3 Расчет и подбор технологического оборудования

3.1 Оборудование безалкогольного производства

Расчет основного оборудования производиттся с использованием, данных продуктового pасчётa и норм технологического проектирования в последовательности прохождения технологического процесса.

Транспортное оборудование

Доставка сахара на завод осуществляегся в мешках автомобильным транспортом.

Расход мешков для перевозки сахара рассчитываегся следующим образом, (шт):

где расход сахара в год

вместимость одного мешка с учетом веса самого мешка (50 кr+0,694кг)

Мешки с сахаром укладываются на поддоны, количество которых рассчитывается исходя из их грузоподъемности (1 т) Количество мешков, помещающихся на 1 поддон: 1000/50,694 = 19,73 или 20 мешков.

Тогда количество поддонов, необходимое для перевозки n мешков с сахаром, будет равно, шт:

Для перевозки поддонов с сахаром используют автомобили- самопогрузчики грузоподъемностью 3 т. Потребность в таком автотранспорте рассчитываться исходя из суточной потребности сахара на производство.

На одну машину помещается 3000/1000 = 3 поддона или 20' 3 = 60 мешков. За одну смену машина совершает два рейса, за сутки - 4 рейса. За сутки самопогрузчик перевезет 3 * 4 = 12 поддонов или 12 * 20 = 240 мешков.

Так как суточная потребность в сахаре 5381,31<12166,56 кг, то предприятию будет достаточно одного автомобиля и одного электропогрузчика.

Оборудование сироповарочного отделения

Подбор весов для поступающего сахара-песка на завод производят исходя из суточного количества (Qcyт) поступающего на завод сахара.

т/ч

(где 2 - это количество смен в сугки, 8 - время работы в смену, ч).

По рассчитанной пpоизводителъности подбираем весы марки ДН-20.

Таблица 18- Техническая характеристика весов ДН-20.

Производительность, т/ч: наименьшая наибольшая	1,5 3
Величина порции взвешивания ,кг	15–20
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	785 610 760
Масса весов с гирями, кг:	180

Нория для подачи сахара-песка в бункер накопления подбирается по суточному поступлению сахара в 2 смены или за 16 часов, кг/ч или т/ч:

Мощность электpодвигатея нории рассчитывается по формуле, кВт:

где производительностъ нории, т/ч

высота нории, м

КПД нории, зaвисит от высоты подъёма (0,8).

Выбираем норию марки НЦГ-5

Таблица 19-Техническая характеристика нории НЦГ-5.

Производительность, т/ч	5
Высота нории не более, м	6,3
Ширина ленты, мм	125
Скорость ленты, м/с	1,2
Число ковшей в одном ряду по ширине ленты, шт	1
Шаг ковшей, мм	210

Объем бункера-накопителя для сахара рассчитывается следующим образом, :

где расход сахара на сменную производительность, т

объёмная плотность сахара, т/м³

число смен в сутки.

Подбираем 1 бункер вместимостью 3,0 м³

Размеры рассчитываются следующим образом:

где диаметр бункера, м;

высота цилиндрической части бункера, м;

высота конической части бункера, м.

где угол наклона конической части бункера .

Задаём диаметр бункера 1,3 м, тогда:

Найдём общую высоту бункера, м:

Вместимость сироповарочного котла рассчитывается на сменный расход сахарного сиропа. Потребность в сахарном сиропе рассчитывается исходя из расчета, что в 1 дм³ сахарного сиропа содержится 838 г сахара, (дм³ или м³)

где расход сахара в смену, кг.

Исходя из рассчитанного объема сахарного сиропа по технической характеристике имеющихся сироповарочных аппаратов подбираем котел.

Количествоо сироповарочных котлов, шт:

Принимаем 2 аппарата марки ВВОМ-1000.

Таблица 20-Техническая характеристика.

Мощность электродвигателя, кВт	1,7
Вместимость, л: геометрическая полезная	1069 1000
Давление пара в рубашке, МПа	0,3
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	1400 2300
Масса, кг	947

Фильтр – ловушка для сахарного сиропа подбирается по количеству сахарного сиропа, идущего с одной варки, и рассчитывается по формуле:

где сменный расход сахарного сиропа, дм³

Насос для перекачки сахарного сиропа подбирается исходя из графика работ сироповарочного котла и необходимости проведсния: перекачки за 15 - 20 минут. При этих условиях производительность насоса будет равна, дм³/ч:

Принимаем шестеренчатый насос марки НРМ-2.

Таблица 21-Техническая характеристика.

Производительность м3/ч	0,25-2,0
Давление нагнетания, МПа (не менее)	0.2
Электродвигатель: Мощность, кВт N, об/мин Напряжение, В	1.1 930 380
Частота вращения ротора, об/мин	920
Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота	1025 405 490
Масса нетто, кг	47

Теплообменник для охлаждения сахарного сиропа подбирают исходя из необходимой площади поверхности охлаждения. Вначале определяют количество теплоты, которое необходимо отвести от сахарного сиропа при его охлаждении, с учетом 5% притока теплоты из окружающей среды, кДж:

где удельная теплоемкость сахарного сиропа

масса сахарного сиропа, кг/ч;

начальная и конечная температура сиропа, ;

коэффициент, учитывающий приток теплоты из окружающей среды.

Масса сахарного сиропа, (кг/ч):

где Мсах.с.с. - масса сахарного сиропа в сутки, кг;

1,31028 - плотность сахарного сиропа.

При охлаждении сиропа до расход холодной воды по отношению к массе сиропа составляет 2:1. Температура, до которой нагревается вода ( ), рассчитывается по формуле:

где температура нагрева воды, ;

удельная теплоемкость воды (Св = 4,19 кДж/(кг*К));

масса воды, кг;

20 - начальная температура воды, .

Средняя разность температур ^оС:

∆t_max=74,37 ^оС;

∆t_min=1 ^оС;

;

Пдощадь поверхности охлаждения будет рассчитываться по формуле, м2:

где коэффициент теплопередачи

коэффициент перевода из кДж в Втч

Зная необходимую площадь поверхности охлаждения, по каталогам подбираем пластинчатый теплообменник марки ВО1-У2,5.

Таблица 22-Техническая характеристика.

Производительность, л/ч	2500
Габариты, мм: длина ширина высота	1650 700 1200
Число пластин, шт	55
Площадь поверхности теплообмена пластины, м2	0,15

Колероварочный котёл подбирают по суточной потребности колера. Учитывая, что из 100 кг сахара получается 104,85 кг готового колера, вместимость колероварочного котла при этом составляет 292 дм³. Зная количество колера, необходимое заводу в сутки, рассчитывают вместимость колероварочного котла для данного завода и подбирают котел.

Выбираем 1 колероварочный котёл марки PP-160.

Таблица 23-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	160
Габаритные размеры, мм диаметр высота	600 2115

Для перекачки колера устанавливаются шестеренчатые насосы, используемые для вязких сред.

Насос для перекачки колера подбирается исходя из графика работ колероварочного котла и необходимости проведсния: перекачки за 15 - 20 минут. При этих условиях производительность насоса будет равна, дм³/ч:

Принимаем шестеренчатый насос марки НРМ-2.

Таблица 24-Техническая характеристика.

Производительность м3/ч	0,25-2,0
Давление нагнетания, МПа (не менее)	0.2
Электродвигатель: Мощность, кВт N, об/мин Напряжение, В	1.1 930 380
Частота вращения ротора, об/мин	920
Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота	1025 405 490
Масса нетто, кг	47

Сборник для готового колера рассчитывается исходя из того, что колер разбавляется водой в соотношении 1:5. Тогда объем сборника будет равен, дм³:

где суточная потребность колера, кг.

Выбираем 1 сборник для готового колера марки С3/250.

Таблица 25-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	250
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	700 1562

Оборудование купажного отделения

Сборник для приготовления лимонной кислоты рассчитывают с учётом хранения 50% раствора и при коэффициенте заполнения 0,8, дм³ или м³:

где суточный расход лимонной кислоты, кг.

Принимаем 1 сборник для приготовления лимонной кислоты марки С3/250.

Таблица 26-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	250
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	700 1562

Купажный аппарат. Максимальная доза купажа 0,2 дм³ на 1 дм³ напитка. Количество безалкогольных напитков выпускаемых в сутки сocтaвляет Q дал или дм³.

Количество купажа в сутки составит (Q * 0,2) дм³. с учётом потерь в производстве 1% и запаса вместимости 15% требуемая вместимость купаж-ного аппарата суточной производительности составит, дм³:

Принимаем 1 купажный аппарат марки ВВМ-1500.

Таблица 27-Техническая характеристика.

Мощность электродвигателя, кВт	1,7
Вместимость, л: геометрическая полезная	1810 1500
Давление пара в рубашке, МПа	0,3
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	1530 2900
Масса, кг	947

Для фильтрования купажных сиропов npименяют рамные фильтр - прессы Количество купажа, идущее с одного кyпажного резервуара составляет, дм³:

Число фильтров, которое необходимо для обеспечения процесса, шт:

где количество купажа, производимое в смену, дм³;

оборачиваемость фильтра(480/110=4,36 об.)

Теплообменник для купажного сиропа. В час необходимо охладить количество кyпажного сиропа, поступающего из одного кyпaжного аппарата g. Количество тепла, которое необходимо отвести, кЛж/ч:

где удельная теплоемкость кyпажного сиропа, кДж/(кг*К);

начальная и конечная температура сиропа, ;

коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду.

Охлаждение купажа производится рассолом температурой ( ).

Средняя разность температур, :

∆t_max=28 ^оС;

∆t_min=12 ^оС;

;

Пдощадь поверхности охлаждения будет рассчитываться по формуле, м2:

где коэффициент теплопередачи

коэффициент перевода из кДж в Втч

Зная необходимую площадь поверхности охлаждения, по каталогам подбираем пластинчатый теплообменник марки ВО1-У2,5.

Таблица 28-Техническая характеристика.

Производительность, л/ч	2500
Габариты, мм: длина ширина высота	1650 700 1200
Число пластин, шт	55
Площадь поверхности теплообмена пластины, м2	0,15

Напорные сборники для купажа рассчитываются на 4-х часовой запас. Объем сборника в этом случае будет равен, дм³:

где сменный расход купажа для всего ассортимента, дм³.

Подбираем напорный сборник для купажа марки РГС-2500.

Таблица 29-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	2500
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	1280 1970

Предкупажные сборники–мерники предназначены ддя хранения составляющих купажного сиропа (соков, настоев, раствора колера, эссенций, лимонной кислоты и другого сырья) и рассчитываются на суточный расход при коэффициенте заполнения 0,9.

Сборник-мерник для сахарного сиропа, дм³:

Принимаем 2 сборника-мерника для сахарного сиропа марки РВЗС-3000.

Таблица 30-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	3000
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	1220 2620
Масса, кг	1375

Сборник-мерник для лимонной кислоты, дм³:

Принимаем 1 сборник-мерник для лимонной кислоты марки С3/250.

Таблица 31-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	250
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	700 1562

Сборник-мерник для колера, дм³:

Принимаем 1 сборник-мерник для колера марки С3/630.

Таблица 32-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	630
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	1000 1960

Сборники-мерники для настоев, дм³:

Принимаем 3 сборника-мерника для настоев марки С3/160.

Таблица 33-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	160
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	600 1465

Сборники-мерники для соков, дм³:

Принимаем 3 сборника-мерника для соков марки С3/1600.

Таблица 34-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	1600
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	1300 2395

Насос для перекачки сока подбирается исходя из суточного расхода сока и необходимости проведсния: перекачки за 15 - 20 минут. При этих условиях производительность насоса будет равна, дм³/ч:

Принимаем поршневой насос марки Ж6-ВПН 5/32.

Таблица 35-Техническая характеристика.

Производительность м3/ч	5
Давление нагнетания, МПа (не менее)	0,32
Электродвигатель: Мощность, кВт N, об/мин Напряжение, В	1,5
Частота вращения ротора, об/мин	920
Габаритные размеры, мм Длина Ширина Высота	975 430 960
Масса нетто, кг	150

Фильтр-пресс для соков. Перед подачей в производства соки подвергают фильтрации через фильтр- пресс, производительность которого рассчитывается исходя из часового расхода соков, дм³/ч.

;

Подбираем фильтр-пресс марки Ф1Р2-315/45К.

Таблица 36-Техническая характеристика.

Размер рамы в свету, мм	315×315
Объём рамного пространства, м3	0,045
Рабочее давление, МПа	1
Масса, кг	540
Габаритные размеры, мм	1750×1000×645

Складские помещения. Склад соков и настоев рассчитывается на хранение 3- месячного запаса при коэффициенте запаса вместимости 1,1.

На 3 месяца запаса необходимо:

Рябинового сока, дм³:

Принимаем 3 сборника для рябинового сока марки ТЛ-21800.

Таблица 37-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	21800
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	2300 5640
Масса, кг	2240

Вишнёвого сока, дм³:

Принимаем 4 сборника для вишнёвого сока марки ТЛ-21800.

Таблица 38-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	21800
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	2300 5640
Масса, кг	2240

Яблочного сока, дм³:

Принимаем 4 сборника для вишнёвого сока марки ТЛ-21800.

Таблица 38-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	21800
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	2300 5640
Масса, кг	2240

Лимонного настоя, дм³:

Принимаем 1 сборник для апельсинового настоя марки РГС-5000.

Таблица 40-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	5000
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	1790 2000
Масса, кг	2043

Мандаринового настоя, дм³:

Принимаем 1 сборник для мандаринового настоя марки РГС-5000.

Таблица 39-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	5000
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	1790 2000
Масса, кг	2043

Апельсинового настоя,дм³:

Принимаем 1 сборник для апельсинового настоя марки РГС-5000.

Таблица 40-Техническая характеристика.

Вместимость, дм3	5000
Габаритные размеры, мм: диаметр высота	1790 2000
Масса, кг	2043