Расчет заквасочника

61

7. РАСЧЕТ ПЛОЩАДЕЙ И КОМПОНОВКА ПОМЕЩЕНИЙ

7.1. Расчет площадей производственных помещений

В соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СНиП) площади производственных зданий делятся на следующие основные категории:

1 - рабочую площадь (помещения основного производственного назначения),- цехи; лаборатории и т.п.;

2– подсобные и складские помещения - бойлерная, вентиляционная траноформаторная, мастерские, камеры хранения готовой продукции, склады и т.п.

3- вспомогательные помещения - бытовые помещения, конструкторские бюро, помещения общественных организаций.

Площади помещений основного производственного назначения определяют в основном в зависимости от габаритов технологического оборудования, площадок обслуживания машин и аппаратов, размеров проходов, проездов, расстояний от стен и колонн зданий до оборудования.

Площади цехов могут быть определены как по удельным нормам площади в квадратных метрах на единицу готовой продукции или единицу переработки молока, так и по площади технологического оборудования с учетом коэффициента (К) запаса площади на обслуживающие площадки, проходы и пр. Значение коэффициента (К) зависит от габаритов технологического оборудования (чем больше размеру машин и аппаратов, тем меньше величина коэффициента запаса площади), от характера работы цеха.

Для различных предприятий он имеет следующие значения: для городских молочных заводов К=4…5;

для маслодельных К=5 (основное производство), К = 3,5…4 (цех сгущения и сушки;

для сыродельных К=4…5 (основное производство), К = 4 (цех лакто-

зы);

для консервных К =5.

Зная площадь, занятую оборудованием (FОБ, м), коэффициент запаса (К), можно определить площадь цеха:

F =ΣFОБ∙К. (7.1)

Площадь камер (F, м2) рассчитывают, исходя из количества готового продукта, сроков хранения и нормативной загрузки на 1 м2 по следующей формуле:

F	QП c	,	(7.2)
	Y K
	K

где QП – количество продукта, вырабатываемого в сутки, кг; с – срок хранения, сут.;

62

YK – норма укладочной массы, кг/м2;

К -коэффициент использования площади. Срок хранения (с) готовой продукции:

-для цельномолочной продукции – 1,5…2 сут.;

-для масла – 5 … 10 сут.;

-для. молочно-консервной продукции – 20…30 сут.;

-для сыродельных заводов емкость камер созревания зависит от сроков созревания сыра.

Нормы укладочной массы и коэффициент использования площади зависит от вида продукта (см. приложение).

Площадь остальных вспомогательных помещений подбирается по нормам проектирования в зависимости от отрасли и типа предприятия.

При определении площади цеха или отделения по удельным нормам площади в квадратных метрах на единицу готовой продукции руководствуются следующим. Вначале определяют состав основных цехов и отделений производственного корпуса. Затем находят мощность цехов и отделений по готовому продукту или по переработке молока в смену. Из таблиц 7.1, 7.2 определяют норму площади в квадратных метрах на единицу готового продукта и по мощности цеха или отделения рассчитывают их площади.

Таблица 7.1– Удельная норма площади основных производственных цехов городского молочного завода

			Мощность т перерабаты-		Удельная норма площади основных
	Цех		ваемого молока в смену		производственных цехов городского
			завода	цеха	молочного завода, м2 на единицу про-
					дукции
	Приемный	(приемка	25	25	7,0…7,5
			50	50	6…6,5
	молока из	автомолци-
			100	100	3,5…4,5
	стерн и фляг)
			150	160	3,0…3,5
			25	25	14,0…14,5
	Аппаратный		50	50	11,0…12,0
			100	100	9,0…9,5
			150	150	8,5…9,0
			25	21	30…32
	Розлива молока и дет-		50	40,5	19…20
	продуктов		100	90	11,5…12,5
			150	133	10,5…11,5
			25	3,2*	90…95
	Сметано-творожный		50	3,2	90…95
			100	5,5	80…85
			150	5,5	80…85
			25	1	215…220
	Мороженного		50	2,5	180…185
			100	5	155…165

*Мощность указана в т готовой продукции

63

Таблица 7.2– Удельные нормы площади основных производственных цехов молочно-консервных заводов и заводов сухого обезжиренного молока, м2 на единицу готовой продукции

Заводы	Удельные нормы площади основных производственных цехов молочно-консервных заводов и заводов сухо-
	го обезжиренного молока, м2 на единицу готовой продукции
				цехи
	приемки	аппаратный	сгущения и	расфасовки	маслодельный	цельномолочный	стерилизации
			сушки
Молочноконсервный
(производство сухо-
го молока)
мощностью 100 т в	3,5…4,5	4,5…5,5	8/80…85	8/20…25	2,4/40…45	10/37…40	-
смену
мощностью 200 т в	2,5…3,0	2,5…3,5	15/60…65	15/20…25	4,6/30…35	10/37…40	-
смену
Молочноконсервный
(производство сгу-
щенного молока)
мощностью 100 т в	3,5…4,5	5,5…6,5	3,2/70…75	12,3/270…300	1,5/45…50	10/37…40	20/27…30
смену
Сухого обезжирен-
ного молока (при
условии распыли-
тельной сушки)
мощностью 50 т в	5,5…6	7…7,5	3,3/130…140	3,3/33…35	3,4/25…30	5/45…50	–
смену
мощностью 100 т в	4…4,5	4,5…5,5	6,7/90…95	6,7/17…18	6,7/15…17	10/37…40	–
смену

Примечание. В числителе – мощность цеха по готовому продукту т в см / в знаменателе – удельная норма площади в м2 на т.

При расчете площади цеха или отделения может быть использован метод моделирования. Для этого на миллиметровой бумаге вырезают план технологического оборудования в виде прямоугольников или кружков с обозначением мест входа к выхода продукта. Затем располагают технологическое оборудование в четкой последовательности технологического процесса. Правильное расположение оборудования позволяет определить габаритные размеры цеха или отдаления и рассчитать его площадь.

Площадь вспомогательных помещений в курсовом и дипломном проектировании принимают в строительных квадратах в зависимости от типа и мощности завода (см. приложение 12)

7.2. Компоновка помещений

В этом разделе определяют рациональное размещение производственных цехов, подсобных, складских и вспомогательных помещении в главном корпусе. При компоновке помещений должны быть учтены следующие основные положения: простота плана, объема и поперечного профиля здания; возможность применения укрупненной унифицированной сетки колонн; использование межфермерного пространства для размещения технического

64

этажа с целью монтажа различных коммуникаций; размещение под единым покрытием возможно большего количества производственных, подсобных, складских и вспомогательных помещений.

При компоновке помещений важным условием является соблюдение поточности движения сырья, полуфабрикатов, готового продукта, тары и необходимых для производства материалов. Необходимо также учитывать

ивозможность дальнейшей реконструкции цехов или всего завода. При двухстороннем размещении оконных проемов производственный корпус желательно располагать продольной осью с востока на запад с ориентацией окон соответственно на юг и на север. При этом, такие помещения, как лаборатории, приемно-аппаратный и цех розлива молочной продукции, необходимо размешать о южной стороны, а камеры хранения готовой продукции, молокохранильные отделения, экспедиции – с северной. В этом случае летом солнце не будет проникать в глубь цехов, а зимой все цехи будут, полностью освещены.

При проектировании промышленных зданий молочных заводов особое внимание уделяют вентиляции, отоплению и противопожарным мероприятиям.

При проектировании заводов небольшой мощности желательно применять бесцеховую структуру или зальный принцип компоновки помещений. Для хранения принятого молока, тепловой и механической обработки молока

иотдельных производств молочной продукции. Если при этом молоко и диетпродукты разливают в стеклянную тару, то желательно изолировать цех розлива для предотвращения шума и ухудшения условий труда рабочих. На таких заводах предусматривают и выработку мороженого.

На рис. 7.1 показан план помещений городского молочного завода в одноэтажном исполнении, производственный корпус решен в виде прямоугольного здания с размерами 204х72 м. К одной из торцевых стен производственного корпуса примыкает двухэтажная пристройка, расположенная на нулевой отметке, где размещены административно-бытовые помещения, тарные, слесарно-ремонтные мастерские и материальный склад. К другой торцовой стене производственного корпуса примыкает холодильник, при- емно-моечное отделение 11 для автоцистерн расположено в тупиковом варианте глубиной 18 м и позволяет одновременно обслуживать три автомолцистерны с прицепами. Сливки и часть молока во флягах принимают в приемное отделение 9, где установлены весы, баки, насосы, флягомоечная машина и транспортеры для фляг. Охлаждение части молока и хранение молока до переработки осуществляют в молокохранильном отделении 10.

Склад стеклотары 4 примыкает к отделению розлива молока и диетпродуктов. Производственный цех 5 решен в виде павильона, где выделены неизолированные друг от друга отделения розлива молока и диетпродуктов, аппаратное отделение и сметано-творожное отделение, камера хранения молока и диетпродуктов 18, также примыкает к разливочному отделению производственного цеха. Это улучшает организацию доставки стеклянных бутылок к бутыломоечным машинам и отгрузку разлитого молока в

65

камеру хранения.

Для выработки кисломолочных продуктов термостатным способом к производственному цеху примыкает термостатная камера 20, соединенная с хладостатной 21 и общей камерой хранения 18.

Камеры хранения готовой продукции для сметаны, творога и творожных изделий 28 и 29 примыкают к производственному цеху и холодильнику, это улучшает транспортировку готового продукта как в реализацию, так и

вхолодильные камеры холодильника для иx резервирования.

Впроекте производственного корпуса удачно решен вопрос связи отдельных помещений с производственным цехом и между собой, что улучшает организацию процесса выработки продукции, производственный цех имеет хорошее естественное освещение за счет оконных проемов по всему периметру.

Рис 7.1. Фрагмент плана производственного корпуса городского молочного завода в одноэтажном исполнении:

1 - комплекс механических мастерских; 2 - комплекс слесарно-ремонтных и тарных мастерских; 3 - комплекс бытовых помещений; 4 - склад стеклянной тары; 5 - производственный цех; 6 - склад стеклянного боя; 7- кладовая фольги; 8 – щитовая; 9 - приемное отделение; 10 - молокохранильное отделение; 11 – приемно-моечное отделение: 12 - моечное отделение; 13 - вентиляционная; 14 - моечная тара; 15 – цех топленого масла; 16 - складское помещение; 17 - подготовительное отделение; 18 - камера хранения готовой продукции; 19 - экспедиция; 20 -термостатная; 21 - хладостатная; 22 - отделение воздушных компрессоров компрессоров; 23 - вентиляционная; 24 – холодильное отделение; 25 - бытовые помещения; 26помещения для распределительного щита; 27 - компрессорная; 28, 29 - камеры готовой продукции.

66

8. КОМПОНОВКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Основной принцип компоновки технологического оборудования заключается в рациональном размещении машин и аппаратов в производственных цехах. При этом максимальная компактность должна сочетаться с удобством обслуживания, монтажа и ремонта.

8.1. Основные требования к компоновке технологического оборудования

При компоновке машин и аппаратов необходимо обеспечить кратчайший путь движения сырья от начальной до конечной операции технологического процесса, максимально сократив длину трубопроводов. Для удобства обслуживания трубопроводов и прочих навесных коммуникаций желательно их располагать на расстоянии 2 м от уровня чистого пола. Технологическое оборудование должно быть размещено таким образом, чтобы в цехе оставались необходимые по длине и ширине проходы, а также площадки для его обслуживания и подходы к нему.

Ширина, основных проходов в цехе должна быть не менее 2,5…3 м; расстояние между выступающие, частями аппаратов 0,8…1,0 м, а в местах, где не предусмотрено движение рабочих - 0,5 м; при фронтальном размещении машин и аппаратов один к другому не менее – 1,5 м. Если тару к месту расфасовки и готовый продукт в камеру хранения транспортируют автопогрузчиками или электрокарами, то для, разворота транспорта в цехе необходимо предусмотреть ширину проезда в пределах 2,5…3,5 м. Взаимное расположение оборудования обусловливается направлением технологического потока. Отдельные машины и аппараты желательно размещать в единую производственную линию.

Однако не обязательно при планировке располагать их по одной оси, возможны варианты поворота машин одна к другой под прямым углом.

При расположении машин одна над другой (каскадом), например при выработке любительской сметаны, оборудование необходимо размещать по оси в определенной последовательности. При этом должны быть предусмотрены удобные площадки для обслуживания машин и аппаратов на каждой отметке, ограждения, лестницы и пр. Ширина площадок должна быть не менее 1,0 м до выступающих частей оборудования.

Технологическое оборудование, которое устанавливают ниже уровня чистого пола, во избежание несчастных случаев должно над его уровнем не менее чем на 0,5 м. Если при этом машины размещают ниже нулевой отметки, то приямки необходимо ограждать парапетом с лестницами. Парапет делается из металлических труб.

Крупногабаритное оборудование, как правило, устанавливают в глубине цеха или перпендикулярно (при расположении вертикальных резервуаров для молока) к оси оконных проемов, с тем, чтобы обеспечить максимальное освещение рабочих мест.

При размещении технологического оборудования в цехах учитывают также вопросы организации труда, что особенно важно на рабочих местах

67

по укладке готовой продукции в ящики или контейнеры. Необходимо заранее решить вопрос о положении рабочего у машины или аппарата. Это позволит правильно спланировать оборудование и транспортные средства относительно друг друга.

Пастеризационные установки, сепараторы, автоматы для расфасовки продукта в мелкую тару (расфасовка творога, творожных изделий, плавленых сыров) желательно располагать в плане цеха параллельно оконным проемам для улучшения освещенности рабочих мест. Фронт обслуживания сепараторов, пастеризационных установок должен учитывать площадь для их разборки и мойки.

Технологическое оборудование компонуют, завершив планировку цехов и помещений основного производственного назначения (рабочей площади), подсобных, вспомогательных и складских помещений. Это дает возможность определить направление движения сырья, полуфабрикатов, отходов и готовой продукции, вспомогательных материалов и тары; выяснить расположение дверных проемов, определить схему движения рабочих из са- нитарно-бытовых помещений к рабочим местам в производственных цехах. При этом желательно построить план производственного цеха и прилегающих к нему помещений в произвольном масштабе и определить месторасположение технологического оборудования по типу и назначению.

После определения места расположения технологического оборудования и сделав анализ взаимосвязи их с другими помещениями производственного цеха, приступают к компоновке машин и аппаратов в цехе. Для этого наиболее целесообразно использовать метод моделирования.

В едином масштабе на миллиметровке вычерчивают план производственного цеха с указанием колонн и примыкающих к нему помещений.

В виде прямоугольников, квадратов или кружков вырезают технологическое оборудование (кроме молочных насосов), соответствующих габаритных размеров (длина, ширина или диаметр). Автоматизированные линии для тепловой обработки молока, линии для розлива молока в бутылки со всеми входящими в них машинами вырезают в виде прямоугольников. Затем эти модели размещают на плане цеха в последовательности, определяемой технологическими процессами.

8.2. Планировка технологического оборудования в производственных цехах предприятий, различных типов

Компоновка технологического оборудования в производственных цехах зависит, в основном, от типа и мощности предприятий.

8.2.1. Городские молочные заводы

По техническому оснащению и мощности они являются самыми крупными и высокомеханизированными предприятиями, молочной промышленности. На городских молочных заводах созданы условия для применения высокопроизводительного оборудования - автоматизированных поточных линий для приемки молока производительностью 10 и 25 т/ч; автоматизированных аппара-

68

тов для тепловой тонкослойной обработки молока в потоке мощностью 10, 15, и 25 т/ч, линий по производству и расфасовке пастеризованного молока и диетических продуктов в комплекте с бутылкомоечными и разливочноупаковочными машинами производительностью 6000, 12000 и 24000 бутылок в час; механизированных линий по выработке и расфасовке диетического творога, с применением сепараторов для отделения творожного сгустка производительностью 500…600 кг творога в час и др. На городских молочных заводах должна быть, предусмотрена безразборная мойка основного технологического оборудования, позволяющая значительно повысить производительность труда и сократить время простая оборудования, а также обеспечена высокая степень механизации трудоемких процессов разгрузочнопогрузочных работ.

Степень использования высокопроизводительного оборудования зависит от мощности завода. Например, при проектировании молочного завода мощностью 360 т переработки молока в смену с применением импортного оборудования использованы резервуары для молока емкостью 40 и 100 т каждый, пластинчатые охладители, автоматизированные пастеризационноохладительные установки, сепараторы-молокоочистители производительностью 45 т/ч и резервуары для выработки диетических молочных продуктов емкостью 15 и 20 т.

В типовых проектах городских молочных заводов мощностью 25 и 50 т переработки молока в смену, как правило, использовано технологическое оборудование для тепловой и механической обработки молока производительностью 5000 кг/ч и линии по розливу молока и диетических кисломолочных продуктов производительностью 6000 бутылок в час; мощностью 100, 150 и 200 т молока в смену использованы пастеризационно-охладительные установки производительностью 10 и 15 т/ч, резервуары для промежуточного хранения молока 6, 10 и 20 т.

Для выработки творога существует различное технологическое оборудование и линии. Принято считать, что если на производство творога направляют до 10 т молока в смену, то в проекте используют обычный способ с применением творожных ванн; до 20 т молока - обычный способ с применением творогоизготовителей конструкции ВНИМИ; 30 т молока и выше - раздельный способ с применением сепараторов для обезвоживания творожного сгустка.

При небольшом объеме производства сметаны (до 10 т сметаны в смену) для заквашивания и сквашивания сливок используют сливкосозревательные ванны различной емкости, которые обеспечивают хорошее охлаждение и перемешивание продукта в процессе ее изготовления; при значительном объеме выработки сметаны - резервуары, которые позволяют сократить производственные площади и обеспечить получение продукта высокого качества.

Если резервуары и машина для розлива молока и жидких кисломолочных продуктов располагают на одной, отметке, то продукт в них не обходимо подавать очищенным сжатым воздухом с автоматическим поддержани-

69

ем постоянного напора в линии. В этом случае необходимо предусмотреть установку воздушных компрессоров.

На рис. 8.1. показан план производственного цеха городского молочного завода мощностью 100 т переработки молока в смену. Производственный цех в зальном исполнении находится на втором этаже.

В нем размещено:

оборудование для промежуточного хранения молока; машины и аппараты для тепловой и механической обработки молока

(автоматизированные пластинчатые пастеризационно-охладительные установки с сепараторами-молокоочистителями, сепараторамисливкоотделителями и гомогенизаторами);

резервуары для выработки питьевого молока, кефира, простокваши и сливок 10%-ной жирности;

оборудование для производства и расфасовки творога и творожных изделий;

оборудование для производства сметаны.

К цеху примыкают камеры хранения творога и творожных изделий, камеры для резервирования творога и подготовительное отделение.

В цехе удачно решен вопрос с размещением резервуаров для промежуточного хранения молока, поскольку они условно образует молоко хранительное отделение. Автоматизированные пластинчатые пастеризационноохладительные установки и другое оборудование, входящее в них, расположены по оси перпендикулярно оконным проемам. Такое размещение установок позволило обеспечить сквозные проходы вокруг них шириной, не менее 3 метров и удобные площадки для обслуживания отдельных машин и аппаратов.

Параллельно оси размещения пастеризационно-охладительных установок расположены и резервуары для выработки молока питьевого и диетических кисломолочных продуктов, при этом леки резервуаров направлены в сторону сквозного прохода между оборудованием, что улучшает их обслуживание. Такое размещение машин и аппаратов, свою очередь, обусловливает аппаратное отделение цеха. Розлив молока питьевого и диетических кисломолочных продуктов происходит на первом этаже производственного корпуса.

Отдельно от аппаратного отделения расположено сметано-творожное отделение с выработкой и расфасовкой в мелкую тару творога и творожных изделий; выработкой сметаны и расфасовкой ее в стеклянные бутылки емкостью 0,2 л на первом этаже производственного корпуса. При таком расположении сметано-творожного отделения автоматы для расфасовки творога и творожных изделий размещены в непосредственной близости от камеры хранения, что удобно для транспортировки готового продукта в них. Коэффициент, учитывающий площади на проходы и рабочие площадки для технологического оборудования, для данного цеха равен 5,0. При этом площадь шести пластинчатых установок принята по общей площади, занимаемой оборудованием каждой установки.

70

Рис. 8.1. План производственного цеха городского молочного завода мощностью 100 т переработки молока в смену:

1 – резервуары для промежуточного хранения молока; 2 – насосы; 3 – пластинчатые установки для молока; 4 – пластинчатая установка для подогрева молока; 5 – резервуары; 6 – пластинчатая установка для кисломолочных продуктов; 7 – резервуары для молока; 8, 9 – резервуары для кисломолочных продуктов; 10 – охладитель пластинчатый; 11 - сливкосозревательные ванны; 12 – сырные ванны; 13 – сепараторы; 14 – резервуары для сливок; 15 – линия для смешения и охлаждения творога; 16 – расфасовочные автоматы; 17 – вальцовка; 18 – месильная машина; 19 - творогоизготовители с прессующей ванной; 20 – плавитель для масла.

8.2.2. Молочноконсервные заводы

Это молочные предприятия, оснащенные высокопроизводительными аппаратами для сгущения, сушки и расфасовки готового продукта. Кроме того, молочноконсервные заводы имеют высокопроизводительное оборудование для жестянобаночного производства.

В них учтены современная технология, высокий уровень механизации и автоматизации производственных процессов, что способствует улучшению условий труда, повышению его производительности, снижение себестоимости готового продукта.

При проектировании молочно консервных заводов большой мощности в настоящее время наметилась тенденция использования импортных установок для тепловой и механической обработки молока производительностью 30000 л/ч; выпарных аппаратов – 8…12 тыс. кг испаренной влаги в час; сушильных агрегатов – 1000, 1500 и 2000 кг испаренной влаги в час. Для про-