3 Методика технологічного проектування підприємств м'ясної галузі
Для створення ефективного виробництва необхідно передбачати комплексне раціональне використання сировини. Отримані продукти забою і вторинна сировина м'ясопереробних виробництв можуть служити сировиною для харчової, кормової продукції, а також медичних і лікувально-профілактичних препаратів, продукції широкого споживчого попиту тощо.
Технологічне проектування підприємств м’ясної промисловості здійснюють поетапно:
вибір асортименту продукції;
вибір технологічних схем;
продуктовий (матеріальний) розрахунок (розрахунок сировини, готової продукції та допоміжних матеріалів);
вибір, розрахунок технологічного обладнання,
розрахунок робочої сили;
розрахунок енерговитрат;
розрахунок виробничих площ;
компонування виробничих приміщень з розташуванням технологічного обладнання;
проектування генерального плану.
Для виконання проектного завдання необхідно обрати асортимент продукції, яку передбачають виготовляти на виробництві. Асортимент продукції встановлюється на основі нормативної документації згідно обраних технологічних схем переробки сировини і напівфабрикатів.
Технологічна схема виробництва – це послідовний перелік всіх основних операцій і процесів із зазначенням параметрів режимів та умов, які застосовуються.
Особливість реалізації технологічних схем підприємств з переробки худоби полягає в тому, що первісний технологічний процес (первинна переробка худоби) є загальним і незмінним для всіх проектованих об'єктів. Переробка напівфабрикатів і використання деяких продуктів первинної переробки худоби (крові, вмісту шлунків тварин, кератинвмісної сировини, субпродуктів II категорії тощо) різні. Глибина переробки напівфабрикатів в кожному окремому випадку визначається рентабельністю виробництва на проектованому підприємстві.
Технологічні схеми виробництва ковбасних, цільном'язових виробів, напівфабрикатів і консервів не залежать від потужності цеху. На підприємствах будь-якої потужності технологічний процес здійснюється за єдиною для кожного виду продукції технологічною схемою згідно нормативних документів.
Щоб створити необхідну систему технологічних процесів необхідно скласти загальну технологічну схему переробки худоби або м’яса із зазначенням наміченого до випуску асортименту продукції. Обрана схема зумовлює напрямок переробки окремих видів сировини і напівфабрикатів, а також дозволяє виявити наявність вторинних продуктів, відходів на певних стадіях процесу, додатково уточнити окремі схеми та їх апаратурне оформлення. При цьому промислові будівлі проектуються з суворим дотриманням вимог виробничих процесів та з врахування технологічних зв’язків.
Головним завданням проектування промислових об'єктів є організація виробничого процесу і пов'язаної з ним технологічної схеми, реалізація якої можлива з дотриманням наступних вимог:
- максимальне використання і переробка сировини в продукцію;
- переміщення сировини, напівфабрикатів, матеріалів і відходів у певній послідовності за найкоротшими напрямами і з найменшими витратами;
- відсутність перетину (або зведення їх до мінімуму) виробничих потоків і транспортування сировини, напівфабрикатів через приміщення, в яких не проводиться їх обробка;
- можливість зміни і доповнення технологічних схем по мірі зміни технологічного процесу;
- забезпечення найбільш ефективних техніко-економічних показників (за собівартістю продукції, продуктивністю праці тощо).
Користуючись загальними схемами переробки сировини, здійснюють матеріальний розрахунок сировини і готової продукції окремих ланок переробки. При цьому уточнюють масу сировини, напівфабрикатів, відходів, допоміжних матеріалів по цих ланках.
Матеріальний розрахунок являє собою баланс між масою сировини, що надходить на переробку і масою продукції. Вихідними даними для складання матеріального балансу є потужність підприємства та асортимент продукції, що виготовляється. Матеріальний баланс виконується по кожному виробництву окремо на основі технологічних інструкцій. В інструкціях регламентовані вимоги до сировини і матеріалів, вказані рецептури, норми витрати сировини, допоміжних матеріалів, норми виходу готової продукції.
Вибір і розрахунок необхідного устаткування є одним з найбільш важливих етапів розробки проекту підприємства, оскільки від правильного вибору обладнання залежить чітка і планомірна робота підприємства, якість продукції, продуктивність праці, розміри прибутку. Основою для підбору обладнання є потужність підприємства (маса переробленої сировини) та технологічна схема переробки із позначенням послідовності окремих операцій та їх режимів. Найважливішими показниками раціональності вибору обладнання і машин є коефіцієнти їх використання за часом і завантаженням. З метою раціональної роботи коефіцієнти використання технологічного обладнання за часом і завантаженням не повинні бути нижче 0,8.
Допоміжне і транспортне обладнання обирається відповідно до основного і визначається організацією виробничого потоку в цілому. При цьому слід прагнути до того, щоб був створений єдиний ритм виробництва по всьому технологічному процесу.
Сучасне м’ясопереробне виробництво за структурою є ряд потокових ліній, які можна розглядати як технологічні системи окремих технологічних процесів.
Завдання вибору обладнання для м’ясопереробних підприємств є складною оптимізаційною задачею. При її вирішенні в якості критеріїв можна використовувати, наприклад, такі:
- мінімальні витрати на придбання обладнання;
- мінімальні транспортні витрати по доставці обладнання;
- мінімальна площа, яку займає обладнання;
- максимальний рівень механізації або автоматизації підприємства;
- максимальний захист навколишнього середовища.
Для розрахунку деяких видів обладнання (довжини конвеєрів забілування, вилучення внутрішніх органів, столів обвалювання і жилування тощо) у відповідності з прийнятою в проекті технологічною схемою необхідно провести розрахунок і розстановку робочої сили.
Розрахунок робітників (n) здійснюють за наступними принципами:
- за укрупненими нормами виробітку на одиницю сировини або готової продукції (1 голову худоби, 1 туб консервів, 1 тис. порцій напівфабрикатів, 1 т м'яса і ін);
- норм виробітку на окремих операціях на одного робочого за зміну;
- норм обслуговування одиниці обладнання або технологічної лінії (1 робочий обслуговує два вовчка; одну технологічну лінію обслуговують 4 робочих);
- нормам оперативного часу на виконання однієї операції.
При визначенні чисельності робітників важливу роль відіграє їх розстановка. Необхідно намагатись використовувати мінімальну чисельність працюючих при максимальній продуктивності.
Апаратурно-технологічна схема виробництва розробляється на підставі обраної технологічної схеми після вибору обладнання, необхідного для виконання технологічних операцій. Графічна побудова схеми повинна дати наочне уявлення про послідовну взаємодію окремого обладнання і транспортних мереж та про послідовне переміщення сировини, яка переробляється. Вона організовується для детальної організації виробничого процесу і розміщення робочої сили.
На апаратурно-технологічній схемі машини і апарати розміщуються не у відповідності з розміщенням їх на планах виробництва, а в порядку послідовності технологічних та допоміжних, механізованих і ручних операцій, побудованих у ланцюг на одному рівні. Обладнання на схемах представляється зі спрощеними зовнішніми контурами і при довільному масштабі.
При графічному зображенні обладнання, яке розміщується на річних рівнях, його компонування повинно приблизно (схематично) відповідати дійсному розміщенню на виробництві. Наприклад, при переміщенні на виробництві підвісних шляхів на різних висотах їх проектують у довільному масштабі також один над одним.
Переміщення сировини між машинами зображанні, у вигляді товстої безперервної лінії. Вхід і вихід сировини з машини (а можливо і транспортування через обладнання повинні відповідати напряму дійсного руху сировини під час обробки на виробництві.
Таким чином, апаратурно-технологічна схема представляє схему виробництва як єдину взаємозв'язану систему.
Машини і апарат, транспортні мережі та певні робочі місця з використанням ручних операцій позначаються на схемі написом знизу схеми у напрямку, вертикальному до місця позначення.
На схемах можна подавати стислі текстові дані, якщо їх неможливо або недоцільно наводити графічно або умовними позначеннями.
ІІри великій кількості функціональних частин (обладнання, робочих місць тощо) замість безпосередніх надписів та позначок проставляють порядкові номери (арабськими цифрами) на горизонтальних поличках виносок над обладнанням схеми. Перелік обладнання наводять окремо у переліку елементів або в специфікаціях пояснювальної записки.
Зони виконання технологічних операцій позначаються знизу безпосередньо під схемою. При великій кількості технологічних операцій їх позначають римськими цифрами або заголовними літерами з поясненням їх на окремому листі.
Об'ємно-планувальні рішення можуть бути різним в залежності від потужності виробництва, кількості поверхів і розмірів будівлі. Однак є ряд обов'язкових умов, які необхідно дотримуватися при розстановці обладнання, з тим щоб виробничий потік був реалізований з мінімальними витратами, забезпечував безпеку праці і дотримання санітарно-гігієнічних умов.
При розміщенні технологічного обладнання необхідно враховувати відстань для забезпечення:
- потоковості технологічного процесу;
- безпосередньої передачі сировини від машини до машини;
- зручної і безпечної роботи устаткування,
- можливості проведення ремонтних і монтажних робіт;
- зручного підведення інженерних комунікацій,
- освітленості робочих місць;
- дотримання техніки безпеки;
- угруповання обладнання з урахуванням теплових показників,
- дотримання вимог промислової естетики.
Архітектурно-будівельні рішення. У проектуванні і будівництві будівель та споруд для зменшення інвестиційних витрат, підвищення якості споруджуваних об'єктів використовують конструктивні елементи індустріального виготовлення. Метод індустріалізації полягає у використанні уніфікованих типових будівельних конструкцій.
Уніфікація – технічний напрямок у проектуванні та будівництві, що полягає у приведенні будівельних параметрів (проліт, крок, висота) до меншого числа типорозмірів збірних конструктивних елементів будівель і споруд.
Типізація – технічний напрямок, що використовується при проектуванні і будівництві, яке дозволяє багаторазово застосовувати уніфіковані об'ємно-планувальні і конструктивні рішення при спорудженні різних будівель і споруд.
Об'ємно-планувальні рішення промислових будівель також мають уніфіковані параметри. До основних параметрів будівлі відносяться:
проліт – відстань між розбивочними осями рядів колон або стін у поперечному перерізі;
крок – відстань між розбивочними осями рядів колон або стін у поздовжньому перерізі будівлі;
висота – відстань від чистої підлоги до низу несучої конструкції покриття (в одноповерхових будівлях) і до рівня чистої підлоги наступного поверху (у багатоповерховому будинку);
сітка колон – зображення колон з врахуванням відстані між ними в поперечному і поздовжньому напрямках;
будівельний квадрат – площа ділянки будівлі, обмежена одним прольотом і одним кроком (6х6=36, 6х12=72).
У практиці проектування підприємств м'ясної галузі при одноповерховому будівництві використовують уніфіковані:
прольоти, довжина яких дорівнює 6, 12 або 18 м;
крок колон – 6 м.
рекомендована висота 4,8 і 6 м (кратна 1,2).
Іноді у будівлях холодильників застосовують крок 12 м.
При багатоповерховому будівництві приймають наступні параметри:
прольоти – 6 м, -
крок колон – 6 м,
висота – 4,8 м.
Взаємоув'язка та взаємозамінність прийнятих у проектах будівель розмірів будівельних конструкцій досягається за допомогою єдиної модульної системи (ЄМС), яка побудована на принципі кратності використання розмірів. Величина кратності називається модулем (М). В якості модуля прийнята величина, що дорівнює 100 мм.
На основі ЄМС при проектуванні створюють сітку модульних розбивочних осей (колон) (рис. 3), яка є основою графічної проектованої будівлі.
Розбивочні осі мають наступні позначення: поздовжні осі сітки колон позначають буквами українського алфавіту, як правило, знизу вгору (А, Б, В і т. д.), поперечні – цифрами – зліва направо і, як правило, з першої осі проектованого корпусу (1, 2, 3, і т. д.).
Модульну (разбивочную) сітку колон використовують для «посадки» будівлі на місцевості.
До модульних осей прив'язують конструктивні елементи будівлі. Прив'язкою називається відстань між модульної (розбивочної) осі і границею конструктивного елементу будівлі (обладнання).
Рис. 3 Сітка модульних розбивочних осей (колон).
Розрахунок виробничих площ та вимоги до компонування приміщень розглядається у практичних роботах вказаних нижче.
Для зображення компонування промислової будівлі на кресленні у масштабі 1:200 (1:100) наносять розраховані внутрішні розміри виробничого приміщення, позначають сітку колон.
Розстановка обладнання є одним з найбільш важливих етапів проектування, так як являє собою основу організації виробничого потоку в просторі і здійснюється методом площинного моделювання на плані підприємства (цеху, відділення) у масштабі 1:100 (1:50).
У приміщеннях зображеної будівлі розміщують моделі обладнання (умовне позначення обладнання з дотриманням габаритних розмірів) у тій послідовності, в якій протікає технологічний процес, з урахуванням взаємної ув'язки обладнання і позначенням транспортних пристроїв.