Избор и изчисляване на технологично оборудване
Раздел 2. Основи на дизайна на процеса
Лекция 3. Избор и обосновка на най-съвременните технологични процеси за комплексна преработка на риба на базата на механизирано и автоматизирано технологично оборудване
(продължение на лекция 2)
Избор и изчисляване на технологично оборудване
Изборът на оборудване се извършва при създаване на ново предприятие на нови производствени площи, при реконструкция на съществуващо предприятие, както и при техническо преоборудване на предприятие.
Избраното оборудване трябва да осигури производството на висококачествени продукти с минимални отпадъци и загуби на суровини в производството и да изпълнява производствената програма на предприятието, като същевременно получава максимална печалба поради участието на минимален брой производствени работници и рационално използване на производственото пространство.
Правете разлика между машини и апарати, работещи непрекъснато и работещи с прекъсвания. В предприятия със средна и висока производителност се предпочитат непрекъснато работещи машини и апарати. В малките производства, за да се използва рационално работната сила, е препоръчително да се инсталира оборудване с партидно управление, т.к. производственият работник може да изпълнява последователно няколко технологични операции.
Съоръженията могат да бъдат неавтоматични, полуавтоматични и автоматични. Автоматичното оборудване е за предпочитане, тъй като има висока производителност при относително малки размери и изисква минимални разходи за труд за единица продукция. В същото време трябва да се вземе предвид проектният капацитет на цеха, както и използването на оборудването във времето. Ако натоварването на оборудванетонедостатъчна, тя се заменя с по-проста и по-ниска производителност.
Според предназначението оборудването се разделя на основно, спомагателно и транспортно.Основнотооборудване изпълнява основните технологични операции и е предназначено за механична, хладилна, термична и друга обработка на суровини, материали, продукти и отпадъци.Спомагателнотооборудване включва междинни резервоари, кутии, мерителни резервоари, бункери. Оборудването, използвано за придвижване на суровини, материали, готови продукти, се наричаподемно-транспортно. Включва помпи (вакуумни, бутални), шнекове, транспортьори (лентови, скреперни, ролкови, пластинчати), асансьори, товарни и пътнически асансьори, товарни кранове, електрокари, мотокари.
Оборудването се разделя на серийно и несерийно. Серийното оборудване се произвежда по одобрена документация в определени партиди или серии. За несерийно оборудване в хода на конкретен проект се разработват чертежи и спецификации, по които се произвежда.
Изборът на оборудване започва ссъставяне на производствена схема, която посочва последователността на технологичните процеси. Съгласно тази схема се определя система от машини, като се вземат предвид избраните технологични режими, резултатите от изчисленията на продукта, продължителността на работа по време на смяна, ден или производствен цикъл.
Основната цел на изчисляването на оборудването е изборът на видове и брой единици оборудване с определен капацитет за приетия проектен капацитет на предприятието. Обикновено изчисляването на оборудването се извършва последователно в хода на технологичния процес.
Когато избирате типа оборудване, трябва да съберете информация за неговата надеждност при работа и конкурентоспособност с другивидове, както и да притежават техническите характеристики на оборудването. Техническите характеристики са дадени в справочници, каталози, типове, информационни листове, в стандарти за технологично проектиране, в специална литература.
Първо се избира основното оборудване на цеха. След това за всеки магазин се избира останалото оборудване и накрая оборудването на приемния цех, като се вземат предвид всички промени в графика на технологичните процеси, причинени от избора на основното оборудване.
За непрекъснато работещи машини или апарати необходимото количество в тях може да се намери от следния израз:
n =N(2.16)
M
къдетоn—брой машини или устройства, бр.;N—часова производителност на машините при дадена технологична операция, kg/h;M—часова производителност на една машина или едно устройство.
В случай на използване на периодично оборудване, необходимият брой устройства се намира по следните формули:
n =Nt(2.17)
V
n =Nден час(2.18)
M
ТукN, Ncyт са съответно часовата и дневната производителност за тази операция;t,tчас — време на пълен цикъл съответно в минути или часове;V—еднократно натоварване на машината в единици за изпълнение. Времето на пълния цикъл на апарата се определя от израза:
t = t3+ t0+tр+ tп (2.19)
къдетоt3 е продължителността на изтегляне;t0 — време за обработка;tр — продължителност на разтоварването;tp —продължителност на подготовка на устройството за работа.
Акополучен дробен прогнозен брой устройства (машини), след което това число се закръгля до най-близкото цяло число. В този случай в графиците на устройствата се образуват пропуски между циклите, чиято продължителност може да се определи по формулата:
Z = Dt n - t, (2.20)
къдетоDt е интервалът от време между стартирането на две машини *, min (час), който се намира от израз 2.6 или 2.7 (лекция 2).
Dt =60 V(2.21)
N
илиDt =24 V(2.22)
N дни
В израз (2.21) измерениетоDt е в минути, в израз (2.22) е в часове.
* Трябва да се отбележи, че в предприятията за преработка на риба е желателно цикълът на автоклавите да се изчислява в минути, а циклите на работа на камери за опушване, солни бани и др. в часове.
За да се свърже работата на устройствата с периодично действие, е необходимо да се изготви линеен почасов график за работата на оборудването с периодично действие. Помислете за пример за съставяне на почасов линеен график за работа на бани за осоляване. При осоляването ще извършим процесите на товарене, осоляване и разтоварване.
Ние ще извършим последващи операции по измиване и накисване на друго оборудване, така че не ги вземаме под внимание. Вярваме, че саламурата се приготвя предварително и нейното подсилване се извършва автоматично. Нека обозначим продължителността на товарене, осоляване и разтоварване чрезt3, tp, tv съответно. Тогава продължителността на пълния цикъл на банята за осоляване ще бъдеtch= t3+ tp+ tb. Продължителноститеt3 и tb се определят от производствените нива или от опита с подобно оборудване.
Времето за осоляване може да се изчисли с помощта на експерименталните или аналитичните формули, дадени всправочна литература. Броят наnсолните бани се определя от израз (2.18), като това число се закръгля до най-близкото цяло число. Ако претоварването на апарата е не повече от 10% от номиналния капацитет, тогава е по-целесъобразно да не се увеличава броят на апаратите, а съответно да се намали дневната производителност. Както във всички подобни случаи, такива действия трябва да бъдат оценени въз основа на принципа на икономическата и техническа осъществимост.
След това, използвайки формула (2.20), определяме интервалаZ между два цикъла.
Алгоритъмът за изчисление е даден в табл. 2.26 (Приложение 1) .
Таблицата показва изчисленията на два цикъла на вани за осоляване. По аналогия с тях можете да изчислите следващите цикли на осоляване.
Различни резервоари, вани, кутии, измервателни резервоари, нагреватели, нормализатори и подобно оборудване се използват широко в рибопреработвателната промишленост. Необходимо е да се определи капацитетът на тези устройства, който се намира от следния израз:
V =P
Pl (2.23)
къдетоV—капацитет на апарата, m3;Р е масата на течността в устройството, kg;р — плътност на течността в апарати, kg/m3;l —коефициент на запълване на устройството.
Ако контейнерът съдържа смес от вещества, тогава във формула (2.23) вместо масата на течността и нейната плътност се заместват съответно масата и плътността на сместа от вещества. Коефициентът на пълнене на устройствата за течности в спокойно състояние е 0,92-0,95, при разбъркване 0,75-0,85, при бързо кипене 0,5-0,6. Плътността на някои видове суровини, материали и съставки е дадена по-долу в табл. 2.27.
Таблица 2.27 Плътност на някои суровини, материали и съставки
| Материал | Плътност, r. kg/m3 |
| Риба със среден размер (жива и мъртва) | |
| голяма риба | 700-750 |
| малки рибки | 850-900 |
| Осолена риба | 650-800 |
| Насипно замразена риба | 410-460 |
| Рибни отпадъци | 800-900 |
| рибени люспи | 360-380 |
| Растително масло | |
| Сол | 1025-1365 (1200) |
| Талаш, стърготини | 250-300 |
| Дърва за огрев Е | |
| сняг | 300-500 |
| Лед натрошен, голям | |
| Натрошен лед, среден | |
| Лед натрошен, фин | |
| Пресова целулоза |
Познавайки капацитета на ванатаV,, е възможно да се определят нейните геометрични размери, дадени от някои две измерения. Например, капацитетът на банята за осоляване на риба, според изчислението, е 2 m3. Задаваме ширинаb= 1 m и височинаh= 0,8 m, тогава дължината на ваната за осоляване ще бъде равна на