4 Выбор и количественный расчет технологического оборудования

Производственная мощность варочного отделения должно строго соответствовать производительной мощности других отделений завода. Емкость аппаратуры варочного отделения должна соответствовать емкости бродильно - лагерных танков. Емкость бродильных танков должна быть кратной количеству сусла, получаемого из одного затора, то есть вмещать количество сусла из 1,2,3 или 4 заторов. Емкость танка зависит от количества пива варимого в сутки. Изложенные соображения являются основанием для определения емкости оборудований для определения емкости оборудований варочного отделения.

Принимаем, что завод работает 320 дней в году. При этом условии в сутки должно разливаться:

V_р.п.= 500000/320=1562 гл.

Для ежесуточного розлива 2-х сортов пива требуется установка танков двух типов, суммарная емкость которых соответствует суточному розливу.

В сутки варим 7 варок, тогда количество засыпи должно быть рассчитано на:

1562/7=223,15 гл.

Для получения 223,15 гл пива требуется получить:

223,15 ·1,143=225,06 гл горячего сусла для светлого пива

223,15 ·1,143=225,06 гл горячего сусла для темного пива

Количество варок:

– светлое 400000/223,15 =1793

– темное 100000/223,15 =448

Всего: 2241

Количество засыпи на 1 варку:

– светлое пиво

– светлый солод: 6400/1793=3,57т

– рис : 1580/1793=0,88т

Общее количество засыпи на 1 варку светлого пива составляет 4,45т

– темное пиво

– светлый солод : 1690/448=3,77т

– карамельный солод: 300/448=0,67т

Общее количество засыпи на 1 варку темного пива составляет 4,44т

4.1 Оборудование для приемки и хранения зернопродуктов

Солодохранилище должно обеспечивать запас сырья на 3 месяца работы. В количественном выражении это cоставит:

Q_c= п·к, (4.1)

где п - количество месяцев;

к- доля максимального месячного выпуска пива от годового(к=0,1)

– светлый солод : 8090·0,1·3=2427т

– карамельный солод: 300·0,1·3=90т

– рис : 1580·0,1·3=474т

Все зернопродукты будут храниться в силосах элеваторного типа СКМ-6. Для хранения наших зернопродуктов наиболее подходит силос СКМ-6-18, с вместимостью одного силоса 420т.

Выбираем силоса СКМ- 6- 18, рассчитываем их количество:

– светлый солод:2427/420=5,8→ 6 шт.

– карамельный солод: 90/420=0,2→1 шт.

– рис: 474/420=1 шт.

Для хранения 3-х месячного запаса светлого солода устанавливаем 6 силосов, для хранения карамельного солода и риса устанавливаем еще по 1 силосу. Таким образом общее количество силосов СКМ- 6- 18 8 штук.

4.2 Оборудование варочного цеха

Годовой расход зернопродуктов по результатам расчетов расхода сырья составляет:

Q_зер=8090+300+1580=9970т

При этом суточный расход в наиболее напряженный период работы(2 и 3 кварталы года) составляет:

Q_c=Q_зер· ; (4.2)

где п- число дней работы в месяц;

к- доля максимального месячного выпуска пива от годового(к=0,1)

В сезон загрузка за квартал составляет 30% от годовой, за месяц 10%.

Q_c=9970· =37,6

Выбираем шестиаппаратный варочный агрегат с единовременной засыпью 5,5 тонн, так как это удовлетворяет нашему расчетному количеству засыпи(Q_зас=3,57+0,88=4,45тонн), тогда число оборотов варочного агрегата в сутки составляет:

п= ; (4.3)

где Q_c- суточный расход зернопродуктов, т;

Q_зас- количество засыпи, т.

п= оборотов, т.е. в сутки мы варим 7 варок.

Приемный бункер рассчитан на 20 тонн. Транспортирующие устройства и вспомогательное оборудование должны обеспечивать скорость разгрузки бункера солода 20т/ч. Для этого используется закрытый скребковый транспортер, нория I - 20/40, магнитный очиститель солода барабанного типа, весы.

Для разгрузки силосов применяются шнековые транспортеры производительностью 20 т/ч. Такой скорости подачи солода достаточно для обеспечения производства солодом.

4.3 Дробильно-полировочное оборудование

Суточный расход по каждому из перерабатываемых видов сырья:

Q_c= ; (4.4)

где - годовой расход определенного вида сырья;

n- количество рабочих дней в месяце;

к- доля максимального месячного выпуска пива от годового.

– светлый солод: 8090· = 30,53т.

– карамельный солод: 300 = 1,13т.

– рис:1580 =5,96т.

Необходимый объем суточных силосов с коэффициентом заполнения 0,9 составит:

– светлый солод: 40м³- 1 шт.

– карамельный солод: 5м³- 1 шт.

– рис: 5м³- 1 шт.

Принимаем к установке суточный силос общим объемом 50м³.

С целью подработки и дробления светлого карамельного солодов используем солодовенную линию. Для подработки и дробления риса- линию для переработки несоложенных зернопродуктов.

Максимальная производительность солодовой линии должна обеспечивать дробление светлого и карамельного солода за 1,5-2 часа, рассчитанная на единовременную засыпь. Принимаем производительность линии 5,5 т/ч. В состав солодовенной линии входят: скребковый транспортер, нория I- 20-40, полировочная машина РЗ- ВПС, весы автоматические Д- 50 магнит, солододробилка «AG Malt», бункер помола с разгрузочным шнеком производительностью 12т/ч.

Количество дробилок: п=

Т.к. производительность дробилки «AG Malt» составляет 6 т/ч, то количество равно 5,34/6=0,89→1 шт.

Линия для переработки несоложенных зернопродуктов должна обеспечивать дробление риса на 2 часа. По данным продуктового расчета на 1 варку используется 290 кг несоложенных зернопродуктов. Принимаем производительность линии 1 т/ч. В ее состав входят: скребковый транспортер нория I - 5/20, магнит, вальцовый станок, бункер помола с разгрузочным шнеком производительностью 5 т/ч.

4.4 Варочное отделение

В варочное отделение устанавливаем один шестиаппаратный варочный порядок «ziemann» с единовременной засыпью 5,5т

Шестиаппаратный варочный порядок состоит из следующего оборудования: заторный аппарат- 2 шт., фильтрационный чан- 1 шт., сусловарочный котел- 1 шт., суслосборник- 1 шт., гидроциклон- 1 шт. Также в порядок входят: предзаторники солода и несоложенных зернопродуктов, охладитель сусла пластинчатого типа, состоящий из 2 секций.

Осахаренный затор из заторного чана перекачивается одноступенчатым центробежным насосом в фильтр- чан за 20 минут 1 тонна солода занимает объем с учетом насыпной плотности 1,9 м³. После дробления занимаемый объем равен 3м³. Так как на 1 варку идет 5.5 тонн зернопродуктов, то общий объем будет составлять:

Соотношение зернопродуктов и воды при варке равно 1:35

Тогда количество воды равно:

V_воды=5,5·3,5=19,25м³.

Следовательно максимальный объем затора равен:

Производительность насоса:

N=V_зат· (4.5)

где t- время перекачивания затора, мин.

N=35

Принимаем к установке насос типа 90 ФГ 150/6. Из сусловарочного котла в вирпул сусло перекачивается за 20 минут.

Производительность затора:

N=V_зат· ;

где t- время перекачивания затора, мин.

N=35

Принимаем к установке насос типа 90 ФГ 150/6.

Для перекачки сусла из вирпула через охладитель в емкости для брожения используем центробежные насосы производительностью 40 и 60% от общей.

Охлаждение сусла проводим в течении 30 минут, тогда производительность насоса равна:

N=V_зат· ;

где t- время перекачивания затора, мин.

N=35

Первый насос устанавливаем до охладителя сусла. Его производительность 20 м³/ч

Второй насос устанавливаем после охладителя сусла. Его производительность равна50 м³/ч.

Принимаем к установке двухсекционный(вода- хладагент) теплообменник пластинчатого типа.

4.5 Оборудование цеха брожения-дображивания

Объем холодного сусла, получаемый из 100 кг зернопродуктов:

– светлый пиво: 5,457гл.

– темное пиво: 5,42гл

Объем холодного сусла с 1 варки:

V_в=V_х.с·Q·10; (4.6)

где V_х.с- объем холодного сусла из 100 кг, гл;

Q- количество засыпи,т;

10- коэффициент перевода в тонны.

– светлое пиво: V_в=5,457·5,5·10=300,135гл.

– темное пиво: : V_в=5,42·5,5·10=298,1гл.

Принимаем к установке бродильные аппарату РЗ- ВЦН -95ГЧ с рабочим объемом 80 м³.

Количество охлажденных варок необходимых для заполнения емкости:

п= ; (4.7)

где V_р.об.- рабочий объем аппарата, м³;

V_х.с.- объем холодного сусла с 1 варки, м³.

Светлое пиво: п=

Темное пиво: п=

Продолжительность цикла брожения- дображивания составляет: (П_ч)

– для светлого пива 18 суток

– для темного пива 25 суток

А длительность процесса, П_п, сут

– светлое пиво 18 суток, из которых 7- брожение;

– темное пиво 25 суток, из которых 11- брожение.

Тогда оборачиваемость ЦКТ в год, Q^г, составит:

Q^г= ; (4.8)

где П^г- количество рабочих дней в году цеха брожения- дображивания;

П_ц- продолжительность цикла брожения- дображивания, сут.

Q^г= - для светлого пива

Q^г= - для темного пива.

Необходимое количество ЦКТ составит:

Q_ЦКТ= ; (4.9)

где - объем холодного сусла в год;

V_р- рабочий объем аппарата;

Q^г- оборачиваемость ЦКТ.

Для светолого пива:

Q_ЦКТ=

Для темного пива:

Q_ЦКТ=

Расчетное количество ЦКТ для темного и светлого пива равно 39 штукам, принимаем еще 3 резервных. Тогда общее количество ЦКТ составит 42 штук.

Производительность пивного насоса:

N= ; (4.10)

где V_р- рабочий объем аппарата;

t_пер- время перекачивания сброженного сусла, час.

N= .

Принимаем к установке насосы производительностью 40м³/ч к- 40, плюс насос для съема дрожжей.

4.6 Дрожжевое отделение

Для получения ЧКД используется установка рассчитанная на завод производительностью 500000гл в год, в которую входят:

– стерилизатор на 0,41м³;

– пропагатор на 5,4м³;

– 2 дрожжевых танка на 25м³.

Запас дрожжей должен быть 1,5 суточным, так как производительность завода 500000 гл в год.

Производительность насосов перекачивающих доброженное пиво в цехе фильтрации определяется из условия работы в сезон не более 2- х смен и число дней работы в месяц 26.

Количество подаваемого пива:

Р= ; (4.11)

где V- объем перекачиваемого пива;

к- количество смен;

n- число дней работы в месяц;

h- количество часов работы в смене.

Р=

Принимаем к установке одноцилиндровые плунжерные насос двойного действия типа К- 20 плюс один резервный.

4.7 Оборудование цеха фильтрации

Для светлого пива

Объем молодого пива в час:

V_м= ; (4.12)

где - объем молодого пива за год, гл;

26. количество дней работы в году.

V_м= 6,5625м³.

Для темного пива

Объем молодого пива в час:

V_м= 1,65 м³

Итого для светлого и темного пива принимаем 1 линию фильтрации производительностью 12 м³/ч.

В состав линии входят:

– буферная емкость нефильтрованного пива, БТ(V=50 м³);

– охладитель;

– намывной диатомный фильтр РЗ- ВДФ- 25;

– буферная емкость, БТ(V=20м³)

– трехсекционный пластинчатый пастеризатор «фруктонад»;

– карбонизатор;

– 2 промежуточных пивных насоса;

– 3 насоса для подачи пива на розлив;

– 2 шпунт- аппарата для буферных емкостей.

4.8 Форфасное отделение

Форфасное отделение должно обеспечивать запас пива на суточный розлив при коэффициенте заполнения 0,95

V_ф.п.= ; (4.13)

где - объем годового фильтрованного пива;

n^г- количество дней работы в отделении;

V_ф.п.= - светлое пиво

Количество форфасов составит:

Q_ф= ; (4.14)

где V_фп- объем фильтрованного пива в сутки, м³;

V_ф- объем форфаса, м³;

к- коэффициент заполнения.

Для светлого пива:

Q=

Для темного пива:

V_ф.п.=

Общее количество форфасов:

Q_Ф=

Итого в форфасном отделении находится 3 форфаса, вместимостью 20м³.

4.9 Оборудование цеха розлива

Все пиво разливается в стеклянную бутылку вместимостью 0,5л .

Количество разливаемого пива:

– светлое 400000гл;

– темное 100000гл.

Производительность линии розлива составит:

N= ; (4.15)

где к- коэффициент заполнения;

n- количество дней розлива в год;

z- количество часов в смену;

h- количество смен;

V_бут- объем бутылки.

Принимаем к установке 2 линии розлива производительностью 6000 бут/ч.

В состав линии входят:

– автомат для извлечения бутылок из ящиков Н2- АИА- 6;

– бутылкомоечная машина АММ- 6;

– разливочно- укупорочный аппарат Т1- ВВЦ- 6;

– бракеражный экран ОБ- 6Т- 24;

– этикеровочный автомат А1- ВЭС;

– бракеражный автомат БАЗ- М;

– автомат для укладки бутылок в ящики АУА- 6;

– автомат формирования поддонов АПФ- М;

– автомат разборки пакетов из ящиков АРП- 24/28;

– автомат разборки стопок ящиков АРР- 24.

Оборудование, выбранное для использования на данном заводе, отображено в таблице 4.1

Таблица 4.1- Сводная таблица технологического оборудования	Примеча-ние
	Высота	2000	26500	23800	23000	1850	1600	1500	2100	6450	1700	900	1850	1560	3700	5300	3960	3600	4300
	Ширина	1800	500	2000	500	1050	1200	1200		2000	1450	800	2750	1100	2600	4400	6500	1960	2200
	Длина	3000	-	-	-	1800	1400	1400	850	-	1500	750	2940	1200	-	-	-	-	-
	Коли-чество	1	1	8	2	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	2	1	1	1
	Основные показатели	20т	20 т/ч	420т	6т/ч	5,5т/ч	5,5т/ч	5,5т/ч	0,5м3	45м3	4-12т/ч	0,5-2т/ч	6т/ч	1т/ч	5,5т/ч	5,5т/ч	5,5т/ч	5,5т/ч	10м3
	Тип, марка	Пб-40	I-20/40	СКС 3*60	I- 5/20	РЗ- ВПС	СВ- 3	СМ-5	БР- В5	С- 75/85	Д- 50	ДМ- 20	AG Malt	Buhler	Ziemann	Ziemann	Ziemann	Ziemann	Ziemann
	Завод изготовитель
	Наименование и назначение	Приемный бункер	Нория	Силос	Нория	Полировочная машина	Вибросито	Сепарамагнитныйтор	Бункер для ростков	Суточный силос	Весы автоматические	Весы автоматические	Дробилка вальцовая	Дробильный вальцовый станок	Предзаторный чан	Заторный аппарат	Фильтр-чан	Бункер дробины	Танк промывной воды
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18

Продолжение таблицы 4.1	Примеча-ние	d	d	d	d		d		верт.	верт.	верт.		d	верт.	верт.	верт.	верт.	верт.	верт.
	Высота	8700	8000	5250	1200	1400	4530	1100	3600	3600	3600	1600	2100	4000	3700	10200	4700	4900	4000
	Ширина	1600	4000	4800	600	1100	5800	500	2000	2000	2000	600	650	1800	1400	2400	1400	2400	2500
	Длина	-	-	-	-	2900	-	700	-	-	-	2100	-	-	-	-	-	-	-
	Коли-чество	1	1	1	3	1	1	1	1	1	1	1	1	1	2	42	1	1	1
	Основные показатели	10м3	5,5т/ч	5,5т/ч	0,5м3	5м3	5,5т/ч	25м3/ч	20м3	20м3	20м3	25м3/ч	0,41м3	5,4м3	25м3	70-100м3	10м3	50м3	30м3
	Тип, марка	Ziemann	Ziemann	Ziemann	Ziemann	Ziemann	Ziemann	Tuchenhagen	Ziemann	Ziemann	Ziemann	Tuchenhagen	СТ- 1,5	П- 540	ДТ- 300	В3-ВЦН-54Г	ТД- У- 10,0	БТ	«Фруктонад»
	Завод изготовитель
	Наименование и назначение	Силос дробины	Буферная емкость	Сусловарочный котел	Хмелевой бачок	Конденсатор вторичного типа	Гидроциклон	Нагреватель сусла	Энергонакопитель	Танк горячей воды	Танк холодной воды	Охладитель сусла	Стерилизатор	Пропагатор	Дрожжевой танк	Бродильные аппараты	Танк утилизации дрожжей	Буферный танк нефильтрованного пива	Емкость диаэрированной воды
		19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36

Продолжение таблицы 4.1	Примеча-ние		d	d	d		Верт.		верт.		верт.	d
	Высота	2500	4000	1500	4400	4350	4900	1800	4900	3000	5000	4600	4900	2300	2645	2100	1300	2930	1750
	Ширина	1300	1600	800	1600	2450	2450	1500	2450	1300	2400	1200	3200	2600	2020	3300	100	2870	1300
	Длина	1200	-	-	-	-	-	6000	-	900	-	-	4800	4000	2500	6200	600	5730	2150
	Коли-чество	1	1	1	1	1	1	1	1	1	3		2	2	2	2	2	2	2
	Основные показатели	12м3/ч	12м3/ч	12м3/ч	12м3/ч	8м3	20м3	12м3/ч	20м3	6м3/ч	10м3	3-5м3	6 тыс/ящиков	6 тыс/ящиков	6 тыс/ч	6 тыс/ч	6 тыс/ч	6 тыс/ч	6 тыс/ч
	Тип, марка	«Фруктонад»	«Фруктонад»	D-250G	РЗ-ВДФ-25	D-250G	БТ	«Фруктонад»	БТ	«Фруктонад»	«Фруктонад»	С/Р	АРП-24/28	АРР-24	Н2-АИА-6	АММ-6	ОБ-БТ-240А	Т1-ВВЦ-6	Ат- ВЭС
	Завод изготовитель
	Наименование и назначение	Аппарат приготовления кизельгуровой суспензии	Танк хранения кизельгура	Дозатор	Намывной фильтр	Танк отработанного кизельгура	Буферный танк	Фильтр- пресс	Буферный танк фильтрованного пива	Карбонизатор	Форфас	Емкость моющего раствора	Автомат разборки пакетов	Автомат разборки стопок	Автомат для извлечения бутылок из ящика	Бутылкомоечная машина	Бракеражный экран	Разливочно- укупорочный автомат	Этикетировочный автомат
		37	38	39	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50	51	52	53	54

Продолжение таблицы 4.1	Примеча-ние
	Высота	2300	2500	3620
	Ширина	1700	2000	4000
	Длина	2150	1940	2340
	Коли-чество	2	2	2
	Основные показатели	6м3/ч	6м3/ч	6м3/ч
	Тип, марка	БАЗ-М	АУА-6	АПФ-М
	Завод изготовитель
	Наименование и назначение	Бракеражный автомат	Автомат укладки бутылок в ящики	Автомат формирования поддонов
		55	56	57

5 Расчет площадей складских помещений

5.1 Склад хмеля

Склад хмеля должен вмещать запас хмеля на 3 месяца. Годовой расход хмеля составляет 154000 кг. При укладке поддонов в 3 яруса, удельная нагрузка на 1м² площади составляет 1800кг.

Площадь склада хмеля с учетом 30% площади необходимой для обслуживания равна:

S=

5.2 Склад молочной кислоты

Принимаем, что склад молочной кислоты должен вмещать годовой запас сырья. Молочная кислота разлита в бочки по 500 кг. Годовой расход молочной кислоты составляет 6500кг. На 1м² площади склада приходится 500кг.

Площадь склада молочной кислоты с учетом 50% площади необходимой для обслуживания равна:

S=

5.3 Склад оборотных бутылок

Площадь склада оборотных бутылок находим из расчета хранения 5-суточного запаса с учетом площади, требуемой для проезда кар по формуле:

S= ; (5.1)

где V- годовой выпуск пива в бутылках, гл;

m- коэффициент, учитывающий бой и брак;

р- коэффициент, учитывающий площадь для обслуживания;

n- количество ящиков, размещаемых на 1м² площадки при укладке в 2 яруса по высоте;

320- число дней работы завода.

S=

5.4 Склад новых бутылок

На складе новых бутылок должна быть выполнена убыль бутылок, равная 8,09% месячного выпуска пива.

Площадь склада новых бутылок:

S= ; (5.2)

где V-годовой выпуск пива в бутылках, гл;

К- коэффициент, учитывающий площадь для обслуживания;

Р- убыль бутылок;

10,52- число работающих месяцев завода;

n- количество ящиков, размещаемых на 1м² площади при укладке в 2 яруса по высоте.

S=

5.5 Склад готовой продукции

Площадь склада готовой продукции

S= ; (5.3)

где V- годовой выпуск пива, гл;

К- коэффициент, учитывающий площадь для обслуживания;

р- коэффициент, учитывающий бой и брак;

n- количество ящиков, размещаемых на 1м² при укладке в 2 яруса по высоте;

m- количество суток запаса продукции.

S=

6 Технохимический и микробиологический контроль производства

Технохимический и микробиологический контроль производства осуществляется заводской лабораторией.

Главной задачей лаборатории является предотвращение выпуска предприятием продукции, не соответствующей требованиям ми стандартов, технологических инструкций, утверждённых образцами, рецептурами, медико-биологическими требованиями.

Обеспечение выпуска качественной отвечаюшей установленным требованиям продукции невозможно без четко налаженного и строго выполняемого технохимического и микробиологического контроля производства. Производственная лаборатория призвана осуществлять не только проверку стандартных показателей сырья и готовой продукции, но и давать рекомендации по ведению технологического процесса.

Заводская лаборатория должна располагаться в помещениях, защищенных от вибрации, вдали от котельных, дымовых труб и цехов. При организации лаборатории следует учитывать санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. Для одного работающего должно быть отведено не менее 14 квадратных метров рабочего помещения и 1,5-3 метра длины рабочего стола.

Аналитические весы и приборы, требующие стационарной установки, размещают в весовой комнате, куда не должен попадать прямой солнечный свет.

Моечная для химической лабораторной посуды оборудуется специальной моечной (столами), из которых один с вытяжным шкафом, а два других открытые. В аналитической лаборатории устанавливают два вытяжных шкафа: один для работы с летучими веществами с резким запахом и сжигания органических веществ, другой для хранения легколетучих и вредных для здоровья веществ.

Заведующий лабораторией несет ответственность за технологический и микробиологический контроль производственного процесса, за анализ качества продукции, выпускаемой и возвращаемой по причине порчи, а также за правильность работы контрольно-измерительных приборов и точность приготовления стандартных растворов. Заведующий должен следить за правильным и своевременным заполнением лабораторных журналов и составлением отчетов о работе лаборатории.

Заведующий имеет право запретить выпуск готовой продукции, не соответствующий техническим требованиям или качественным признакам.

Все качественные показатели сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции, устанавливаемые в лаборатории, должны регистрироваться в лабораторных журналах.

– Журнал ТХМК № 1 «Контроль качества сусла «из варочного цеха»

– Журнал ТХМК № 2 «Контроль качества солода»

– Журнал ТХМК № 3 «Технологический журнал варочного цеха»

– Журнал ТХМК № 4 «Контроль готового пива»

– Журнал ТХМК № 5 «Контроль воды»

– Журнал ТХМК № 6 «Контроль стерилизации фильтрующих элементов»

– Журнал ТХМК № 7 «Контроль физико-химических показателей воды»

– Журнал ТХМК № 8 «Контроль качества дезинфицирующих и моющих средств»

– Журнал ТХМК № 9 «Контроль процесса главного брожения»

– Журнал ТХМК № 10 «Контроль за температурой и влажностью воздуха»

– Журнал ТХМК № 11 «Контроль за розливом и полнотой налива».

В зависимости от мощности предприятия рекомендуются определенные площади лаборатории.

Мощность проектируемого предприятия составляет:

N=

При мощности предприятия более 1500 гл/сут рекомендуемая площадь лаборатории 123 м², при этом штат лаборатории должен составлять 10-13 человек.

Лаборатория должна быть укомплектована необходимой посудой, оборудованием, приборами и реактивами. В состав измерительных приборов должны входить: ареометры, весы лабораторные, денсиметры, интерферометр, потенциометр, рефрактометр, спектрофотометр, секундомеры, анализаторы пива, термометры, сахаромеры, фотоэлектроколориметры.

При производстве светлого и полутемного пива предусмотрена схемы технохимического и микробиологического контроля, представленная в таблице 6.1

Таблица 6.1 – Метрологический контроль технологических процессов производства пива.

№ п/п	Контролируемый показатель	Документ	Метод анализа	Методика испытания	Место отбора	Перио­дичность
1	Внешний вид	ГОСТ 29294-92	Визуально	ГОСТ 29294-92	Автотранс- порт	При каждом поступлении
2	Цвет	ГОСТ 29294-92	Визуально	ГОСТ 10967	Автотранс-порт	При каждом поступлени
3	Запах	ГОСТ 29294-92	Органолеп-тически	ГОСТ 29294-92	Автотранс-порт	При каждом поступлени
4	Вкус	ГОСТ 29294-92	Органолеп-тически	ГОСТ 29294-92 ГОСТ 10967	Автотранс-порт	При каждом поступлени
5	Проход через сито	ГОСТ 29294-92	Механический		Автотранс-порт	При каждом поступлени
6	Массовая доля сорной примеси	ГОСТ 29294-92	Механический		Автотранс-порт	При каждом поступлени
7	Количество зерен Мучнистых Стекловидных Темных Карамельных	ГОСТ 29294-92	Диафаноскоп Фриабилиметр	Инструкция по ТХКот 01.01.92	Автотранс-порт	При каждом поступлени
8	Массовая доля влаги	ГОСТ 29294-92	Высушивание при Т= const	ГОСТ 29294-92	Автотрасс-порт	При каждом поступлени
9	Массовая доля экстракта в СВ светлого солода	ГОСТ 29294-92	Пикнометр	ГОСТ 29294-92	Автотрасс-порт	При каждом поступлени

Продолжение таблицы 6.1

№ п/п	Контролируе-мый показатель	Документ	Метод анализа	Методика испытания	Место отбора	Перио-дичность
10	Скорость фильтрации лабораторного сусла	Инструк­ция по ТХК от 01.01.92	Визуально	Инструкция по ТХК от 01.01.92	Автотранс-порт	При каждом поступле-нии
11	Продолжитель-ность осахаривания	ГОСТ 29294-92	Визуально йодная реакция	ГОСТ 29294-92	Автотранс-порт	При каждом поступле-нии
12	рН лабораторного сусла	Инструк­ция по ТХК от 01.01.92	рН-метрически	Инструкция по ТХК от 01.01.92	Автотранс-порт	При каждом поступле-нии
13	Цвет лаб. сусла	ГОСТ 29294-92	Визуально йодная реакция	ГОСТ 29294-92	Автотранспорт	При каждом поступле-нии
14	Кислотность лаб. сусла	ГОСТ 29294-92	Титрование	ГОСТ 29294-92	Автотранс-порт	При каждом поступле-нии
15	Прозрачность лаб. сусла	ГОСТ 29294-92	Визуально	ГОСТ 29294-92	Автотранс-порт	При каждом поступле-нии
16	Массовая доля белковых веществ	Значение, рекоменду-емое стандартом	МетодКьельда-ля	ГОСТ 10846	Автотранс-порт	При каждом поступле-нии
17	Массовая доля растворимого белка		Метод Кьельда-ля	ГОСТ 10846	Автотранс-порт	При каждом поступле-нии
18	Число Кольбаха	ГОСТ 29294-92	Метод Кьельда-ля	ГОСТ 29294-92	Автотранс-порт	При каждом поступле-нии
19	Вязкость лаб. сусла		Метод изм. кинем. и динамич. вязкости	Инструкция по ТХКот 01.01.92	Автотранс-порт	При каждом поступле-нии
20	Зараженность хлебными вредителями	СНиПдля пивовар. пред­приятия	Визуально	Инструкция по ТХКот 01.01.92	Автотранс-порт	При каждом поступле-нии
21	Аминный азот	Значение, рекомендуе мое стандартом	Взаимо­действие аминокислот с нингидри-ном	Инструкция по ТХКот 01.01.92	Автотранс-порт	При каждом поступле-нии

Продолжение таблицы 6.1
№ п/п	Контролируе-мый показатель	Документ	Метод анализа	Методика испытания	Место отбора	Перио­дичность

Ячмень пивоваренный

1	Цвет		ГОСТ 5060		Визуально		ГОСТ 10967		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждом вагоне
2	Запах		ГОСТ 5060		Визуально		ГОСТ 10967		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
3	Влажность		ГОСТ 5060		Высушивание при Т= const		Инструкция по ТХКот 01.01.92		автотран-спорт	При каждом поступлении в каждой партии
4	Белок		ГОСТ 5060		Метод Кьельда-ля		ГОСТ 10846-91		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
5	Зерновая примесь		ГОСТ 5060		Механический		ГОСТ 13586.2		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
6	Массовая доля сорной примеси		ГОСТ 5060		Механический		ГОСТ 13586.2		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
7	Массовая доля экстракта в СВ		Инструк­ция по ТХКот 01.01.92		Затирание с солодовой вытяжкой		ГОСТ 12136-77		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
8	Зараженность Вредителями хлебных запасов		ГОСТ 5060		Визуал. микро-скопиро-вание		ГОСТ 1358.4-83		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
			Рисовая и		кукурузная		дробленая		крупа
1	Запах		ГОСТ 6292-93		Органо-лептичес-ки		Инструкция по ТХКот 01.01.92		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
2	Вкус		ГОСТ 6292-93		Органо-лептичес-ки		Инструкция по ТХКот 01.01.92		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
3	Влажность		ГОСТ 6292-93		Высушивание навески при t=const		Инструкция по ТХКот 01.01.92		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
4	Массовая доля экстракта в СВ				Затирание с солодовой вытяжкой		Инструкция по ТХКот 01.01.92		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
5	Сорная примесь		ГОСТ 6292-93		Механический		Инструкция по ТХКот 01.01.92		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
Продолжение таблицы 6.1 6.1
№ п/п		Контролируемый показатель		Документ		Метод анализа		Методика испытаня	Место отбора		Перио-дичность
6		Зараженность хлебными вредителями		ГОСТ 6292-93		Визуаль-но мик-роскопи-рование		Инструкция по ТХКот 01.01.92	автотранс- порт		При каждом поступлении в каждой партии

Хмель гранулированный

1	Цвет	ТУ 10-04-06-66-87	Визуально		автотранс-порт	При каждом поступлении в каждой партии
2	Запах	ТУ 10-04-	Органолеп-	ТУ 10-04-06-	автотранс-	При каждом
		06-66-87	тически	66-87	порт	поступлении в каждой партии
3	Наличие плесени	ТУ 10-04-	Визуально	ТУ 10-04-06-	автотранс-	При каждом
		06-66-87	Микро-скопиро-вание	66-87	порт	поступлении в каждой партии
4	Массовая доля влаги	ТУ 10-04-	Высушивание	ГОСТ	автотранс-	При каждом
		06-66-87	навески при t=const	21948	порт	поступлении в каждой партии
5	Массовая доля α-кислот наСВ	ТУ 10-04-06-87	Экстрагиро-вание	ГОСТ 21948	автотранс- порт	При каждом поступлении в каждой партии

Хмелевой экстракт (С0₂)

1	Внешний вид	Ту 10- 5031536	Органолеп-тически	-«-	автотранс- порт	При каждом поступлении в каждой партии
2	Цвет	-«-	-«-	-«-	-«-	-«-
3	Запах	-«-	-«-	-«-	-«-	-«-
4	Масс. доля СВ	-«-	Высушив. Навески при t=const	-«-	-«-	-«-
5	Массовая доля α-кислот наСВ	-«-	Экстрагирова-ние	-«-	-«-	-«-

Отходы производства

1	Содержание	Инструкция	Визуально	Инструкция	Элеватор	1 раз в
	полноценного зерна в шелухе	по ТХКот 01.01.92		по ТХКот 01.01.92		неделю

Дробление солода

1

Состав помолола - мука - крупка - шелуха

Инструкция по ТХКот 01.01.92

Механич. Органолеп- тически

Инструкция по ТХКот 01.01.92

Дробил- ки варочно-го цеха

При необхо-димости

2

Затор -температура затирания - полнота осахаривания

-«-

Термометр, предел измер. 0-100°С

-»-

В каждом заторе

№ и/ п

Контролируе-мый показатель

Документ

Метод анализа

Методика испыта-ния

Место отбора

Перио­дичность

2

-«-

Йодная проба

-

Варочн. цех

В каждом заторе

Охмеленное сусло

1

Массовая доля сухих веществ

-«-

Сахаромер

-«-

-«-

-«-

2

Кислотность

-«-

Титрометрич.

Инструкция по ТХКот 01.01.92

Варочн. цех

В каждом заторе

3

Цветность

-«-

Визуально

-«-

-«-

-«-

4

Осахаривание

-«-

йодная проба

-«-

-«-

-«-

Продолжение таблицы 6.1

5	Экстракт общий, вымываемый и остающийся	ГОСТ 12136-77				1 раз в декаду
			Брожение
1	Молодое пиво
	- массовая доля сухих в-в	Инструкция	Сахаромер	Инструкция	Бродильн.	В каждом
	- температура	по	Термометр	по	отделен.	бродильном
	- видимый экстракт	ТХКот	Сахаромер	ТХКот	-«-	танке
	- видимая степень сбраживания	01.01.92	Расчетный	01.01.92	-«-
			Дображивание
1	Пиво в танках - шпунтовое давление	ГОСТ 3473	Манометри-чески		Бродильн Отделен. Лагери. Отделен.	Постоянно
	- содержание спирта - действительный экстракт	ГОСТ 12787 ГОСТ1278			-«-	Ежедневно в средней пробе
	-массовая доля сухих веществ в начальном сусле	-«- -«-			-«-	От каждой партии
	-действительная степень сбраживания - кислотность - цветность	ГОСТ12788 ГОСТ 12789			-«-	предназначен ной к выпуску
			Розлив пива
1	Пиво в форфасах - давление - температура		Манометр Термометр		В каждом форфасе	Ежедневно
2	Розлив пива - полнота налива - герметичность укупорки - температура пива				Цех розлива, С каждой линии	Периодически В течение смены
			Готовое пиво
1	Готовое пиво в бутылках - пеностойкость - высота пены	ГОСТ347ГОСТ347
	- массовая доля С02	ГОСТ 12790			Склад	В средних
	стойкость мутность	ГОСТ3473 ГОСТ1278			Готовой Продукц	пробах от каждой партии

Продолжение таблицы 6.1

№ п /п	Контролируемый показатель	Документ	Метод анализа	Методика испытания	Место отбора	Перио­дичность
1	- кислотность - цветность - массовая доля сухих веществ - действительный экстракт - массовая доля спирта	ГОСТ 12789 ГОСТ 12787 ГОСТ 12787 ГОСТ 12787			Склад готовой гродук-ции	В средних пробах от каждой партии
Вспомогательные материалы
1	Фильтр-картон - влажность - набухаемость -фильтрующая способность	ГОСТ 199 ГОСТ 12290 -«-			Склад матер.	В средних пробах от каждой партии
2	Кизельгур - влажность - рН водной вытяжки - водопроницаеемость		Высушива-ние, рН -метрический		Склад матер.	В средних пробах от каждой партии
3	Молочная кислота - общая кислотность	ГОСТ 490				В средних пробах от каждой партии
4	Дезинфицирующие в-ва - содержание активной части	ГОСТ				В средних пробах от каждой партии
5	Бутылки - внешний вид - диаметр горла - средняя масса - вместимость - состояние поверхности	ГОСТ 10117 ТУ			Склад тары	В средних пробах от каждой партии

7 Теплотехнические расчеты

Для обеспечения технологического регламента и благоприятных метеорологических условий в производственных, складских, административно- бытовых помещениях на пивоваренном заводе осуществляется комплексы мероприятий, основным из которых является теплоснабжение.

Теплопотребление промышленных предприятий в общем случае состоит в использовании теплоты для технологических нужд, отопления зданий, нагревания в холодный период года приточного воздуха в установках вентиляции, а также для нетехнологического горячего водоснабжения.

Цель расчета теплотехнической части дипломного проекта- определить годовой расход топлива, связанный с теплопотреблением проектируемого предприятия. Результаты расчета используют в экономической части проекта.

На проектируемом производстве предусматривается расход теплоты на технические нужды и нетехнические(отопление, вентиляцию, хозяйственно- бытовые нужды). Целью расчета является определение с теплопотреблением годового расхода топлива.

Пункт проектирования –город Краснодар.

Расчетные параметры воздуха:

– температура наиболее холодной пятидневки ( расчетная для проектирования системы отопления), =-26 ;

– температура наиболее холодного периода(расчетная для проектирования системы вентиляции), =-13 ;

– средняя температура отопительного периода =-1,8 ;

– продолжительность отопительного периода = 220 сут/год.

7.1 Определения расхода теплоты на технические нужды

Расчет расхода теплоты и пара в варочном цехе пивоваренного завода

В варочном цехе установлен 1 варочный порядок на 5,5т единовременной засыпи ( ). Приготовление сусла осуществляется двухотварочным способом. В сутки производится 7 варок. Принимаем, что на 100 кг зернопродуктов расходуется 500л воды. При этом заторной массы получается 20000кг. Температура солода и несолотенных продуктов 12 . Температура заторной воды 55 .

Температура заторной массы:

С= ; (7.1)

где - удельная теплоемкость зернопродуктов[ =1,7кДж/(кг К)];

- удельная теплоемкость воды ;

- масса воды( 12000кг).

С=

Удельная теплоемкость заторной массы:

С= ; (7.2)

С=

Первая отварка. Расход теплоты на подогрев первой отварки с 51 до 63 с учетом 5% потерь в окружающую среду:

; (7.3)

где G- масса первой отварки(30%),кг;

начальная и конечная температура отварки;

0,95- КПД котла.

Расход теплоты в сутки:

Q=212 1484 кДж

Расход теплоты на подогрев первой отварки с 63 до 72 :

; (7.4)

Расход теплоты в сутки:

Q= 173,5

Расход теплоты на нагрев отварки с 72 до 100

; (7.5)

Расход теплоты в сутки:

Q= 539,8

Продолжительность кипячения первой отварки 30 минут, в течение часа из котла выпаривается воды 5% общего количества. Расход теплоты на кипячение:

; (7.6)

где G- масса отварки;

- продолжительность кипячения, мин;

r- удельная теплота парообразования(r= 2260 кДж/кг)

При КПД котла 0,95:

Q=280

Расход теплоты в сутки:

Q=294.4

Подогревать весь затор до 65 не требуется, так как при возращении первой отварки в затор температура затора станет равной 65

После кипячения масса отварки:

При перекачивании первой отварки температура ее снизится до 85 , тогда температура затора:

Вторая отварка. Расход теплоты на подогрев второй отварки(1/4 затора=1/4 с 65 до 72 :

; (7.7)

Расход теплоты в сутки:

Q=118,3

Расход теплоты на подогрев второй отварки с 72 до 100

; (7.8)

Расход теплоты в сутки:

Q=498

Расход теплоты на кипячение второй отварки продолжительностью 20 минут:

; (7.9)

Расход теплоты в сутки:

Q=197

Из 100кг зернопродуктов получаем 5,793 гл горячего сусла. В процессе кипячения выпаривается 10% общего количества воды.

Количество сусла в сусловарочном котле:

или 35402·d=35402·1,038=36747, где d- относительная плотность сусла при массовой доли сухих веществ 9,5%.

Расход теплоты на нагрев сусла с 78 до 100 :

,

где 3,98- удельная теплоемкость сусла.

Расход теплоты в сутки:

Q=2893·10³·7=20251·10³кДж.

Расход теплоты на кипячение сусла с хмелем:

Q= кДж.

Расход теплоты в сутки:

В теплотехническом цикле используется следующее теплопотребляющее оборудование:

– заторный чан;

– бутылкомоечная машина АММ-6(2шт);

– сусловарочный котел

Заторные чаны и сусловарочный котел рассчитываем как варочный агрегат.

Расчет расхода теплоты на технологические нужды ,кВт, определяют по отдельному оборудованию из выражения:

, (7.10)

где - норма расхода теплоты на единицу производимой продукции, кДж/ ед. прод.;

W- расчетная производительность оборудования, ед. прод /сек.

Годовой расход теплоты на технологические нужды определяются на основе данных о режимах работы технологического оборудования в течении года.

Годовой расход теплоты на технологические нужды ,кДж/год, определяется:

(7.11)

где - соответственно расчетный расход теплоты, кВт, суточная продолжительность работы отдельного оборудования, с/сут и количество рабочих суток, сут/год;

Исходные данные и результаты расхода теплоты на технологические нужды сведены в таблицу 7.1

Таблица 7.1 - Расход теплоты на технологические нужды

Наименование оборудования		W,
1.Варочный агрегат	317,4	0,8	253,92	86400	326	7,15
2.Бытылкомоечная машина	5,43	3,3	17,9	64800	320	0,37
3.Итого			289,72			7,89

7.2 Определение расхода теплоты на отопление

Задача отопления - компенсировать потери теплоты через наружные ограждения помещений.

Ориентировочная оценка расчетного расхода теплоты на отопление , кВт, может быть проведена по укрупненным показателям с использованием формулы:

(7.12)

где удельная отопительная характеристика здания;

V- объем здания по наружному обмеру, м³;

t₂- среднеобъемная расчетная температура воздуха внутри отапливаемых помещений зданий, ⁰С;

t₁- расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления, ⁰С.

Средний расход теплоты на отопление в отопительный период , кВт, составляет примерно 50% от расчетного, т.е. = 0,5 .

Годовой расход теплоты на отопление , кДж/год, определяют из выражения:

= (7.13)

где m_Т- суточная продолжительность работы системы отопления, принятая в расчетах равной 86400с/сут(24с/сут).

Исходные данные и результаты расчета расхода теплоты на отопление сведены в таблицу 7.2

Таблица 7.2 - Расход теплоты на отопление

Отапливаемые здания	V, м3	qт·103, кВт/м3К	t2, 0С	, кВт	, кВт	·109 кДж/год
1.Производственный корпус	18300	0,46	16	353,5	176,8	3,36
2.Материальный склад	336	0,46	12	5,25	2,63	0,05
3.Склад тары и готовой продукции	7248	0,46	12	110,9	55,44	1,05
Продолжение таблицы 7.2
Отапливаемые здания	V, м3	qт·103, кВт/м3К	t2, 0С	, кВт	, кВт	·109 кДж/год
4.Административный корпус	4530	0,46	18	85,2	42,6	0,81
5.Механические мастерские	1180	0,46	18	23,1	11,6	0,22
Итого				577,95		5,49

7.3 Определение расхода теплоты на вентиляцию

Основная задача вентиляции- создать в помещении воздухообмен, при котором загрязненный вредными выделениями воздух удаляется и заменяется чистым, что обеспечивает необходимые гигиенические условия. Расход теплоты на вентиляцию приходится на отопительный период и связан с подогревом воздуха в калориферах приточной системе вентиляции для бродильного отделения, в котором имеет место выделение СО₂.

Расчет расхода теплоты на вентиляцию , кВт, определяют по формуле:

= (7.14)

где К- кратность воздухообмена,с^-1;

V- объем вентилируемого помещения по внутреннему объему,м³;

- средняя объемная изобарная теплоемкость воздуха, принимаемая в расчетах равной 1,3кДж/(м³К);

t_р.з- расчетная температура воздуха в рабочей зоне вентилируемого помещения, принятая равной 12⁰С;

t_н.в- расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем вентиляции,⁰С.

Средний расход теплоты на вентиляцию , кВт, составляет примерно 50% от расчетного, т.е.:

=0,5 (7.15)

Годовой расход теплоты на вентиляцию , кДж/год, определяют по формуле:

= · ·n, (7.16)

где - продолжительность работы системы вентиляции в течении суток отопительного периода, с/сут( = 86400);

n- количество рабочих суток периода, сут/год(n=220).

Исходные данные и результаты расчета расхода теплоты на вентиляцию сведены в таблицу 7.3

Таблица 7.3 - Расход теплоты на вентиляцию

Вентилируемое помещение	К, с-1	V, м3	, кВт	, кВт	·109, кДж/год
Бродильное отделение	0,3·10-3	8860	86,4	43,2	0,82

7.4 Определение расхода теплоты на нетехнологическое горячее водоснабжение

Основное потребление горячей воды приходится на душевые и в умывальники.

Для каждого вида потребителя расход горячей воды G_г.в.,кг/с, регламентирован:

G_г.в.=а·в; (7.17)

где а- норма расхода горячей воды, кг/с, на единицу измерения;

в- количество единиц измерения(работающих в смене, раковин, м³ площади полов и др.)

Расчетный расход теплоты на нетехнологическое горячее водоснабжение

(7.18)

где N- средняя массовая изобарическая теплоемкость воды, равная в расчетах 4,19кДж/кг·К;

-Разность температур холодной и горячей воды,⁰С( = 30-40).

S- количество рабочих смен в сутки, см/сут.

Годовой расход теплоты на нетехнологическое горячее водоснабжение , кДж/год, определяется по отдельному потреблению из выражения:

= ·p·S·n

Исходные данные и результаты расчета расхода теплоты на горячее нетехнологическое водоснабжение сведены в таблицу 7.4

Таблица 7.4 - Расход теплоты на нетехнологическое водоснабжение

Потребители горячей воды	Норма расхода	Количество единиц измерения	Gг.в, кг/с	Р, с/см	S, см/сут	n, сут\год	, кВт	·109, кДж/год
Душевые	0,029	42	1,218	2700	2	326	178,6	0,31
Раковины в умывальниках	0,006	6	0,036	28800	2	326	5,279	0,05
Итого							183,9	0,36

7.5 Определение расчетной паропроизводительности котельной и подбор котельных агрегатов

Расчетная паропроизводительность котельной определяется суммированием расчетных потоков пара у теплопотребителей предприятия, работающих, в одно и тоже время.

Зная суммарные расчетные тепловые потоки по определенным отдельным i-ым статьям расхода , кВт, можно определить соответствующие им расчетные расхода пара ,кг/с, из отношения

= /(h_i2-h_i1); (7.19)

где h_i1,h_i2-соответственно удельные энтальпии пара на входе в i-ое теплообменное устройство и конденсата на выходе из него, и Дж/кг, их разность при расчете технологического потребления принята равной 2400, а отопление и горячее водоснабжение 2300 кДж/кг.

Результаты сводим в таблицу 7.5

Таблица 7.5 - Расчетные расходы пара

Статья расхода пара	Расход пара, кг\с
Технологические нужды	0,329
Отопление	0,228
Вентиляция	0,034
Нетехнологические нужды	0,016
Итого:	0,607

Максимум из и , определяет собой производительность котельной «нетто» D_H,кг/с. Производительность котельной с учетом расхода пара на собственные нужды составляет производительность «бутто» D_бр, кг/с, которую рассчитывают по формуле:

D_бр= D_H/(1- /100), (7.20)

где - суммарный расход пара на собственные нужды котельной, % ( =5-10);

D_бр=0,607/(1-(7/100))= 0,653,кг/с

Количество котлов для котельной, включая резервный, п, шт, определяют по формуле:

п=( D_бр/D_н.п)+1,

где D_н.п- номинальная паропроизводительность котла марки Е-1,9-9-ГМ,с КПД равным 0,873.

п=(0,653/0,44)+1=3 шт.

7.6 Выбор топлива и определение его годового расхода

Основной технической характеристикой топлива является низшая удельная теплота сгорания. Для твердого ее обычно относят к 1 кг рабочей массы, при этом максимальная теплота сгорания доходит до Q_мак.=28000кДж/кг(тощие угли и антрациты), минимальная может в зависимости от содержания балласта опускаться до 10000 кДж/кг и ниже. Теплота сгорания жидкого топлива рассчитывается относительно 1 кг сухой массы и для обезвоженных мазутов, выпускаемых нефтеперерабатывающими заводами РФ она составляет Q_жид=40000-42000кДж\кг. Теплоту сгорания газообразного топлива обычно относят к 1м³ сухого газа при нормальных условиях. Теплота сгорания природных газов основных из газопроводов РФ находится в пределах 33500-43000 кДж/м³.

Годовой расход топлива определяет годовое теплопотребление на производстве , кДж/год. Последние в общем случае, выражается суммой:

= + + + , (7.21)

=14,56·10⁹кДж/год.

Общий годовой расход натурального топлива ,м³(кг)/год,составит:

= /(Q_i·Е_к.а.);

где Q_i- низшая удельная теплота сухой массы газа, кДж/м³;

Е_к.а-КПД котельного агрегата.

=14,56·10⁹/(38100·0,873)=437746 м³/год

Общий годовой расход условного топлива , кг/год, составит:

= · Q_i/Q_к (7.22)

= 437746·38100/29330=568637 кг/год

Годовой расход натурального и условного топлива, связанные с технологическим потреблением = /( Q_i· Е_к.а) и = · Q_i/Q_м,

=7,89·10⁹/(38100·0,873)=237213м³/год

= 237213·38100/29330=308142 кг/год

7.7 Холодоснабжение

Применение холода в производстве пива обеспечивает оптимальный режим технологического процесса на всех стадиях, включая хранение годовой продукции. Холодильная станция размещается в главном корпусе завода или отдельном здании на территории завода. Для получения холода преимущественно применяют компрессорные установки. Помещения и аппараты на пивоваренных заводах, как правило, охлаждаются хладагентом. Достоинством такого охлаждения является возможность аккумуляции холода, что позволяет периодически выключать часть мощностей холодильной установки. Кроме тог7о, упрощается регулирование температуры в системе. Холодильная установка оборудована конденсаторами, компрессорами, маслоотделителями, маслосборниками, ресиверам, испарителями. Холод на предприятии расходуется на технологические и эксплуатационные нужды, вентиляцию.

Расчет расхода холода на технологические нужды пивоваренного завода. На заводе приняты к установке 1 варочный порядок на 5,5т единовременной засыпи. Число варок в сутки 7.

Ассортимент выпускаемой продукции (в%):светлое пиво 80, темное 20.

Расход холода на охлаждение горячего сусла.

Согласно продуктовому расчету из 100кг зернопродуктов получается 579,3л сусла для светлого пива, 575л для темного. Тогда из 20т зернопродуктов получается следующее количество горячего сусла:

Z=(579,3·0,8+575·0,2)

Количество теплоты, которое необходимо отвести(кДж/ч):

Q= (7.23)

где d-относительная плотность сусла;

с- удельная теплоемкость сусла, кДж/(кг·К).

Средняя концентрация сусла 12,5, а относительная плотность 1,0485. Следовательно,

Q=

В сутки необходимо отвести 11052840 кДж теплоты.

Расход холода на отвод теплоты, выделяемой при главном брожении.

Количество сброженного экстракта(кг):

G_с.эк.= (7.24)

где V_c.с.- объем сбраживаемого сусла, л/сут;

с - массовая доля сухих веществ, г/100г;

К - степень сбраживания сусла,%.

В течении года сбраживается 51696000л сусла для светлого пива, 34464000л для темного. При работе бродильного отделения 365 дней в сутки сбраживается:

– светлое пиво

– темное пиво

При этом сбраживается следующее количество экстракта

– светлое пиво G_c.эк.=

– темное пиво G_c.эк=

При сбраживании 1 кг мальтозы выделяется 614,25 кДж теплоты. Тогда за сутки при главном брожении выделится:

(8539+6188)614,25=9046059,75 кДж теплоты, или 9046059,75/24=376919,2кДж/ч.

7.8 Расход холода на охлаждение пива

Молодое пиво перед дображиванием охлаждают до 4⁰С. В виду того, что потери в бродильном отделении в основном наблюдаются при перекачивании и введении дрожжей, а охлаждение производится в бродильных танках, принимаем объем молодого пива, подлежащему охлаждению, равным объему сусла, т.е. 53261л.

Количество холода, требующееся в сутки для охлаждения пива при главном брожении(кДж),

Q=V·c·d(t₂-t₁); (7.25)

где v- объем сбраживаемого сусла, л/сут;

с- удельная теплоемкость пива ;

d- относительная плотность молодого пива(d= 1,0180);

t₂ и t₁ – начальная и конечная температура продукта(12 и 4⁰С).

Q=53261·4,112·1,0180(12-4)=1783611кДж, или 74317 кДж/ч.

Расход холода на отвод теплоты, выделяющейся при дображивании.

В течении года на дображивание и выдержку поступает следующее количество пива(в л):

– светлое пива 40000000л;

– темное пиво 10000000л.

При работе отделения дображивания 365 дней в сутки поступает пива:

– светлое пиво 138082,2л;

– темное пиво 92054,8л.

При сбраживании при дображивании 2% экстракта начального сусла в сутки выделится теплоты:

– светлое пиво 138082,2·1,0485·614,25·0,02·0,125=222327кДж;

– темное пиво 92054,8·1,0485·614,25·0,02·0,125=148218кДж.

Итого 370545кДж, или 15440кДж/ч.

7.9 Расход холода на охлаждение пива при дображивании

На дображивание поступает пиво с температурой 4⁰С, а на фильтрование подается пиво температурой 0- -1⁰С. Охлаждению пиво подвергается в танках путем теплообмена с хладагентом через стенки танка.

В сутки охлаждению подвергается следующее количество пиво(л):

– светлое пиво 138082,2л;

– темное пиво 92054,8л,

Всего 230137л.

Количество холода, требующееся для охлаждения пива дображивании:

Q=V·c·d(t₁-t₂); (7.26)

Q=230137·1,018·4,112(4-(-1))=4816786кДж/сут, или 200700 кДж/ч.

Общий расход холода (в Вт) складывается из расхода на технологические нужды на охлаждение и осушение воздуха, подаваемого на вентиляцию, на компенсацию потерь холода через ограждения( полы, стены, потолки), на компенсацию эксплуатационных потерь холода.

Расход холода охлаждение и осушение воздуха, подаваемого на вентиляцию:

Q=V·n·p(i_н-i_в), (7.27)

где V- объем вентилируемого помещения кратность воздухообмена, с^-1;

р- плотность воздуха помещения, кг/м³;

i_н и i_в- энтальпия наружного воздуха находим по расчетной температуре воздуха и оптимальной влажности на 13 ч самого жаркого месяца; энтальпию воздуха i_в- по температуре и относительной влажности на выходе из воздухоохладителя.

Холодопроводимость установки принимаем с запасом 10%.

Проектируем несколько компрессоров, с тем, чтобы модно было регулировать введение мощностей в зависимости от потребности.

Принимаем к установке холодильные машины DUMHAMBUSH WCFX 45 AUB.

Характеристика холодильной машины:

Тип WCFX 45 AUB;

Холодопроводимость 904 кВт;

Хладагент R-22;

Установленная электрическая мощность 265 кВт;

Число компрессоров 3;

Число оборотов ротора 2950об/мин;

Энергообеспечение 380/ЗФ/50 Гц.

7.10 Мероприятия по экономии топливно-энергетических ресурсов

– эксплуатация оборудования в режиме с минимальным расходом теплоты;

– строгое поддержание на уровне расчетных значений начальных и конечных параметров первичных теплоносителей;

– внедрение эффективной тепловой изоляции;

– наличие и постоянное функционирование, и совершенствование систем учета расхода теплоты и автоматическое регулирование расхода теплоносителей;

– равномерное суточное теплопотребление на производстве;

– исключение в технологическом цикле потерь пара и конденсата;

– выявление и использование вторичных энергоресурсов.

8 Электротехнические расчеты

Электроснабжение предприятий пищевой промышленности включает систему передачи электроэнергии и распределение ее между всеми потребителями. Основными потребителями электроэнергии являются электродвигатели технологического, санитарно-технического и вспомогательного оборудования; также освещение производственных, административно-хозяйственных помещений и территории предприятия осуществляется с помощью электрических осветительных установок.

В настоящее время электрическая энергия является основным видом энергии на предприятиях пищевой промышленности, и надежность систем электроснабжения определяет основные производственные показатели работы предприятия.

Общие сведения о проектируемом объекте.

Проектируемым объектом является пивоваренный завод мощностью 500000 гл в год.

Предприятие расположено рядом с жилым микрорайоном и питается от линии электропередач, проходящей в близи. Фабрика относится к электроприемникам 2-ей категории с допустимым перерывом в электроснабжении согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) до одних суток.

8.1 Расчет силовой и осветительной нагрузки проектируемого объекта

8.1.1 Расчет мощности силовых нагрузок

При расчете используется метод коэффициента спроса, который характеризует испрашиваемую предприятием электроэнергию от электросистемы и зависит от КПД электроприемников, КПД питающей электросети, одновременности работы и степени загрузки оборудования. Основанием для расчета мощности силовой нагрузки является сводная таблица рабочих машин и электродвигателей, составленная с использованием характеристик устанавливаемого технологического оборудования и паспортных данных электродвигателей.

Таблица 8.1 – Расчет мощности силовой нагрузки

Данные рабочих машин			Данные электродвигателей						Суммарная установленная мощность, кВт
Наименование и тип оборудования	Потребляемая мощность, кВт	Кол-во однотипного оборудования	Тип	Номинальная мощность, кВт	Номинальная частота вращения, об/мин	Номинальный КПД, %	Номинальный коэффициент мощности	Кол-во однотипных двигателей
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1. Технологическое оборудование
Ленточный транспортер	0.8	8	4А80А4У3	1,1	920	85	0,86	8	8,8
Нория	2.9	4	4А100S4У3	3	930	82	0,89	4	12
Шнек разгрузочный	1	2	4А80А4У3	1,1	920	85	0,86	2	2,2
Нория	1,8	4	4А80B2У3	2,2	920	82	0,89	4	8,8
Полировочная машина	3,2	2	4А100s4У3	4	1410	88	0,87	2	8
Вибросито	2	4	4А80B2У3	2,2	920	82	0,89	4	8,8
Дробилка	5,1	2	4А100L2У3	5,5	920	85	0,86	2	11
Дробилка	2,3	2	4А71В4У3	3	920	85	0,91	2	6
Мешалка	3,1	2	4А112S2УЗ	4	1420	86	0,86	2	8
Мешалка	6,2	4	4А112M2У3	7,5	1420	85	0,86	4	30
Заторный насос	5,3	4	4А100L2У3	5,5	1410	85	0,86	4	22
Сусловой насос	5	4	4А80А4У3	5,5	1410	85	0,86	4	22
Продолжение таблицы 8.1
Данные рабочих машин			Данные электродвигателей						Суммарная установленная мощность, кВт
Наименование и тип оборудования	Потребляемая мощность, кВт	Кол-во однотипного оборудования	Тип	Номинальная мощность, кВт	Номинальная частота вращения, об/мин	Номинальный КПД, %	Номинальный коэффициент мощности	Кол-во однотипных двигателей
Пивной насос	2,2	10	4А71В4У3	3	1420	85	0,91	10	30
Дозирующий насос	1,1	4	4А80А4У3	1,1	1410	85	0,86	4	4,4
Скребковый транспортер	1,8	4	4А80B2У3	2,2	930	82	0,89	4	8,8
Автомат для извлечения бутылок	2	4	4А80B2У3	2,2	920	82	0,89	4	8,8
Бутылкомоечная машина	4,2	4	4А100L2У3	5,5	920	85	0,86	4	22
Разливочный автомат	4,2	4	4А100L2У3	5,5	920	85	0,86	4	22
Этикетировочный автомат	1,2	4	4А80A2У3	1,5	1350	85	0,86	4	6
Бракеражный автомат	1,2	4	4А80A2У3	1,5	910	85	0,86	4	6
Автомат для укладки бутылок	0.8	4	4А80B2У3	2,2	910	82	0,89	4	8,8
Автомат для формирования поддонов	0,8	4	4А80B2У3	2,2	1400	82	0,89	4	8,8
CIP-насос	2,5	1	4А80B2У3	2,2	930	82	0,89	1	2,2
Цепной транспортер	2,8	1	4А80B2У3	2,2	930	82	0,89	1	2,2
Итого:									214,5
2. Санитарно-техническое оборудование
Кондиционер	3,5	5	4А112S2УЗ	4	1453	86	0,86	5	20
Кондиционер	20	2	4А180s2УЗ	22	975	90,5	0,9	2	44
Вентилятор	11	5	4А132M2УЗ	11	1480	89,5	0,9	5	55
Итого:									119
3. Оборудование вспомогательных цехов
Токарный станок	5,5	2	4А132S6УЗ	5,5	970	79	0,8	2	11
Данные рабочих машин			Данные электродвигателей						Суммарная установленная мощность, кВт
Наименование и тип оборудования	Потребляемая мощность, кВт	Кол-во однотипного оборудования	Тип	Номинальная мощность, кВт	Номинальная частота вращения, об/мин	Номинальный КПД, %	Номинальный коэффициент мощности	Кол-во однотипных двигателей
Электрокара	2,5	12	4А112МА6УЗ	3	955	75	0,75	12	36
Фрезерный станок	2,8	2	4А112МВ8УЗ	3	700	74	0,74	2	6
Шлифовальный	4,5	2	4А132S6УЗ	5,5	970	79	0,8	2	10
Сверлильный	2,6	3	4А112МВ8УЗ	3	700	74	0,74	3	9
Итого:									72
ВСЕГО:									405,5

Продолжение таблицы 8.1

Расчетная активная мощность силового оборудования определяется из выражения:

, кВт, (8.1)

где - суммарная установленная мощность силовой нагрузки, определяемая суммированием номинальных мощностей отдельных потребителей, то есть: ;

- коэффициент спроса по активной мощности;

для предприятий табачной промышленности.

Расчетная реактивная мощность находится из средневзвешенной величины цеха или предприятия из выражения:

, квар, (8.2)

где соответствует расчетным коэффициентам мощности для предприятий табачной промышленности, .

Результаты расчета мощности силовых нагрузок представлены в таблице 8.2

Таблица 8.2 – Результаты расчетов силовой нагрузки

Наименование однотипного оборудования	Суммарно установленная мощность , кВт	Коэф-фициент спроса,	Расчетная активная мощность , кВт	Коэффициент мощности		Расчетная реактивная мощность , квар.
1. Технологическое оборудование	339,1	0,5	169,55	0,75	0,88	149,204
2. Санитарно-техническое оборудование	119	0,7	83,3	0,71	0,99	82,467
3. Оборудование вспомогательных цехов	72	0,55	39,6	0,7	1,02	40,392
Итого:	530,1		292,45			272,0

8.1.2 Расчет мощности электрического освещения

Для расчета мощности электрического освещения используется метод расчета по удельной мощности, которая представляет собой мощность, выраженную в Вт и отнесенную к 1 м пола при заданной освещенности рабочей поверхности в люксах.

В основу этого метода положено рекомендации, учитывающие нормативную освещенность (люкс), высоту подвеса (м) и тип светильника, коэффициент отражения освещаемой поверхности , коэффициент неравномерности освещения .

Основанием для расчета освещения объектов являются нормы освещенности рабочих поверхностей, которые зависят от разряда, характеристики зрительной работы. Для расчета освещения объектов используем нормы освещенности для основных помещений предприятия.

Данные расчета осветительной нагрузки представлены в таблице 8.3

Таблица 8.3 – Результаты расчетов осветительной нагрузки

Наименование помещений	Площадь, , м	Тип светильника		Удельная мощность , Вт/м		Установлен-ная мощность, , кВт
		лампы накаливания	Люминесцент-ные лампы
1	2	3	4	5		6
Подработка	960		ЛСП02-ЛБ-40	7		6,1
Варочный цех	864		ЛСП02-ЛБ-40	8,2		5,0
Машинное отделение	570		ЛСП02-ЛБ-40	5,2		2,7
Бродильное отделение	1430		ЛСП02-ЛБ-40	5		7,1
Лаборатория	320		ЛСП02-ЛБ-40	7		2,0
1	2	3	4	5		6
Фильтрация	670		ЛСП02-ЛБ-40	5,2		2,4
Дрожжевое отделение	180		ЛСП02-ЛБ-40	5,2		0,8
Розлив	1220		ЛСП02-ЛБ-40	10		14,8
Администра-тивные помещения	280		ЛСП02-ЛБ-40	5		1,5
Зал заседаний	202		ЛСП02-ЛБ-40	14		3,0
Дегустационный зал	144		ЛСП02-ЛБ-40	10,8		1,7
Архив документации	168		ЛСП02-ЛБ-40	0,9		0,14
Туалетные комнаты	38	УМП-15		21,5		0,49
Душевые комнаты	76	УМП-15		15,2		0,58
Лестничные комнаты	76		ЛСП02-ЛБ-40	20		0,18
Коридоры	205		ЛСП02-ЛБ-40	11		0,82
Курильные комнаты	251		ЛСП02-ЛБ-40	19,3		0,53
Гардероб	36		ЛСП02-ЛБ-40	5		0,18
Холл	85		ЛСП02-ЛБ-40	0,9		0,076
Ремонтно-механические	510		ЛСП02-ЛБ-40	0,9		0,46
Склады	894		ЛСП02-ЛБ-40	0,9		0,83
Гараж	1300		ЛСП02-ЛБ-40	5,5		7,5
Трансформа-торная	144	УПМ-15		8,4		1,2096
Насосная станция	144	УПМ-15		14		2,016
Продолжение таблицы 8.3
Наименование помещений	Площадь, , м	Тип светильника		Удельная мощность , Вт/м		Установлен-ная мощность, , кВт
		лампы накаливания	Люминесцент-ные лампы
Котельная	280	УПМ-15		8,1		2,268
Стоянка автотранспорта	674	УПМ-15		6,9		4,6368
Туалетная комната	19	УПМ-15		12		0,228
Туалетная комната	19	УПМ-15		5,2		0,0988
Проходная	158	УПМ-15		5,1		0,805
Территория	48000	ПЗС-35		0,5		24

Итого:	69,16
Из них:
Лампы накаливания , кВт	12,76
Лампы люминесцентные , кВт	56,4

Установленная мощность осветительной нагрузки для каждого помещения и объекта определяется умножением удельной мощности на площадь помещения:

, кВт. (8.3)

При освещении лампами накаливания используются светильники УПМ-15, ПЗС-35, а при люминесцентном освещении - светильники типа ЛБ-40 и ЛХБ-40.

8.2 Расчет мощности электрических нагрузок предприятия в целом

Расчетную мощность электрических нагрузок по предприятию в целом определяют на основании расчетов силовых и осветительных нагрузок.

Результаты расчета представлены в таблице 8.4

Таблица 8.4 – Расчетная мощность нагрузок по предприятию

Вид нагрузки	Расчётная активная мощность, , кВт	Коэффициенты мощности		Расчётная реактивная мощность , квар
Расчётная мощность силовых нагрузок	217,115			217,115
Расчётная мощность осветительных нагрузок
Лампы накаливания	35,28
Лампы люминесцентные	61,02	0,85	0,62	37,84
Прочие нагрузки (20%)	62,68
Всего по предприятию:	376,10			254,95

Прочие нагрузки составляют 20% от суммарной активной и реактивной мощности силовой и осветительной нагрузок.

Реактивную мощность осветительной нагрузки создают только люминесцентные светильники с коэффициентом активной мощности 0,85-0,91. При , реактивная мощность люминесцентных ламп находится умножением установленной суммарной активной мощности на коэффициент реактивной мощности .

, кВА, (8.4)

, кВА.

8.3 Расчет коэффициента активной мощности

Коэффициент активной мощности проектируемой фабрики отражает, какую часть расчетная активная мощность составляет от полной расчетной мощности .

,(8.5)

.

Коэффициент реактивной мощности определяется из отношения:

, (8.6)

Активная мощность отражает энергетическую сторону технологического процесса и зависит от количества выпускаемой продукции в единицу времени; реактивная мощность имеет колебательный обменный характер с источником электрической энергии энергосистемы и создает дополнительную нагрузку для генераторов, трансформаторов линий электропередач, что приводит к дополнительным капиталовложениям.

8.4 Расчет реактивной мощности компенсирующей установки

Сравнительный анализ потоков реактивных мощностей (отпущенной энергосберегающей организацией и суммарной расчетной ) показывает, что на проектируемом предприятии необходимо часть реактивной мощности компенсировать и повысить коэффициент активной мощности до заданного значения.

В качестве компенсаторов реактивной мощности на предприятиях пищевой промышленности используют конденсаторные батарей, которые выпускаются промышленностью в виде конденсаторных комплектных установок.

Мощность компенсирующего устройства , квар, вычисляется из выражения:

, (8.7)

где - суммарная расчетная реактивная мощность, квар;

- оптимальная реактивная мощность, задаваемая энергосистемой;

- суммарная расчетная активная мощность, кВт;

- средневзвешенный расчетный коэффициент реактивной мощности; ;

- коэффициент реактивной мощности, задаваемый энергосистемой; , что соответствует .

, квар.

В качестве компенсирующего устройства выбираем комплектную конденсаторные установки: УК 0,38-150 и УК 0,38-35 с суммарной номинальной мощностью 185 квар

8.5 Выбор места расположения трансформаторной подстанции, числа и мощности трансформаторов

Трансформаторные подстанции предназначены для преобразования электрической энергии одного уровня напряжения в электрическую энергию другого уровня напряжения.

Полная расчетная мощность на линиях вторичного напряжения трансформаторной подстанции определяется из выражения:

, кВА, (8.8)

где - коэффициент равномерности максимумов нагрузок, равный 0,85÷0,95; в расчетах принимается .

- суммарная расчетная активная мощность, кВт;

- суммарная расчетная реактивная мощность, квар.

, кВА.

Трансформаторная подстанция обеспечивает прием электроэнергии от электросистемы и распределение ее по цехам и объектам предприятия.

Для обеспечения минимума затрат на строительство и эксплуатацию трансформаторной подстанции ее размещают в центре электрических нагрузок завода, то есть размещают в близи наиболее энергоемкого цеха.

Число трансформаторов на подстанции определяется категорией предприятия. Для потребителей 1-й и 2-й категории целесообразно установить 2 трансформатора одного типа, что позволяет обеспечить работу при выходе из строя одного из трансформаторов при отключенных приемниках 3-й категории.

Фактическое потребление энергии мощностью , кВА предприятием с учетом компенсации реактивной мощности определяют по формуле:

, кВА, (8.9)

, кВА.

Данные расчета реактивной мощности компенсирующего устройства и выбора трансформаторов представлены в таблице 8.5

Таблица 8.5 – Результаты расчета электрической нагрузки предприятия

Тип трансформаторов ТП	Расчетная активная мощность ТП, , кВт	Расчетная реактивная мощность ТП, , квар		Расчетная полная мощность, , кВА	Номинальная мощность ТП, , кВА
		без учета компенсации	с учетом компенсации
ТМ - 400/10	376,1	255	105	338	500

На трансформаторной подстанции предприятия устанавливаем 2 трансформатора типа ТМ-400/10 с номинальной мощностью 800 кВА.

8.6 Расчет годового потребления электроэнергии

Годовой расход электроэнергии, потребляемой осветительными установками и электрооборудованием определяется по группам потребителей умножением расчетной активной ( ) и реактивной ( ) мощностей на годовое число использования максимума нагрузки, соответственно кВт∙ч и квар∙ч:

; (8.10)

. (8.11)

где и - годовой расход активной и реактивной энергии

-годовое число часов пользования максимума нагрузки, определяемое для силовой нагрузки умножением числа часов работы оборудования в год на коэффициент использования максимальной нагрузки .

Годовой расход электроэнергии определяется согласно установленному оборудованию и годовому графику работы предприятия.

Расчетное годовое время для технологического оборудования, санитарно-технического оборудования и оборудования вспомогательных цехов составляют 7152 часов; время использования максимума осветительной нагрузки составляет при 2-х сменной работе оборудования часов.

Таблица 8.6 – Расчет годового потребления электроэнергии

Наименование потребителя	, кВт	, квар	, ч		, ч	Годовой расход электроэнергии
						WA , кВт/ч	Wp, квар/ч
Технологическое оборудование	188,9	188,9	4000	0,85	3400	642260	642260
Санитарно-техническое оборудование	52,5	52,5	4000	0,5	2000	105000	105000
Оборудование вспомогательных цехов	4,9	4,9	4000	0,4	1600	7840	7840
Освещение внутреннее
Лампы накаливания	12,8				550	7040
Лампы люминесцентные	61	37,8			550	33550	20790
Освещение наружное	22,5				3600	81000
Итого:						876690	775890

Годовое потребление электроэнергии составляет W_A=876690 кВт/ч.