2. Поняття про основні види типового технологічного обладнання. Класифікація

За принципом поєднання у виробничому потоці в технологічному обладнанні виділяють окремі машини та апарати, а також сукупності машин та апаратів: агрегати, установки та комплексні технологічні лінії.

Обладнання, в якому відбувається механічний вплив на оброблюємий матеріал, фізико-хімічні властивості якого при цьому, як правило, зберігаються, а змінюється лише форма, розміри, положення, відноситься до машин.

Машина – це механічний пристрій з частинами, що працюють узгоджено і виконують визначені цілеспрямовані рухи для перетворення енергії, матеріалу або інформації.

За цим визначенням розрізняють три основних класи машин:

- машини-двигуни, що перетворюють один вид енергії в інший /електродвигуни, генератори, турбіни, двигуни внутрішнього згоряння тощо/;

- машини-знаряддя або технологічні машини, що застосовуються для перетворення енергії в конкретну роботу – для обробки продукту, зміни його форми, властивостей, концентрації тощо;

- обчислювальні машини, призначені для перетворення інформації.

Характерною особливістю машин є наявність рухомих робочих органів, які безпосередньо механічно діють на оброблюємий продукт.

Крім машин, до технологічного обладнання належать апарати. В апаратах відбуваються теплові, електричні, фізико-хімічні, біологічні та інші дії, які проводять зміну фізичних чи хімічних властивостей або агрегатного стану продукту.

Характерною ознакою апаратів є наявність в них реакційного простору або робочої камери. Емкість реакційного простору та продуктивність апарату визначають тривалість процесу.

В деяких випадках технологічне обладнання являється комбінацією машини та апарату, де поєднуються механічні, фізико-хімічні, теплові та інші види дій. Таке комбіноване обладнання називають агрегатами та установками.

Агрегат – обладнання, в якому поєднані в єдиний блок (на одній рамі, із загальним приводом, пультом керування тощо) дві або більше машини, призначені для одночасного здійснення у певній послідовності сумісних технологічний операцій. Принцип агрегатування обладнання забезпечує скорочення виробничих площ, зниження енерговтрат, зменшення експлуатаційних витрат, скорочення обслуговуючого персоналу. Прикладом агрегатування є сортувально-очисний агрегат.

Установка – сукупність окремих апаратів, з’єднаних між собою комунікаціями в єдину технічну систему, призначену для здійснення, як правило, однієї технологічної операції. Окрім апаратів, до складу установки можуть входити транспортуючі машини, насоси тощо, які відіграють допоміжну роль. Прикладами установок можуть бути замочна установка, що складається з декількох апаратів, установка для водоочищення та ін.

Сучасне виробництво будь-якого продукту включає, як правило, не одну, а більше установок, машин, апаратів, об’єднаних в єдину технологічну лінію, здатну виконувати певний закінчений технологічний цикл. Весь цей машино-апаратурний комплекс називають технічною системою, а окремі установки або об’єднані єдиною технологічною задачею групи машин та апаратів – підсистемами.

За характером впливу на матеріал що обробляється розрізняють обладнання, в якому матеріал підданий механічному, тепловому, хімічному та іншим видам впливу. Часто в одній одиниці обладнання матеріал що обробляється піддається впливу одночасно або послідовно двом та більше різним взаємодіям.

В залежності від структури робочого циклу технологічне обладнання поділяють на:

• машини періодичної дії;

• машини безперервної дії.

В машинах періодичної дії продукт що обробляється піддається впливу (дії) протягом певного періоду часу і готовий продукт виводиться з машини по закінченню цього періоду. Після цього процес поновлюється, повторюючись циклічно. Режим роботи робочих органів таких машин за час циклу безперервно змінюється.

В машинах безперервної дії існує сталий в часі робочий процес: завантаження початкового продукту та вивантаження готової продукції здійснюється одночасно. Робочі органи таких машин функціонують стабільно.

За ступенем механізації та автоматизації операцій розрізняють:

• машини неавтоматичної дії (допоміжні операції – завантаження, вивантаження, переміщення, контроль та деякі технологічні операції виконуються безпосередньо людиною);

• машини напівавтоматичної дії (всі основні технологічні операції та процеси виконуються машиною, ручними залишаються деякі допоміжні операції – транспортування, контролювання тощо);

• машини – автомати (всі технологічні операції та процеси, допоміжні операції виконуються машиною).

За функціональним призначенням все технологічне обладнання поділяється на такі групи:

• обладнання для очищення і миття сировини, тари і допоміжних матеріалів;

• обладнання для подрібнення сировини і допоміжних матеріалів;

• обладнання для сортування та розділення сипучих, рідких і грубодисперсних матеріалів;

• обладнання для пресування продуктів;

• обладнання для перемішування та отримання однорідних мас;

• обладнання для формування та поштучного розділення пластичних мас;

• обладнання для загортання, пакування та фасування продуктів;

• обладнання для герметизації тари з харчовими продуктами;

• дозуюче та вагове обладнання;

• обладнання для проведення дифузійних процесів;

• обладнання для теплової обробки харчових продуктів;

• промислові печі.

В основу класифікації обладнання за спільністю кінетичних закономірностей покладений метод узагальнень, що передбачає виділення із великого числа машин та апаратів тих, в яких протікають однорідні процеси та для розрахунку яких використовують єдині кінетичні закономірності.

Відповідно до цього признаку розрізняють основні групи технологічного обладнання:

• обладнання для гідромеханічної обробки сировини та матеріалів, в яких швидкість протікання процесів визначається законами гідродинаміки;

• теплообмінне обладнання для здійснення теплових процесів, швидкість яких визначається законами теплопередачі;

• масообмінне обладнання для здійснення дифузійних процесів, швидкість яких визначається законами масопередачі, що описують перенесення речовини в різних агрегатних станах з однієї фази в іншу;

• реакційне обладнання для здійснення хімічних та біохімічних трансформацій сировини та матеріалів, пов’язаних зі зміною хімічного складу та властивостей; швидкість реакційних процесів визначається законами хімічної або ферментативної кінетики;

• обладнання для механічної обробки сировини, матеріалів, проміжних або кінцевих продуктів; механічні процеси є виключенням в цьому ряді, оскільки не підпорядковуються кінетичним закономірностям та описуються законами механіки твердих тіл.