Лекція 4 проектні рішення по підбору обладнання

1. Принципи оцінки проектних рішень по підбору обладнання бродильної галузі промисловості.

2. Вихідні дані та способи розрахунків обладнання спиртової та лікеро-горілчаної промисловості.

3. Методи розрахунків робочої сили, транспорту, виробничих площ, складських приміщень та освітлення.

1. Принципи оцінки проектних рішень по підбору обладнання бродильної галузі промисловості.

Питання щодо вибору обладнання постає в тому випадку, коли для виконання однієї й тієї ж задачі може бути використано обладнання різної конструкції. У зв’язку з цим для оцінки проектного рішення по підбору обладнання розробленні конкретні принципи, якими необхідно керуватись, а саме: визначення призначення обладнання, його потужності, енергоємності та матеріалоємності; оцінка якості продукції або напівфабрикатів, яка забезпечується застосуванням даного типу обладнання; визначення складу робочого циклу, робочої площі, яку займає апаратура, її маси та вартості; визначення значень коефіцієнтів використання обладнання за часом його завантаження.

Коефіцієнт використання за часом – це відношення фактично використаного часу роботи машини за добу до номінального часу за зміну. Цей коефіцієнт визначається за формулою:

(4.1)

де, t – тривалість роботи машини, механізму за зміну, год; T – тривалість зміни, год.

Коефіцієнт використання за завантаженням (потужності) представляє собою відношення фактичного завантаження (або потужності) машини до теоретично можливого. Цей коефіцієнт визначають за формулою:

(4.2) де, Q₁ – кількість продукту, яка одночасно завантажується в машину або апарат, кг; Q₂ - кількість теоретично можливої завантаження, кг.

Чим вищі показники використання машин та апаратів за часом та завантаженням, тим вважається кращою організація технологічної схеми та ефективнішим технологічний процес.

Все обладнання, яке використовується в основному виробництві, поділяють на технологічне та транспортне. До останнього відносять різні механізми та пристрої, що забезпечують рух предметів праці від однієї технологічної операції до іншої (норії, транспортери, кари тощо).

За загальними правилами технологічного проектування спочатку визначають кількість необхідного технологічного обладнання і тільки після цього, виходячи з потужності технологічного обладнання та умов його експлуатації, розраховують транспортне обладнання.

В свою чергу технологічне обладнання поділяють на основне та допоміжне. Основним називається обладнання, в якому або за допомогою якого здійснюється процес обробки предметів праці та виконуються основні технологічні операції виробничого процесу. На відміну від основного допоміжне обладнання (проміжні ємності, мірники, насоси) лише сприяє проходженню технологічного процесу, але не відіграє основної ролі.

За структурою робочого циклу машини та апарати поділяються на машини та апарати безперервної та періодичної дії. Існує розроблена загальна методика розрахунку апаратів, що відрізняються за структурою робочого циклу.

Основними параметрами, які слід розраховувати для апаратів безперервної дії, є їх геометричні розміри: корисний об’єм − Vк ; повний (або загальний) об’єм − Vз ; переріз апарату − F; діаметр та довжина (висота) – L.

Корисний об’єм робочої частини апарату розраховують за формулою:

(4.3)

де, V_τ − об’ємна потужність апарату, м³/с; м³/хв; м³/год і т.п.; τ − час, необхідний для проведення процесу, сек, хв, год і т.п.

Повний о’бєм апаратів розраховують, виходячи з визначеного корисного об’єму Vn та з урахуванням коефіцієнту заповнення апарату φ за формулою:

(4.4)

Потужність, яка подана у масових одиницях ( кг/с, кг/год і т.п.), може бути перерахована на об’ємну за формулою:

(4.5)

де, ρ – густина речовини ( продукту), кг/л, кг/м³, т/м³ і т.п.

Тоді формули (4.3) та (4.4) приймають відповідно вид:

(4.6)

та (4.7)

При переміщенні продукту в апараті суцільним потоком з однаковою швидкістю w при однаковій розмірності величин по часу переріз апарату визначають за формулою:

(4.8)

В разі якщо величина Vτ виміряна в м³/год, а w м/с, то формула приймає вигляд:

(4.9)

де, w - швидкість руху продукту, м/с.

В разі круглого перерізу апарату його діаметр визначають за формулою:

(4.10)

За цією ж формулою визначають діаметр трубопроводів. Довжину (висоту) робочої частини такого апарату визначають залежно від швидкості руху продукту та часу перебування його в апараті за формулою:

(4.11)

При розрахунків апаратів періодичної дії спочатку задаютьcя їх потужністю ( м^3/год, м³/с, м³/доб або кг/год, кг/с, кг/доб і т.п.) а також визначають тривалість проведення технологічної операції ( цикл технологічної операції) в який вони входить і тривалість самого процесу і тривалість завантаження, розвантаження, миття апарату та інших допоміжних дій. При цьому загальний об’єм апарату періодичної дії при заданому добовому об’ємі сировини або напівпродуктів, що в ньому переробляється (Vдоб) становитиме:

(4.12)

де, τ – тривалість технологічного циклу, год; К – коефіцієнт запасу потужності (зазвичай приймається рівним 1,1 – 1,2)

Після визначення загального об’єму апаратів задаються об’ємом одного і тоді потрібну їх кількість розраховують за формулою:

(4.13)

Для розрахунку обладнання різних виробничих ділянок в технології спирту та лікеро-горілчаних напоїв слід користуватись нормами технологічного проектування та вищезазначеними формулами. Так, наприклад, кількість замочних апаратів визначають за рівняннями (4.12 та 4.13). Об’єм замочного апарату дорівнює об’єму зерна, що замочується на добу з урахуванням коефіцієнту збільшення об’єму зерна після замочування (К = 1,45) та коефіцієнту заповнення апарату φ, який дорівнює 0,9. Але цей об’єм може бути також орієнтовно визначений з урахуванням норм проектування: на 1 т ячменю, жита та проса необхідно 2,3 – 2,4 м³, а для вівса – 3 м³.

Об’єми варильних апаратів можливо розрахувати за рівнянням (4.7), якщо попередньо визначити тривалість розварювання для обраного типу установки та врахувати відповідні коефіцієнти заповнення.

Розрахунок загального об’єму дріжджебродильної апаратури в м³ так само проводять за формулою, що враховує потужність заводу Q та спиртозйому C:

(4.14)

Об’єм та кількість бродильних апаратів періодичної дії можливо визначити застосовуючи формули (4.12, 4.13).