или рабочий график работы сыродельных ванн
емкостью
5
и
10
т
технологических операций.
и
по
нему
определяем
продолжительность
В результате построения рабочего графика работы сырных ванн было
установлено, что для переработки 80000 кг молока на производство российского сыра в течение двух смен необходимо установить 3 ванны емкостью по 10000 кг или 5 ванн емкостью по 5000кг. Начало работы берется в
8 часов, т.е. на один час позднее начала работы смены. Этот час используется
для проведения подготовительных работ. Время подготовительных работ
может быть сокращено до 0,5 часа.
Сравнивая рабочие графики работ, сырных ванн на 5000 и на 10000 кг,
видим, что при данном объеме производства сырные ванны на 5000 кг
используются более эффективно и могут быть установлены на заводе данной
мощности. Однако если учесть перспективы роста предприятия, то
целесообразно установить ванны на 10000 кг.
Расчетами определяется количество машин и аппаратов. Их производительность, потребность в воде, паре, холоде, электроэнергии
принимаются по техническим характеристикам.
После подбора и расчета оборудования составляют сводную таблицу
принимаемого в проекте оборудования, в которой указывают наименование
оборудования, тип и марку, производительность или объем, количество
единиц оборудования.
В таблицу заносят оборудование по цехам и участкам производства,
что облегчает определение их площади. После этого строят график работы
машин и аппаратов, что позволяет уточнить правильность подбора
технологического оборудования.