Расчет и подбор технологического оборудования

При расходе нормализованного молока в сутки 12,018 т на производство кефира в данной технологической линии используется два молокохранительных танка В2-ОМГ-10, объемом по 10 т каждый, что позволяет не только покрывать потребность линии в сырье, но и создавать необходимый производственный резерв, перспективу для дальнейшего развития.

Из молокохранительного танка В2-ОМГ-10 молоко центробежным насосом НМУ-6 подается в пастеризационно-охладительную установку ОПЛ-5.

Время работы технологического оборудования вычисляют по формуле 1:

Т_р = М_см/ (q*n), где Т_р – время работы; М_см – количество перерабатываемого сырья в смену, кг; q – производительность машины; n – число машин или установок.

Зная производительность насоса (6000кг/ч), количество перерабатываемого сырья в смену, 6009 кг, количество насосов – 1, получаем

Т_р = 6009/6000*1 = 1,015 ч

Степень загрузки технологического оборудования определяют по формуле 2:

К_заг = М_см/ (q*n*к_см*Т_см)*100%, где К_заг – степень загрузки технологического оборудования; М_см – количество перерабатываемого сырья в смену, кг; q – производительность машины, кг/ч; n – число насосов; к_см – коэффициент, учитывающий использование времени смены, 0,8; Т_см – время рабочей смены, 12 ч.

Тогда степень загрузки насоса НМУ-6 за смену К_заг = 6009/(6000*1*0,8*12)*100 % = 10,4 %

Таким образом, молоко перекачивается насосом НМУ-6 за 1,015 ч, после чего оно подвергается дальнейшей технологической обработке, а насос промывается в соответствии с инструкцией, сушится и используется по мере необходимости в иных технологических линиях данного цеха выработки кисломолочной продукции. Необходимо также учитывать, что степень общей загрузки машины складывается из всех его загрузок в различных технологических линиях данного цеха, поэтому не стоит считать получившуюся степень загрузки НМУ-6, равную 10,4 % ничтожно малой.

В дальнейшем молоко поступает на обработку в пастеризационно-охладительную установку ОПЛ-5. Пользуясь формулой 1, найдем время работы данной установки, зная, что ее производительность 5000кг/ч:

Т_р = 6009/5000*1 = 1,2 ч

Степень загрузки установки определим по формуле 2:

К_заг = 6009/(5000*1*0,8*12)*100 % = 12,5 %

В ходе расчетов мы получили, что для гомогенизации и пастеризации необходимого сырья с помощью данной установки требуется 1,2 ч и степень загрузки ОПЛ-5 составляет 12,5 %. Эти данные позволяют использовать ОПЛ-5 в цехе в нескольких технологических линиях, что увеличит нагрузку на оборудование и позволит сэкономить затраты.

В дальнейшем молоко поступает в двустенный танк ОТК-6, куда насосом НРМ-2 подается закваска. Технологический процесс требует сквашивания сырья в аппарате до необходимого уровня кислотности (80-100 ⁰Т), а потом его созревания в течении 6 ч. Рабочая емкость данного резервуара составляет 6000 л, полная емкость – 6200 л. В данной технологической линии используется четыре таких танка, что связано с необходимостью длительной обработки резервуара после фасовки продукта, а также наличием резервных возможностей для дальнейшего увеличения выпуска продукции в цехе.

Степень загрузки резервуара определим по формуле 2:

К_заг = 6009/(1000*1*0,8*12)*100 % = 62,6 %

Где 1000 – условная производительность ОТК-6 в час, т.к. 6000 кг молока выдерживаются в нем 6 ч.

Закваска подается насосом НРМ-2 из заквасочной сразу в танк. Пользуясь формулой 1, найдем время его работы, зная, что производительность НРМ-2 250 кг/ч, и количество перекачиваемой закваски составляет 50 кг:

Т_р = 50/250*1 = 0,2 ч

Степень загрузки насоса определим по формуле

К_заг=50/(250*1*0,8*12)*100 % = 2,08 %

Из расчетов видно, что время работы насоса НРМ-2 в данной технологической линии очень мало, 0,2 ч за смену и степень его загрузки составляет всего 2,08 %. Но следует помнить, что данный насос используется в цехе не только при производстве кефира, но и при подаче закваски в других технологических линиях.

Готовая продукция расфасовывается с помощью фасовочно-упаковочного автомата М6-ОПЗ-Е. Часовая производительность такого автомата рассчитывается по формуле 3:

У = 60*У´*g_y*k_y,

где У – производительность оборудования, кг/ч; У´- производительность автомата, упаковок/мин;

g_y – масса продукта в одной упаковке, кг; k_y – коэффициент, учитывающий допустимое отклонение массы дозируемого продукта (k_y = 1,02).

Зная производительность автомата (25 упаковок/мин), массу продукта в одной упаковке (1 кг), получаем:

У = 60*25*1*1,02 = 1530 кг

Пользуясь формулой 1, найдем время работы автомата М6-ОПЗ-Е, зная, что его производительность 1530 кг/ч:

Т_р = 6000/1530*1 = 3,9 ч

Степень загрузки фасовочного автомата определим по формуле 2:

К_заг = 6000/(1530*1*0,8*12)*100 % = 40,8 %

По данным расчетов видно, что время работы фасовочно-упаковочного аппарата достаточно велико – 3,9 ч, как и степень загрузки – 40,8 %. Это следует учитывать при проектировании остальных технологических линий данного цеха и минимально задействовать на фасовке других продуктов эту установку. При возникновении необходимости фасовки кефира в пленочную упаковку по 0,5 л следует использовать имеющиеся в цехе автоматы для розлива ряженки или йогурта, в данный момент не задействованные в своей линии.

Таким образом, в ходе расчетов времени работы машин и степени их загрузки видно, что данная технологическая линия соответствует требованиям технологического процесса выработки кефира 3,2 % жирности, а также имеет высоких потенциал для расширения объемов производства.

Расчет площади цеха

Расчет сетки колонн, исходя из того, что строительный квадрат равен 6 х 6 м, осуществляется по формуле 1: S_об = (∑S*К)/36, где S_об – количество квадратов; ∑S – сумма всех площадей, занимаемых оборудованием; К- поправочный коэффициент, 3,5-5.

Исходя из габаритных размеров оборудования, рассчитаем площадь, занимаемую им:

Танк молокохранительный В2-ОГМ 2 шт

S₁ = 2*(4,45*2,125) = 18,92 м²

Центробежный насос НМУ-6 1 шт

S₂ = 1*(0,39*0,275) = 0,1 м²

Пастеризационно-охладительная установка ОПЛ-5 1 шт

S₃ = 1*(4,4*4,2) = 18,48 м²

Шестеренный насос НРМ-2 1 шт

S₄ = 1*(0,475*0,295) = 0,14 м²

Танк Г6-ОПБ-1000 1 шт

S₅ = 1*3,14*0,7² = 1,5 м²

Танк двустенный ОТК-6 4 шт

S₆ = 4*3,14*1,14² = 16,4 м²

∑S = S₁ + S₂ + S₃ + S₄ + S₅ + S₆ = 18,92 + 0,1 + 18,48 + 0,14 + 1,5 + 16,4 = 65,82 м²

Подставляя полученное выражение в формулу 1, получаем:

S_об = (65,82*3,5) /36 = 6