Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологическое проектирование производства пива. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»
__________ ФГБОУ ВО_____ ____
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
А. Е. ЧУСОВА, Т. И. РОМАНЮК,
Г. В. АГАФОНОВ, Н. В. ЗУЕВА, И. В. НОВИКОВА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ПРОИЗВОДСТВА ПИВА
Утверждено
редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
ВОРОНЕЖ
2020
1
2
УДК 663.4 (075.8)
.
Т Без объявл
ББК Л876-4-02 я 7
Т38
Научный редактор профессор Г. В. АГАФОНОВ
Р е ц е н з е н т ы:
отдел технологии пивоварения ВНИИ ПБиВП - филиала ФГБНУ
«ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН
канд. тех. наук А. В. КОРОСТЕЛЕВ
(генеральный директор ООО «ПЗ «КАНЦЛЕРЪ»)
Печатается по решению
редакционно-издательского совета
Воронежского государственного университета инженерных технологий
Технологическое проектирование производства пива
Т38
[Текст] : учеб. пособие / А. Е. Чусова, Т. И. Романюк, Г. В. Агафонов [и др.]., Воронеж. гос. ун-т инж. технол. – Воронеж :
ВГУИТ, 2020. – 263 с.
ISBN 978-5-00032-484-4
Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВО для выпускников по направлению 19.03.02 и 19.04.02 - «Продукты питания из растительного сырья». Оно закрепляет теоретические знания дисциплины «Проектирование предприятий
по переработке растительного сырья» вариативной части Блока 1
В учебном пособии представлены прогрессивные аппаратурно-технологические
схемы производства пива, отражены современные нормативные документы отрасли, новые ГОСТы на сырье и готовую продукцию. Приведены примеры по расчету продуктов и
компоновочные решения цехов. Даны характеристики новых видов оборудования. Приведены энергетические расчеты. Описаны требования к строительному проектированию.
4001080200 20
()
ОК 03 2020
-
ISBN 978-5-00032-484-4 © Чусова А. Е., Романюк Т. И.,
Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежского государственного университета инженерных технологий, его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия университета запрещается.
-
УДК 663.4 (075.8)
ББК Л876-4-02 я 7
Агафонов Г. В., Зуева Н. В.,
Новикова И. В., 2020
© ФГБОУ ВО «Воронеж. гос.
ун-т инж. технол.», 2020
3
ВВЕДЕНИЕ
Пивоваренная промышленность России включает свыше
250 предприятий, производственные площади которых расположены в 73 субъектах, различных по формам организации производства, мощности, характеру технологического процесса и ряду
других показателей. Многие пивоваренные заводы (особенно
большой мощности) представляют собой индустриальное производство с высоким уровнем техники, мощным энергетическим
хозяйством, требующим большого количества специалистов высокой квалификации.
По уровню специализации можно выделить три типа
предприятий:
· специализированные пивзаводы и пивокомбинаты;
· пивобезалкогольные заводы и комбинаты;
· предприятия в составе агрофирм, городских (районных) пи-
щекомбинатов и других многопрофильных предприятий пищевой промышленности.
По числу стадий производственного процесса предпри-
ятия пивоваренной промышленности подразделяются на предприятия с собственным солодовенным производством и не
имеющие такового.
По производственной мощности пивоваренные заводы
делятся на следующие типы:
· крупнейшие - более 3 млн дал (около 30 предприятий),
· крупные - от 1 до 3 млн дал (около 50),
· средние и малые - от 0,2 до 1,0 млн дал (более 170).
Такая типология наиболее корректна при исследовании
влияния предприятий на экономику регионов, при определении
размеров обслуживаемых ими территорий. Так, сфера потребления продукции мелких предприятий, как правило, представляет
собой диапазон от города с населением не более 100 - 150 тыс.
человек (пивзаводы мощностью 180 - 200 тыс. дал и цеха комбинированных предприятий пищевой промышленности (70 160 тыс. дал) до отдельных ресторанов (малые пивоварни мощностью 28 - 45 тыс. дал).
4
Средние по мощности предприятия работают на более
крупные города и близлежащие районы. Крупные заводы снабжают пивом крупные города и субъекты РФ, зачастую реализуют
пиво в соседних областях. Крупнейшие заводы - предприятия
масштаба экономического района, вывозящие свою продукцию за
сотни, а то и за тысячи километров.
Сегодня в российском пивоварении явно прослеживается
тенденция к концентрации производства. Холдинги и крупные
пивзаводы мощностью от 5 - 7 млн дал за счет размеров производства и растущего контроля над всеми звеньями цепи от выращивания ячменя до реализации пива сокращают издержки, снижают себестоимость, что приводит к вытеснению наименее рентабельных малых и средних производителей с рынка.
Пивоваренная промышленность относится к числу отрас-
лей, тяготеющих к местам потребления готовой продукции. Уровень потребления пива в каком-либо регионе характеризуется в
основном наличием производственных мощностей. Это обусловлено тем, что масса пива с транспортной тарой в бочковом розливе в 11 раз, а в бутылочном в 20 раз превышает массу солода,
идущего на его изготовление. Крупнейшие солодовенные предприятия расположены как в сырьевых районах (Воронежская,
Белгородская, Волгоградская области), так и вблизи потребителей (Московская, Ленинградская области).
Как и во многих других отраслях пищевой промышленности, в пивоварении размещение предприятий носит практически
повсеместный характер. Однако все же определенная неравномерность существует. Наибольшее количество предприятий пивоваренной промышленности расположено в Центральном (20 %)
и Поволжском (13 %) экономических районах, наименьшее - в
Северном (3 % ) . Такое распределение объясняется в большей степени различиями в уровне общего экономического развития и в
плотности населения регионов, и в меньшей степени - различиями в удаленности от сырьевой базы. Например, удельный вес затрат на сырье и материалы в Центральном районе составляет
около 50 – 55 %, а в Северном – 30 – 35 %, в то время как Северный район является единственным в России, в котором не производят солод. То есть близость к источникам сырья в пивоваренной промышленности имеет меньшее значение, чем общеэкономическая региональная дифференциация.
5
Современные пивоваренные предприятия должны отличаться наиболее прогрессивными технологическими процессами,
комплексной механизацией и автоматизацией производства, погрузочно-разгрузочных и складских работ, улучшением условий
труда, высоким качеством готовых изделий, расширением ассортимента и снижением себестоимости продукции.
Наиболее экономически выгодным является строительство предприятий большой мощности, так как на таких заводах
достигается высокий уровень механизации и автоматизации не
только основных технологических процессов, но и транспортноскладских работ. Отсюда высокая эффективность использования
производственных мощностей, организации труда, что обусловливает наивысшую производительность труда и рентабельность
предприятия.
Недостатком строительства крупных пивоваренных заводов является большой объем межобластных перевозок товара,
которые относятся к плохо транспортируемым продуктам. Поэтому пивоваренные заводы большой мощности строятся, как
правило, в крупных областных и республиканских центрах.
При выборе мощности пивоваренного завода для определенного района строительства предварительно изучаются технико-экономические показатели, по которым определяется оптимальная мощность предприятия, то есть такая мощность, при которой достигается наиболее полное использование передовой
техники и технологии, а производство пива максимально приближено к местам потребления.
Проект любого цеха или предприятия должен базироваться на новых технологических решениях, прогрессивных технологиях, то есть эти два процесса – научно-исследовательская работа
и проектирование – неразрывно связаны между собой.
В пособии приведены современные технологические приемы производства пива, разработанные нормативные документы
отрасли, представлены примеры технологических расчетов, освещен принцип подбора основного оборудования, энергетические
расчеты, компоновочные решения, указаны аспекты технохимического контроля производства, экологичности и безопасности
проекта.
6
ГЛАВА 1.
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
1.1. Виды проектных работ
Созданию нового промышленного объекта предшествует
разработка проектной документации на строительство. Проектирование промышленных предприятий ведется в одну, две или три
стадии.
В одну стадию допускается проектирование несложных
объектов, а также – при наличии типовых или рекомендованных
для повторного применения индивидуальных проектов. Проект,
выполненный в одну стадию, носит название «технорабочий проект». Проект, выполненный в две стадии, состоит из проектного
задания и рабочих чертежей. Проект, выполненный в три ста-
дии, состоит из проектного задания, технического проекта и рабочих чертежей. Выбор количества стадий проектирования зависит от сложности проекта. Проектирование пивоваренных заводов обычно ведется в две стадии, при этом все проектные материалы с исчерпывающей полнотой отражаются в проектном задании.
Проектирование пивоваренных заводов выполняется при
решении различных задач: новое строительство предприятия,
расширение существующего производства, реконструкция (или
техническое перевооружение) действующего предприятия, модернизация производства.
К новому строительству относится строительство комплекса объектов основного, подсобного и обслуживающего назначения вновь создаваемых предприятий, зданий и сооружений,
создание новой производственной мощности.
Расширение действующих предприятий предусматривает
строительство дополнительного производства на существующем
предприятии, а также строительство новых и расширение имеющихся отдельных цехов на территории действующих предприятий.
7
При расширении действующего предприятия увеличение
его производственной мощности осуществляется в более короткие сроки и при меньших удельных затратах по сравнению с новым строением, но с обязательным повышением технического
уровня и улучшением технико-экономических показателей.
Реконструкция действующих предприятий предусматривает переустройство существующих цехов и объектов основного,
подсобного и обслуживающего назначения, как правило, без
расширения имеющихся зданий и сооружений; она связана с совершенствованием производства и повышением его техникоэкономического уровня на основе достижения научнотехнического прогресса.
При реконструкции предусматривается увеличение производственной мощности за счет внедрения прогрессивной технологии, повышения производительности труда; снижение себестоимости; увеличение других технико-экономических показателей действующего предприятия.
Модернизация заключается в усовершенствовании действующего оборудования с целью улучшения его техникоэкономических показателей (увеличение производительности,
улучшение условий обслуживания).
1.2.Исходные данные для проектирования
Для обеспечения высокого качества проектной документации необходимо произвести сбор исходных данных по географическому размещению предприятия, выбору площадки для строительства и сделать экономическое обоснование. При реконструкции, расширении или техническом переоснащении предприятия
необходим сбор данных по существующему производству. При
решении вопроса о географическом размещении пивоваренных
предприятий главную роль играет сравнительная характеристика
транспортабельности сырья и готовой продукции, грузоподъемность транспорта и его себестоимость. Учитываются изменения
качества и иных показателей продукта во время перевозок.
При проектировании пивоваренных предприятий с целью
правильного географического размещения необходимо стремить-
8
ся к максимальному приближению готовой продукции к местам
потребления, сокращению встречных перевозок, использование
для производства местного сырья. Пивоваренное производство
осуществляется с ориентацией на возможности сбыта. Зона потребления большей частью охватывает одну область или большой
город.
В настоящее время существует неравномерность размещения пивоваренных предприятий, вызывающая нерациональные
перевозки готовой продукции, требующая дополнительных
транспортных средств и материальных затрат. С целью ликвидации неравномерности размещения пивоваренных заводов необходимо либо строительство новых предприятий, либо реконструкция, расширение и технологическое переоснащение существующих, если эти мероприятия технически возможны и экономически целесообразны.
Для решения вопроса о строительстве новых или реконструкции существующих предприятий проводят техноэкономическое обследование района предполагаемого строительства или
технологического перевооружения предприятия, составляют экономическое обоснование на основе результатов обследования или
бизнес-план.
Основной задачей экономического обоснования является
окончательная проверка необходимости строительства нового
или реконструкция существующего пивоваренного завода в
предполагаемом районе, а также определение производственной
мощности и примерного ассортимента. До составления экономического обоснования производят техноэкономические обоснования, в результате которых должны быть получены следующие
сведения:
- наличие в данном городе, районе действующих пивоваренных заводов, мини-пивоварен, их производственная мощность;
- техническое состояние действующих пивоваренных предприятий, возможность их реконструкции, расширения;
- численность городского и сельского населения района,
который должен обеспечиваться пивом, перспектива прироста
населения;
9
- количество и ассортимент пива, ввозимого в данный рай-
он, с указанием расстояний перевозок;
- наличие путей сообщения железнодорожных, водных и
для автотранспорта;
- источник энергоснабжения, водоснабжения, канализации,
газоснабжения;
- обеспечение будущего предприятия сырьем, вспомогательными материалами и тарой, строительными материалами;
- наиболее целесообразное месторасположение пивоварен-
ного предприятия с учетом перспектив развития города, района.
Производственная мощность предприятия М, млн дал в
год, определяется по формуле
М = Кр∙A∙п/107– П,
где Кр – поправочный коэффициент к нормам потребления
(Кр = 0,8…1,1 в зависимости от района); А - расчетная численность населения; п - норма потребления пива на душу населения
для данного района, л в год; П – производственная мощность
действующих пивоваренных предприятий в данном районе, млн
дал в год.
Расчетная численность населения, как правило, определяется по численности на момент составления обоснования и приросту населения на перспективу. Гораздо сложнее определить
нормы потребления, так как это величины непостоянные. По мере изменения благосостояния населения изменяется спрос на те
или иные продукты питания, меняется структура питания, соответственно, потребление одних продуктов увеличивается, других
– уменьшается.
При определении производственной мощности основного
технологического оборудования в проектах следует принимать
уровень (коэффициент его использования) 0,90…0,95.
После определения производственной мощности предприятия устанавливается примерный объем капитальных вложений,
сроки их окупаемости за счет ежегодных прибылей при эксплуатации предприятия.
На основании вышеперечисленных сведений решается вопрос об экономической целесообразности строительства нового
или реконструкции существующего предприятия. При положи-
10
тельном решении на основе экономического обоснования составляется задание на проектирование.
Выбор площадки для строительства завода является важной
и ответственной задачей. При этом должны быть проанализированы и учтены экономические, санитарные и строительные требования.
Экономически целесообразно выбирать площадку рядом с
действующими или строящимися пищевыми предприятиями с
целью использования имеющихся подъездных путей, энергетического хозяйства, водопроводных, канализационных, газовых
коммуникаций и других сооружений; площадь участка должна
быть достаточной для нормального размещения на нем производственного корпуса завода, вспомогательных цехов, складских,
административно-бытовых и других зданий с соблюдением санитарных и противопожарных разрывов между ними по действующим нормам.
Желательно, чтобы площадка имела прямоугольную форму
и была ограничена с двух сторон общественными проездами.
По санитарным требованиям вблизи выбранной площадки
не должно быть предприятий, загрязняющих воздух или являющихся источником инфекции, отрицательно влияющих на сырье
и готовую продукцию, предприятие на выбранной площадке
должно быть отгорожено от вредных предприятий и жилых домов санитарно-защитной зоной не менее 50 м; площадка не
должна иметь заболоченных мест или участков застоя поверхностных вод.
По строительным требованиям выбраннаяплощадка должна исключать большой объем земляных работ при планировке
территории; уровень грунтовых вод должен допускать устройство подвальных этажей; несущая способность грунта должна допускать строительство многоэтажных зданий. Допускаемое давление на грунт должно быть не более 1,5…2,0 кг/см
(0,15…0,20 МПа).
Правильный выбор площадки с учетом всех экономических, санитарных и строительных требований дает возможность
значительно снизить затраты на строительство и уменьшить эксплуатационные расходы.
2
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]