Расчет расхода вода, пара, холода, воздуха, электроэнергии и газа на технологические цели

Для обеспечения технологического процесс предприятия в целом и каждого цеха в отдельности необходимо иметь определенное количество холодной и горячей воды, пара, холода, электроэнергии, а в отдельных случаях, сжатого воздуха и газа, рассчитываемого как по нормам, так и по выбранному технологическому оборудованию. Нормы расхода на единицу продукции даны в «Нормах технологического проектирования мясокомбинатов и птицекомбинатов» по каждому цеху (отделению).

Количество воды, пара, холода, электроэнергии и т.д. в смену определяют по формуле (4.12).

Результаты расчетов сводят в таблице 4.8.

Таблица 4.8. – Расчет потребности в ресурсах для предприятия

Количество выпускаемой продукции в смену, кг

Расход

воды, м³

пара, кг

холода, МДж

электроэнергии, кВт·ч

сжатого воздуха, м³

газа м³

норма на 1 голову

норма в смену

норма на 1 голову

норма в смену

норма на 1 голову

норма в смену

норма на 1 голову

норма в смену

норма на 1 голову

норма в смену

норма на 1 голову

норма в смену

По установленному оборудованию расчет ведут по формуле:

М=m·A·t_c/T_c (4.21)

где М- количество воды (пара и т.д.) в смену, м³ ( кг и т.д.);

m– удельная норма расхода сырья в 1 ч, м³ч/т (кг ч/т);

А - производительность оборудования, т/ч;

t_с - продолжительность работы оборудования в смену, ч;

Т_с - продолжительность смены, ч.

Принципы расстановки оборудования

Расстановка оборудования является важным этапом проектирования предприятия и представляет собой основу организации технически процесса в производственных цехах.

Основными принципами расстановки компоновки оборудования являются:

соблюдение поточности технологического процесса;

непосредственная передача сырья от машины к машине, недопустимость встречных и пересекающихся передач;

группировка оборудования с учетом тепловых показателей или особенностей строительных деталей, удобства и безопасности работы на оборудовании, возможности его чистки, ремонта, демонтажа;

удобная подводка инженерных коммуникаций;

соблюдение правил безопасности, требований НОТ и промышленной эстетики.

В зависимости от мощности производства и размеров здания, объемно-планировочных решений расстановка оборудования может быть различной.

Однако необходимо соблюдать ряд общих положений, с тем, чтобы производственный поток был спроектирован с максимальной компактностью и рациональным использованием производственных площадей.

При компоновке оборудования необходимо обеспечить кратчайшее расстояние от начала движения сырья по технологическому процессу до конечной операции, максимально сократив длину подвесных путей, транспортеров, трубопроводов. Для удобства обслуживания трубопроводов и других инженерных коммуникаций их следует располагать на высоте не более 2 и от уровня пола.

Технологическое оборудование надо размещать так, чтобы максимальное расстояние между отдельными машинами и аппаратами, установленными фронтально друг к другу, было менее 2,5 м.

Расстояние между выступающими частями аппаратов при одностороннем проходе людей - 0,8 м, а при отсутствии прохода - 0,5 м. Размеры проходов у оборудования с выдвижными частями (люки, крышки) определяют по расстоянию между этими выдвижными частями с учетом обеспечения свободного прохода.

При транспортировке тары к месту упаковки и упакованного продукта в камеру хранения электрокарами и электротележками для разворота транспорта необходимо предусмотреть ширину проезда 2,5-3,0 м, для немеханизированного транспорта (тележки, напольные рамы) -2 м. Расстояние между конвейерной линией и стеной с учетом расстановки рабочих должно составлять 4 м, а при отсутствии рабочих мест -1 м.

Ширина лестниц и площадок для установки и обслуживания оборудования должна быть не менее 0,8 м, уклон лестниц не должен превышать 50°. При определении расстояния между отдельными машинами и установками необходимо учитывать не только максимальную компактность, но и обеспеченность удобства и безопасности работы на них.

Взаимное размещение оборудования определяют направлением технологического потока. Отдельные машины и аппараты желательно расположить в единую производственную линию (по одной оси). Однако возможны варианты поворота машин одна к другой под прямым углом, например, на участках составления фарша колбасного производства.

Оборудование, устанавливаемое ниже уровня чистого пола (или ниже нулевой отметки) в приямках, должно иметь ограждение (парапет по периметру приямка) и лестницу.

Например, размещение дымогенераторов термического отделения колбасного производства, части оборудования для производства костных жиров и т.п. Крупногабаритное оборудование (горизонтально-вакуумные котлы в цехе кормовых и технических продуктов, барабаны ФКМ и комбайны ФОВ из поточно-механизированных линий в шкуроконсервировочном цехе) необходимо устанавливать перпендикулярно к оси оконных проемов и в глубине цеха, чтобы обеспечить оптимальную освещенность рабочих мест. При обработке кишечного сырья желательно оборудование начала (обивочные столы) и конца (метровка, мотка и калибровка кишечного фабриката) технологического процесса располагать ближе к оконным проемам, т.е. предусматривать двустороннее естественное освещение.

При компоновке поточно-технологических линий: для фасовки и упаковки продуктов, особенно при производстве мелкокусковых полуфабрикатов, обвалки и жиловки в колбасном производстве и конвейерных линий для убоя скота и разделки туш скота и птицы, необходимо учитывать требования НОТ. Это особенно важно для определения рабочего места, его освещенности, положения самого рабочего места по отношению к конвейеру или машине. Термическое оборудование мясоперерабатывающего производства (универсальные термоагрегаты, ванны для варки окороков, автокоптилки) и консервного производства (автоклавы для стерилизация консервов) целесообразно группировать и размещать по одной оси, что позволит правильно производить транспортные операции (загрузку и выгрузку) и сохранить фронт их обслуживания.

При компоновке технологического оборудования следует уделить внимание упрощению производственных потоков в результате правильной организации транспортных средств между цехами и производствами, а также внутри цеха, применять гравитационный способ подачи сырья и готовой продукции при многоэтажном решении производственных помещений. Особенно важны вопросы безопасности работы оборудования, его обслуживания. При расстановке оборудования должны быть учтены возможности проведения ветеринарно-санитарного контроля за производственными процессами, качеством сырья и готовой продукции, а также возможности мойки и дезинфекции помещений, оборудования, инвентаря.

Расстановку оборудования по цехам и производствам осуществляют методом плоскостного моделирования на планах производствам цехов в масштабе 1:100.

Технологические расчеты

Технологические расчеты проводят для определения расхода сырья и выхода готовой продукции. Они необходимы для установления размеров и производительности машины или аппарата. Основой технологического расчета является материальный баланс, составляемый в соответствии с законом сохранения материи.

Масса поступавшего на переработку сырья равна массе готового продукта и потерь:

, (6.1)

где G_i- масса поступающего i- го компонента продукта (отходов), кг;

G_j – масса готового j-го компонента продукта (отходов), кг.

В периодических процессах материальный баланс составляют на один цикл для непрерывных процессов в единицу времени. В зависимости от поставленной задачи материальный баланс может быть рассчитан для процесса в целом или отдельных его стадий, для группы машин или одной машины.

На основании материального баланса определяют выход продукта на единицу исходного сырья или одну из основных его составляющих в процентах.

Количество продукции, выпускаемой в единицу времени, называется производительностью машины. В зависимости от поставленной задачи рассчитывают действительную, теоретическую или технологическую производительность.

Действительная производительность Q_Д (кг/ч) - это количество продукции, которое машина вырабатывает в единицу времени в течение смены с учетом потерь времени на простои (замена инструмента, мойка, санитарная обработка и т.д.)

(6.2)

Z- количество рабочих циклов; t_CM - ;продолжительность смены, ч;

t_Ц — продолжительность рабочего цикла, ч;

t_П - пртдолжительпростоев, ч.

Теоритическая производительность Q_T - это количество продукта, которое может выпустить машина при непрерывной работе:

Q_T=1/t_Ц

Эффективность и рациональность эксплуатации машины (относительнаявеличина потерь времени работы) оценивают по коэффициенту использования ее теоретической производительности:

(6.3)

Производительность можно повысить за счет увеличения одновременно обрабатываемых объектов и степени совмещаемых операции (конвейерно-роторные машины), увеличения скорости рабочих органов и улучшения геометрических размеров обрабатываемых объектов.

Технологическая производительность - это максимально возможный выпуск продукции в единицу времени при непрерывной обработке в машине

Q_Т.Х.=η·Q_Т (6.4)

Производительность в зависимости от размерности единиц продукции различают массовую (в кг/с; кг/ч; т/ч), объемную (в м³/с; м³/ч), штучную (в шт/с; шт/ч; шт/мин;. Производительность Q рассчитывают по формуле:

Q=V/t_Т.Ц. (6.5)

де V- вместимость оборудования, м³, кг, шт; t_Т.Ц.- продолжительность обработки продукта, с

t_Т.Ц.=L_П/v_ср (6.6)

где L_П - путь продукта в машине, u; v_ср - средняя скорость движение продукта, м/с.

Коэффициент непрерывности обработки рассчитывают по формуле:

(6.7)

В машинах, работающих циклично, коэффициент находится в диапазоне 0 < η'< 1. В машинах непрерывного действия η'=1.

Технологическую производительность повышают за счет ускорения процесса обработки, увеличения коэффициента непрерывности (сокращения времени на остановки, холостой ход рабочих органов), увеличения коэффициента использования (уменьшение внецикловых потерь времени, увеличения сменности, лучшая организация производства).

Продолжительность рабочего цикла t_Ц (время между двумя последовательными выпусками изделия зависит от класса машины: I класс однопозиционные без перемещения изделия; П класс - многопозиционные без перемещения изделия, III - многопозиционные с непрерывным перемещением изделия.

Продолжительность рабочего цикла t_Ц в зависимости от класса машины определяют следующим образом.

для машин I класса

при последовательном выполнении операций

(6.8)