3 Подбор и расчет технологического оборудования
На основе продуктового расчета подбираем необходимое технологическое оборудование, которое обеспечивает бесперебойную работу проектируемого предприятия и осуществляет все технологические процессы по принятой технологической схеме, хорошее качество и низкую себестоимость выпускаемой продукции.
В первую очередь осуществляем подбор ведущего оборудования в соответствии с нормами технологического проектирования.
Количество необходимых машин и аппаратов непрерывного действия рассчитываем по формуле
|
|
(17) |
,где M – количество сырья, перерабатываемого в сутки, кг;
m – производительность оборудования, кг/ч;
τ – максимальное время работы оборудования в смену, ч /24/.
Количество необходимых машин и аппаратов периодического действия рассчитываем по формуле
|
|
(18) |
,где V – рабочая емкость оборудования, кг;
K – число оборотов в смену /24/.
Приемка молока
Для цеха с объемом переработки 202 т молока в смену по нормам проектирования предусматривается двукратная приемка молока в сутки – по 3-4 ч в каждую смену. Для приемки молока устанавливаем линию приемки производительностью 25000 кг/ч марки SMZ-2P и охладитель ООУ-25. Количество единиц рассчитаем по формуле (20)
шт
Согласно расчёту следует принять две линии приемки. Для промежуточного хранения цельного молока предусмотрено установить 3 резервуара марки В2-ОХР-50 емкостью 50000 л, и 2 резервуара марки MAV-30 емкостью 30000 л.
Пастеризация и сепарирование молока
Для пастеризации и сепарирования молока устанавливаем пластинчатую пастеризационно-охладительную установку марки А1-ОКЛ-25 и сепаратор MRPX-518. Количество единиц рассчитаем по формуле (17)
шт
Принимаем одну установку.
Промежуточное хранение обезжиренного молока для производства сухой молочной смеси осуществляем в двух резервуарах марки MAV-25 емкостью 25000 л.
Сливки, полученные при сепарировании, охлаждаем на пластинчатом охладителе марки А1-ООЛ-5 производительностью 5000 л/ч. Охладитель работает параллельно с сепаратором-сливкоотделителем. Сливки направляем в два резервуара марки MAV-25 вместимостью 25000 л.
Для стерилизации и охлаждения обезжиренного молока для для производства сухой молочной смеси «Беллакт» используем стерилизационно-охладительную установку ESL производительностью 25000 л/ч, которая работает в комплекте с гомогенизатором Р3-ОГМ-25. Количество единиц рассчитаем по формуле (17)
шт
Принимаем одну установку.
Производство сухого витаминизированного молока «Беллакт» с массовой долей жира 25%
Стерилизацию, очистку молока и нормализацию проводят соответственно на стерилизационно-охладительных установках ESL в комплекте с сепаратором-молокоочистителем Ж5-ОМ-2 и сепаратором-сливкоотделителем MRPX-518 производительностью 25000 л/ч. Рассчитаем по формуле (17) количество единиц оборудования
шт
Принимаем по две единицы оборудования, для того чтобы обеспечить дальнейший непрерывный процесс сгущения и сушки.
Для промежуточного хранения стерилизованной смеси используем 4 резервуара марки MAV-25 вместимостью 25000 л.
Сгущение нормализованного молока проводят на вакуум-выпарной установке плёночного типа Альфа-лаваль производительностью 12000 кг испаренной влаги в час. В комплект вакуум-выпарной установки входят 4 непосредственно пароконтактный пастеризатор для подогрева молока до необходимой температуры сгущения, 4 корпуса в которых непосредственно проходит процесс выпаривания, и 4 пароотводчика, которые отводят пар из корпуса и конденсируют его. Вакуум-выпарная установка является одним из ведущих оборудованием на проектируемом заводе, поэтому необходимо обеспечить непрерывность его работы и максимальный коэффициент использования этого оборудования. По формуле (17) рассчитаем количество единиц оборудования
шт
Принимаем одну вакуум-выпарную установку.
Для промежуточного хранения сгущенной смеси используют 4 резервуара марки MAV-5 вместимостью 5000 л.
Для плавления и внесения в сгущенное молоко растительного масла используют плавитель жира марки АРЖ-0,5 производительностью 500 кг/ч, и соответственно насос-дозатор марки НД. Так же в сгущенное молоко вносят витаминный премикс.
Перед процессом сушки продукта сгущенную смесь надо гомогенизировать. Для этого используем гомогенизатор марки А1-ОГМ производительностью 5000 кг/ч. По формуле (17) рассчитаем количество единиц оборудования
шт
Принимаем один гомогенизатор марки А1-ОГМ.
Для сушки продукта используем сушилку распылительного типа марки РЦ 6,5-135 производительностью от 270 до 2700 кг испаренной влаги в час. Это оборудование также является ведущим, и при проектировании необходимо обеспечить непрерывность работы сушилки.
По формуле (17) рассчитаем количество единиц оборудования
шт
Принимаем одну сушилку
Для промежуточного хранения сухого молока используют бункер марки БСМ-15 емкостью 15000 л.
Для фасовки сухого витаминизированного молока в крафт мешки принимается автомат фасовочный марки ФСМ производительностью 1600-2000 кг/ч. Количество единиц оборудования рассчитаем по формуле (17)
шт
Принимаем один автомат.
Производство сухой молочной смеси «Беллакт» для кормления беременных женщин и кормящих матерей
В пастеризованное охлажденное молоко вносят растительное масло и молочных сахар при помощи насоса-дозатора марки НД. Для растворения молочного сахара и плавления растительного масла используют соответственно модуль растворения молочного сахара марки МР-0,5 и плавитель жира марки АРЖ-0,5 производительностью 500 кг/ч.
Полученную смесь гомогенизируют на гомогенизаторе марки Р3-ОГМ-25 производительностью 25000 кг/ч, и стерилизуют на стерилизационно-охладительной установке марки ESL производительностью 25000 кг/ч. По формуле (17) определим количество единиц оборудования
шт
Принимаем одну стерилизационно-охладительную установку и один гомогенизатор.
Для промежуточного хранения стерилизованной смеси используют 2 резервуара марки MAV-25 вместимостью 25000 л.
Сгущение и сушку продукта осуществляют на том же оборудовании что и сухое витаминизированное молоко: Вакуум-выпарная установка Альфа-лаваль производительностью 12000 кг испаренной влаги в час и распылительную сушилку РЦ 6,5-135. Для промежуточного хранения сгущенной смеси применяют 2 резервуара марки MAV-5 вместимостью 5000 л. В сгущенную смесь, перед процессом сушки вносят предварительно подготовленный витаминный и минеральный премикс. Для хранения сухого молока используют бункер марки БСМ-5 емкостью 5000 л.
Для фасовки сухой молочной смеси в фольгу, картонную коробку принимают автомат фасовочный марки BOSCH производительностью 600 кг/ч. Количество единиц оборудования рассчитаем по формуле (17)
шт
Производство ультрапастеризованного питьевого молока 0,5%-ой жирности
Подогрев, нормализацию, бактофугирование, гомогенизацию, стерилизацию и охлаждение молока проводят на стерилизационно-охладительной установке марки СОУ-10 производительностью 10000 кг/ч работающей параллельно с сепаратором-сливкоотделителем маркиДПП-ОСЦП10, производительностью 10000 кг/ч, бактофугой марки ДПП-ОБ10 производительностью 10000 кг/ч и гомогенизатором марки К5-ОГА-10 производительностью 10000кг/ч. Количество этих единиц оборудования определяем по формуле (17)
шт
Принимаем одну стерилизационно-охладительную установку в комплекте с сепаратором-сливкоотделителем, бактофугой и гомогенизатором.
Ультрапастеризацию молока необходимо проводить прямо в цехе розлива цельномолочной продукции, т.к после охлаждения необходимо сразу приступать к фасовке продукта. Для промежуточного хранения ультрапастеризованного молока применяют 2 резервуара марки MAV-25 емкостью 25000 л.
Для фасовки молока в пакеты типа «Pre Pak» используют автомат марки НТВ-3 производительностью 2000 кг/ч. По формуле (17) определим количество единиц фасовочного оборудования
шт
Но для возможности параллельной фасовки из двух резервуаров и ускорения процесса фасовки примем 2 автомата.
Производство ультрапастеризованного питьевого молока 3,7%-ой жирности
Для производства этого продукта используется то же самое оборудование что и для производства молока ультрапастеризованного 0,5%-ой жирности, за исключением процесса нормализации.
Производство ультрапастеризованных сливой 25%-ой жирности
Сливки, оставшиеся после процесса сепарирования и нормализации подогревают, гомогенизируют, стерилизуют и охлаждают на стерилизационно-охладительной установке марки СОУ-5 производительностью 5000 кг/ч, работающей параллельно с гомогенизатором марки А1-ОГМ производительностью 5000 кг/ч. Количество единиц оборудования рассчитаем по формуле (17)
шт
Принимаем одну стерилизационно-охладительную установку и один гомогенизатор. Для промежуточного хранения ультрапастеризованных сливок применяют резервуар марки MAV-25 емкостью 25000 л.
Для фасовки сливок в пакеты типа «Pre Pak» используют автомат марки DXDY-500 производительностью 100-1200 кг/ч. По формуле (17) определим количество единиц фасовочного оборудования
шт
Принимаем 5 единиц фасовочного оборудования.
Рассчитанное и подобранное оборудование сведено в таблицу 8.
Таблица 8 – Сводная таблица оборудования
|
№ поз. |
Наименование оборудования |
Тип, марка |
Емкость, л производи-тельность, кг/ч |
Габаритные размеры, мм |
Занима- емая площадь, м2 |
Кол-во еди-ниц |
Общая площадь | ||
|
длина |
шири-на |
высота | |||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Приёмно-аппаратный цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-1 |
Линия приёмки |
SMZ-2P |
25000 |
1300 |
900 |
1242 |
1,17 |
2 |
2,34 |
|
1-2 |
Охладитель |
ООУ-25 |
25000 |
2000 |
800 |
1530 |
1,6 |
2 |
3,2 |
|
1-3 |
Резервуар |
В2-ОХР-50 |
50000 |
4730 |
3450 |
8960 |
16,31 |
3 |
48,93 |
|
1-5 |
Резервуар |
MAV-30 |
30000 |
2980 |
2980 |
6810 |
8,88 |
2 |
17,76 |
|
1-4 |
Насос центробежный |
П8-ОНЦ1-25/32 |
25000 |
580 |
340 |
460 |
0,19 |
16 |
3,04 |
|
1-6 |
Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка (ППОУ) |
А1-ОКЛ-25 |
25000 |
4300 |
1500 |
2500 |
6.45 |
1 |
6.45 |
|
1-7 |
Сепаратор-сливкоотделитель |
MRPX-518 |
25000 |
1100 |
1100 |
1350 |
1,21 |
1 |
1,21 |
|
1-8 |
Уравнительный бачок |
ИПКС-013-03 |
50 |
600 |
550 |
900 |
0,33 |
1 |
0,33 |
|
1-9 |
Насос роторный |
В3-ОРА5 |
5000 |
610 |
210 |
225 |
0,13 |
4 |
0,52 |
|
1-10 |
Пластинчатая охладительная установка |
А1-ООЛ-5 |
5000 |
1550 |
700 |
1400 |
1,08 |
1 |
0,38 |
|
1-11 |
Резервуар |
MAV-25 |
25000 |
2980 |
2980 |
5380 |
8,88 |
9 |
79,92 |
|
1-12 |
Уравнительный бачок |
ИПКС-013-03 |
50 |
600 |
550 |
900 |
0,33 |
1 |
0,33 |
|
1-13 |
Пластинчатая охладительная установка |
А1-ООЛ-3 |
5000 |
1430 |
700 |
1400 |
1 |
2 |
2 |
|
1-14 |
Стерилизационно-охладительная установка |
ESL |
25000 |
4200 |
1650 |
2250 |
6.93 |
2 |
13.86 |
|
1-15 |
Гомогенизатор |
Р3-ОГМ-25 |
25000 |
2250 |
1970 |
2080 |
4,43 |
1 |
1,3 |
|
1-16 |
Сепаратор-молокоочиститель |
Ж5-ОМ-2 |
25000 |
1150 |
1050 |
1250 |
1,21 |
2 |
2,42 |
|
1-17 |
Сепаратор-сливкоотделитель |
MRPX-518 |
25000 |
1100 |
1100 |
1350 |
1,21 |
2 |
2,42 |
|
|
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
173,88 |
Продолжение таблицы 8
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Цех розлива |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-1 |
Стерилизационно-охладительная установка |
СОУ-10 |
10000 |
3000 |
1700 |
3000 |
5,1 |
1 |
5,1 |
|
2-2 |
Сепаратор-сливкоотделитель |
ДПП-ОСЦП10 |
10000 |
1200 |
900 |
1700 |
1,08 |
1 |
1,08 |
|
2-3 |
Бактофуга |
ДПП-ОБ10 |
10000 |
1200 |
1000 |
1750 |
1,2 |
1 |
1,2 |
|
2-4 |
Гомогенизатор |
К5-ОГА-10 |
10000 |
1800 |
1500 |
1900 |
2,7 |
1 |
2,7 |
|
2-5 |
Резервуар |
MAV-25 |
25000 |
2980 |
2980 |
5380 |
8,88 |
3 |
26,4 |
|
2-6 |
Автомат фасовочный |
НТВ-3 |
2000 |
2920 |
1470 |
1560 |
4,29 |
2 |
8,58 |
|
2-7 |
Стерилизационно-охладительная установка |
СОУ-5 |
5000 |
3000 |
1700 |
2400 |
5,1 |
1 |
10,2 |
|
2-8 |
Гомогенизатор |
А1-ОГМ |
5000 |
1430 |
1110 |
1640 |
1,6 |
1 |
1,6 |
|
2-9 |
Автомат фасовочный |
DXDY-500 |
600 |
1000 |
860 |
2000 |
0,86 |
5 |
4,3 |
|
|
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
61,16 |
|
|
Цех сгущения и сушки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3-1 |
Вакуум-выпарная установка |
Альфа-лаваль |
12000 |
23500 |
6300 |
7150 |
148,05 |
1 |
148,05 |
|
3-2 |
Насос роторный |
В3-ОРА5 |
5000 |
610 |
210 |
225 |
0,13 |
10 |
1,3 |
|
3-3 |
Резервуар |
MAV-5 |
5000 |
2025 |
2025 |
2830 |
4,1 |
6 |
24,6 |
|
3-4 |
Гомогенизатор |
А1-ОГМ |
5000 |
1430 |
1110 |
1640 |
1,6 |
1 |
1,6 |
|
3-5 |
Распылительная сушилка |
РЦ 6,5 - 135
|
2500 |
16500 |
15200 |
9150 |
250,8 |
1 |
250,8 |
|
3-6 |
Бункер для сухого молока |
БСМ-15 |
15000 |
2500 |
2500 |
6300 |
6,25 |
1 |
6,25 |
|
3-7 |
Бункер для сухого молока |
БСМ-5 |
5000 |
2250 |
2250 |
4200 |
5,06 |
1 |
5,06 |
|
|
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
437,66 |
|
|
Цех фасовки сухих продуктов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4-1 |
Фасовочный автомат |
ФСМ |
1600 |
7750 |
3600 |
4150 |
27,9 |
1 |
27,9 |
|
4-2 |
Фасовочный автомат |
П8-ОНЦ1-25/32 |
25000 |
6800 |
5200 |
3800 |
35,36 |
5 |
35,36 |
|
|
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
63,26 |
|
|
ИТОГО: |
|
|
|
|
|
|
|
735,96 |
Уровень использования машин и аппаратов характеризуется коэффициентом использования по формуле
|
|
(19) |
,где τф – время работы оборудования по графику, ч;
τсут – суточное время, 24 ч /24/.
Исходные данные и результаты расчета коэффициента использования основного оборудования представлены в таблице 9.
Таблица 9 – Исходные данные и результаты расчета коэффициента использования оборудования
|
|
Наименование оборудования |
τф |
τсут |
Кисп | |
|
|
Линия SMZ 2P, охладитель ООЛ-25 |
8 |
24,0 |
0,33 | |
|
|
Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка А1-ОКЛ-25, пластинчатая охладительная установка А1-ООЛ-5 |
2,2 |
24,0 |
0,09 | |
|
|
Гомогенизатор Р3-ОГМ-25 |
2 |
24,0 |
0,08 | |
|
|
Стерилизационно-охладительная установка ESL |
5,4 |
24,0 |
0,23 | |
|
|
Вакуум-выпарная установка Альфа-лаваль |
19,5 |
24,0 |
0,81 | |
|
|
Распылительная сушилка РЦ 6,5-135 |
19,9 |
24,0 |
0,83 | |
|
|
Автомат ФСМ |
21,1 |
24,0 |
0,88 | |
|
|
Пластинчатая охладительная установка А1-ООЛ-3 |
8,1 |
24,0 |
0,34 | |
|
|
Автомат BOSCH |
7 |
24,0 |
0,29 | |
|
|
Сепаратор-сливкоотделитель MRX-518 |
7,1 |
24,0 |
0,30 | |
|
|
Сепаратор-молокоочиститель Ж5-ОМ-2 |
5,3 |
24,0 |
0,22 | |
|
|
Гомогенизатор А1-ОГМ |
17,5 |
24,0 |
0,73 | |
|
|
Гомогенизатор А1-ОГМ, Стерилизационно-охладительная установка СОУ-5 |
4,3 |
24,0 |
0,18 | |
|
|
Автомат DXDY |
17 |
24,0 |
0,71 | |
|
|
Стерилизационно-охладительная установка СОУ-10, гомогенизатор К5-ОГА-10, бактофуга ДПП-ОБ10 |
7,6 |
24,0 |
0,32 | |
|
|
Сепаратор-сливкоотделитель ДПП-ОСЦП10 |
3,2 |
24,0 |
0,13 | |
|
|
Автомат НТВ-3 |
11,9 |
24,0 |
0,50 | |
|
|
| ||||
Работа оборудования основных цехов предусмотрена таким образом, чтобы обеспечить непрерывность работы ведущего оборудования.
Коэффициенты использования некоторых видов оборудования небольшие. Это обусловлено тем, что используются установки с высокой производительностью для ускорения технологических процессов.
Наибольшим коэффициентом использования обладает ведущее оборудование, а именно вакуум-выпарная установка и распылительная сушилка.
Организация технологических процессов и работы оборудования на проектируемом предприятии представлена на графике работы оборудования на листе ТММП.КПО.000.006 ТЧ.