Выбор и расчет необходимого технологического оборудования

Выбор и расчет необходимого оборудования являются одним из наиболее важных этапов разработки проекта предприятия. Основанием для подбора оборудования является мощность предприятия (масса переработанного сырья) и технологическая схема его переработки с обозначением последовательности отдельных операций и их режимов.

При выборе оборудования предпочтение следует отдавать автоматическому или непрерывно-действующему оборудованию.

3.4.1 Общие принципы расчета и выбора технологического оборудования

Технологическое оборудование по характеру воздействия на продукт делят на аппараты и машины.

В аппаратах осуществляют теплои массообменные, физикохимические, биохимические и другие процессы, в результате которых изменяются физические и химические свойства обрабатываемого продукта или изменяется его агрегатное состояние. Характерным признаком аппарата является наличие реакционного пространства или камеры.

В машинах осуществляется механическое воздействие на продукт, в результате чего изменяются его геометрические и физикомеханические показатели. Конструктивной особенностью машин является наличие движущихся исполнительных (рабочих) органов.

В зависимости от характера работы машины и аппараты могут быть периодического, полунепрерывного и непрерывного действия.

В оборудовании первого типа продукт подвергается воздействию в течение определенного времени, после которого он подлежит выгрузке. В оборудовании полунепрерывного (циклического) действия загрузка продукта и воздействие на него осуществляются непрерывно в течение всего рабочего цикла, а выгрузка происходит через определенные промежутки времени. В оборудовании непрерывного действия загрузка, обработка и выгрузка продукта выполняются одновременно.

В процессе работы на технологическом оборудовании проводят не только основные (измельчение, перемешивание, варка и т. д.), но и вспомогательные (загрузка, перемещение, контроль, выгрузка и т. п.) операции. В зависимости от соотношения этих операций, а также участия человека в их выполнении различают оборудование неавтоматического, полуавтоматического и автоматического действия. В неавтоматическом (простом) оборудовании вспомогательные и часть основных операций выполняются вручную. В полуавтоматическом оборудовании вспомогательные операции не механизированы. В автоматах все основные и вспомогательные операции выполняются оборудованием без участия человека.

В зависимости от сочетания технологического оборудования в производственном потоке различают отдельные единицы (выполняют одну операцию), агрегаты (выполняют последовательно различные операции), комбинированное оборудование (выполняет законченный цикл операций) и поточные автоматические линии (выполняют все технологические операции в непрерывном потоке).

Работа машин и аппаратов оценивается по техническим и технологическим показателям, составляющим их техническую характеристику. К числу таких показателей обычно относят:

• производительность, т. е. количество перерабатываемого сырья

или изготовляемой продукции в единицу времени;

• потребляемую мощность, выражаемую количеством пара,

хладоносителя, электроэнергии, расходуемым в единицу времени;

• параметры электроэнергии (напряжение, частота, количество фаз), пара (температура, давление) и хладоносителя (вид, температура);

• параметры сырья и конечной продукции;

• параметры режима работы технологического оборудования и его отдельных элементов (давление, температура, частота вращения и др.);

• габаритные размеры и массу технологического оборудования;

• условия эксплуатации (характеристика производственного помещения, температура и относительная влажность воздуха).

Первые два показателя являются наиболее важными, так как в определенной степени позволяют судить о техническом уровне оборудования и соответствии его мировым стандартам.

Выбор технологического оборудования осуществляется в соответствии с выбранной технологической схемой производства заданного вида или ассортимента продукции. Определение количества единиц однотипного оборудования производится с таким расчетом, чтобы в цехе было установлено минимальное количество единиц оборудования с максимально возможным коэффициентом его использования.

Расчет технологического оборудования заключается в расчете его производительности Qр, мощности установленного электродвигателя Nэд, времени работы оборудования tраб и необходимого количества однотипных единиц n.

Расчет производительности единицы оборудования Qр производится по определенным формулам, приведенным для каждого вида оборудования отдельно в соответствующих разделах.

Время работы оборудования tраб (ч),определяется по формуле

tраб = М / Qф, (3.1)

где М масса сырья, подвергаемого обработке за смену, кг;

Qф фактическая (паспортная) производительность оборудования,

кг/ч.

Количество единиц однотипного оборудования n (шт.),

определяется по формуле

n = М / (Qф· tсм), (3.2)

где М масса сырья, подвергаемого обработке за смену, кг;

Qф фактическая (паспортная) производительность единицы оборудования, кг/ч; tсм продолжительность смены, ч.

3.4.2 Технологический расчёт оборудования для обвалки и жиловки

С целью организации обработки отрубов туши используются столы обвалки и жиловки различных конструкций (стационарные, конвейерные).

Длину конвейерного стола L, м, определяют исходя из количества рабочих, занятых на нем, и нормы длины на одного рабочего, по

формуле

L = l ∗ n + 2.5 , (3.3)

k

где l – норма длины стола на одно рабочее место, м (таблица 9); n – число рабочих (обвальщиков и жиловщиков), занятых на конвейере, чел; k – коэффициент учитывающий одностороннюю (k=1) или двухстороннюю (k=2) работу; 2,5 – резервный запас длины стола, м (учитывается натяжение ленты и безопасность рабочих).

По формуле (3.3) рассчитывают длину конвейеров при фасовке мяса и выработке полуфабрикатов.

При расчете стационарных столов руководствуются нормами длины на одного рабочего, приведенными в таблице 9, с учетом коэффициента k однои двухсторонней работы.

В сырьевом отделении можно проектировать установку одного или нескольких унифицированных конвейерных столов.

Среди конвейерных столов наиболее известен тип РЗ-ФЖ2В.

Конвейерный стол РЗ-ФЖ2В состоит из конвейера подачи отрубов, стола обвальщика, спуска для кости, откидного сиденья, футляра для ножей, откидного мостика, плужкового сбрасывателя для кости, бункера сбора кости, скребкового транспортера, цепного конвейера, ленточного конвейера, подъемно-опускного конвейера, подвесного пути, конвейера для жилованного мяса, стола жиловщика, поворотного стула, емкости для сбора жилок, передвижной емкости, емкости для сбора спинно-реберной части.

Обваленное мясо по ленточному конвейеру поступает на жиловку. При жиловке мясо одновременно нарезают на куски для ручной последующей нарезки массой до 500 600 г, для машинной до 2 кг.

Дифференцированную обвалку на конвейере выполняют бригадным методом, при которой обвальщик работает за одним столом с жиловщиками, что устраняет излишнее транспортирование мяса, повышает производительность труда, улучшает санитарное состояние мяса. Соотношение обвальщиков и жиловщиков на конвейере обычно

2:1.

Производительность горизонтального ленточного конвейера Q (т/ч) определяется по формуле Q = 3,6 · G · ν / a, (3.4)

где G – масcа отруба, кг; ν – линейная скорость движения ленты, м/с; a – расстояние между отрубами на ленте транспортера, м.

Мощность электродвигателя ленточного конвейера N (кВт), определяется по формуле N = (K1·L·ν + 0,00015·Q·L + 0,0027·Q·H)·K2·η, (3.5)

где L – длина транспортера, м; K1 – коэффициент сопротивления движению ленты (K1·=0,01-0,02); Hвысота подъема груза, м; K2 – коэффициент, зависящий от длины конвейера (при L до 15 м К2 = 1,25, при L = 15 –30 м К2=1,12).

Количество обвалочных столов n (шт.), для переработки заданного количества мяса вычисляют по формуле n = М / (Qо ·tсм), (3.6)

где М масса сырья, подвергаемого обработке за смену, кг; Qо – производительность обвалки в расчете на один обвалочный стол, кг/ч (Qо = 250 кг/ч); tсм – продолжительность смены, ч.

После вычисления выбирают ближайшее целое число, большее

расчетного.

Время t (ч), необходимое для обвалки мяса перед подачей его на измельчение, вычисляют по формуле

t = M / (Qо · n) (3.7)

Таблица 9 Нормы для расчета длины рабочих мест

Наименование операции

Длина рабочего места, м, при работе

на стационарном

оборудовании

на конвейере

Разделка туш, полутуш и

четвертин всех видов скота

1,50

1,5

Разделка свиных туши полутуш

на свинокопчености

1,50

1,5

Обвалка туш крупного и мелкого

рогатого скота

1,50

1,0

Жиловка мяса всех видов скота

1,25

1,0

Пластование шпика

1,50

1,5

Вязка колбасных изделий

1,00

1,0

Шприцевание цельномышечных

изделий

1,50

1,5

Подпетливание цельномышечных

изделий

1,50

1,5

Производство натуральных и

рубленых полуфабрикатов

1,25

1,0

(Материал звят из книги Выпускная квалификационная работа бакалавра — В. Я. Пономарев)