2.4 Подбор и расчет технологического оборудования
Немаловажная роль при проектировании молочных предприятий отводится правильному выбору машин и аппаратов, что обеспечивает необходимые условия для планомерной и четкой работы всего предприятия.
При выборе оборудования руководствуются следующими принципами:
- машины и аппараты должны соответствовать современному уровню техники и производства;
- предпочтительно выбирать непрерывно действующие машины и аппараты с системой автоматического контроля и регулирования процессов;
- подбирать оборудование необходимо так, чтобы оно составило единую систему машин, которая позволяет осуществить комплексную автоматизацию производственных процессов;
- система машин должна быть доступной вся целиком или отдельными группам для осуществления безразборной, циркуляционной мойки и дезинфекции;
- производительность выбираемого оборудования должна обеспечивать на всех участках технологического процесса бесперебойную переработку молока.
При подборе технологического оборудования необходимо стремиться к тому, чтобы обеспечить бесперебойную работу завода и осуществить все технологические процессы по принятой технологической схеме. Необходимо предусмотреть максимальное использование оборудования, лучшие условия труда, хорошее качество и низкую себестоимость выпускаемой продукции /15*/.
На основании схемы технологических процессов производства продуктов, схемы направления переработки молока и продуктового расчета подбирается соответствующее технологическое оборудование и рассчитывается занимаемая им площадь /16*/.
Количество необходимых машин и аппаратов N непрерывного действия определяется по формуле:
N
=
,
(2.1)
где М — количество сырья, перерабатываемого в сутки, кг;
n— производительность оборудования, кг/ч;
—фактическое время
работы оборудования, ч.
Фактическое время работы оборудования определяется по формуле:
τ
=
(2.2)
Количество необходимых машин и аппаратов периодического действия определяется по формуле:
N
=
,
(2.3)
где М — количество сырья, перерабатываемого в сутки, кг;
п — число циклов работы оборудования за сутки;
τс
—
продолжительность работы в сутки, ч;
τ — продолжительность одного цикла работы оборудования, ч;
v — рабочая емкость оборудования, кг.
Уровень использования машин и аппаратов характеризует коэффициент использования:
=
,
(2.4)
где
τф
—
время работы оборудования по графику,
ч;
τсм
—
продолжительность рабочего дня, ч.
Приемка молока
В молокоприемном отделении предусмотрено использовать линии приемки молока SMZ-2P производительностью 25000 кг/ч. Для охлаждения молока используются охладители марки ООУ-25 с производительностью 25000 кг/ч, которые будут работать по производительности счетно-измерительных устройств SMZ-2P.
В первую смену принимается 194000 кг молока и во вторую смену принимается также 166000 кг молока.
Принимается время приемки молока в первую и вторую смены равное 4 часам.
Количество оборудования рассчитано по формуле (2.1):
N
=
= 2 ед.
Для резервирования цельного молока предусмотрено использование четырех резервуаров MAV емкостью 25000 л.
Оборудование для производства стерилизованного молока
Для разделения цельного молока на сливки и ОБМ предусматривается сепаратор-сливкоотделитель Ж5-ОС2-НС производительностью 10000 кг/ч.
Для очистки молока предусмотрена бактофуга ДПП-ОБ10. Для подогрева, пастеризации, стерилизации и охлаждения нормализованного молока используется стерилизационно-охладительная установка П8-ОСО производительностью 10000 кг/ч. Для гомогенизации используется гомогенизатор К5-ОГА-10.
На сепарирование направляется 36000 кг молока в первую смену и 36000 кг молока во вторую смену. Время работы стерилизационной установки в первую смену рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 3,6 ч
Время работы стерилизационной установки во вторую смену рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 3,6 ч
Время работы сепаратора-сливкоотделителя, гомогенизатора и бактофуги равно времени работы пластинчатой пастеризационно-охладительной установки.
Для резервирования стерилизованного молока предусмотрены два асептических резервуара AsT15 емкостью 15000 кг.
Для охлаждения сливок установлен охладитель А1-ООЛ-3 производительностью 3000 кг/ч, время работы которого равно времени работы сепаратора-сливкоотделителя.
Для резервирования сливок 12% устанавливаем резервуары MAV емкостью 15000 кг.
Продолжительность фасовки рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 4,2 ч
Оборудование для производства ультрапастеризованного молока
Для разделения цельного молока на сливки и ОБМ предусматривается сепаратор-сливкоотделитель Ж5-ОС2-НС производительностью 10000 кг/ч.
Для очистки молока предусмотрена бактофуга ДПП-ОБ10. Для подогрева, пастеризации, стерилизации и охлаждения нормализованного молока используется стерилизационно-охладительная установка П8-ОСО производительностью 10000 кг/ч. Для гомогенизации используется гомогенизатор К5-ОГА-10
На сепарирование направляется 41796 кг молока в первую смену и 41796 кг молока во вторую смену. Время работы стерилизационной установки в первую смену рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 4,2 ч
Время работы стерилизационной установки во вторую смену рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 4,2 ч
Время работы сепаратора-сливкоотделителя, гомогенизатора и бактофуги равно времени работы пластинчатой пастеризационно-охладительной установки.
Для резервирования стерилизованного молока предусмотрены два асептических резервуара МAV емкостью 15000 кг.
Для охлаждения сливок установлен охладитель А1-ООЛ-3 производительностью 3000 кг/ч, время работы которого равно времени работы сепаратора-сливкоотделителя.
Для резервирования сливок 12% устанавливаем резервуары MAV емкостью 20000 кг.
Продолжительность фасовки для первой и второй смены рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 3,4 ч
Оборудование для производства обезжиренного творога, творога 5%, творога 9%
Нормализация смеси для творогов осуществляется сепаратором-сливкоотделителем Ж5-ОС2-НС производительностью 10000 кг/ч во вторую смену. Для очистки молока используется бактофуга ДПП-ОБ-10 производительностью 10000 кг/ч.
Для охлаждения сливок установлен охладитель А1-ООЛ-5 производительностью 5000 кг/ч, время работы которого равно времени работы сепаратора-нормализатора.
Для резервирования сливок устанавливаем резервуары MAV емкостью 25000 кг.
Пастеризация нормализованной смеси осуществляется на пластинчатой пастеризационно-охладительной установке марки GEA Eckoflex10 производительностью 10000 кг/ч.
Время работы пластинчатой пастеризационно-охладительной установки рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 6,9 ч
Продолжительность работы сепаратора и бактофуги аналогично ППОУ. Заквашивание и сквашивание нормализованной смеси осуществляется в пяти коагуляторах емкостью 10000 кг линии OBRAM, в комплект которой входит: девять коагуляторов, два устройства для опорожнения мультиформ, два формующе-прессующих устройства и два упаковочных автомата.
Продолжительность самопрессования, формования, прессования рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 5,1 ч
Продолжительность фасовки рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 5,6 ч
Сыворотка, полученная при производстве творога, поступает через промежуточный бачок в резервуар марки MAV емкостью 25000 л.
Оборудование для производства мягкого сыра «Нарочь» и мягкого сыра «Любительский»
Нормализация смеси для сыров осуществляется сепаратором-сливкоотделителем Ж5-ОС2-НС производительностью 10000 кг/ч в первую и во вторую смену. Для очистки молока используется бактофуга ДПП-ОБ-10 производительностью 10000 кг/ч. В первую и во вторую смену для производства сыров направляется 42746 кг молока.
Для охлаждения сливок установлен охладитель А1-ООЛ-3 производительностью 3000 кг/ч, время работы которого равно времени работы сепаратора-нормализатора.
Для резервирования сливок устанавливаем резервуары MAV емкостью 15000 кг.
Пастеризация нормализованной смеси осуществляется на пластинчатой пастеризационно-охладительной установке марки GEA Eckoflex10 производительностью 10000 кг/ч.
Время работы для каждой смены пластинчатой пастеризационно-охладительной установки рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 4,3 ч
Продолжительность работы сепаратора и бактофуги аналогично ППОУ. Заквашивание и сквашивание нормализованной смеси осуществляется в четырех коагуляторах емкостью 10000 кг линии OBRAM, в комплект которой входит: девять коагуляторов, два устройства для опорожнения мультиформ, два формующе-прессующих устройства и два упаковочных автомата.
Продолжительность самопрессования, формования, прессования рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 3,8 ч
Продолжительность фасовки рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 3,9 ч
Сыворотка, полученная при производстве творога, поступает через промежуточный бачок в резервуар марки MAV емкостью 20000 л.
Оборудование для производства творожной массы с черносливом и творожной массы с курагой
Для производства творожной массы необходима фаршемешалка и фасовочный автомат.
Продолжительность работы фаршемешалки рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 1,7 ч
Продолжительность фасовки рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 5,6 ч
Оборудование для производства кефирного продукта 1%
Нормализация смеси для кефирного осуществляется сепаратором-сливкоотделителем Ж5-ОС2-НС производительностью 10000 кг/ч в первую смену. Для очистки молока используется бактофуга ДПП-ОБ-10 производительностью 10000 кг/ч, а для гомогенизации используется гомогенизатор К5-ОГА-10 производительностью 10000 кг/ч. Для производства кефирного продукта направляется 50320 кг молока.
Для охлаждения сливок установлен охладитель А1-ООЛ-3 производительностью 3000 кг/ч, время работы которого равно времени работы сепаратора-нормализатора.
Для резервирования сливок устанавливаем резервуары MAV емкостью 20000 кг.
Пастеризация нормализованной смеси осуществляется на пластинчатой пастеризационно-охладительной установке марки GEA Eckoflex10 производительностью 10000 кг/ч.
Время работы для каждой смены пластинчатой пастеризационно-охладительной установки рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 5,0 ч
Продолжительность работы сепаратора, бактофуги и гомогенизатора аналогично ППОУ. Для заквашивания, сквашивания и перемешивания продукта используются резервуары TUS-15.
Продолжительность фасовки рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 3,5 ч
Оборудование для производства сливок стерилизованных
Для подогрева, стерилизации и охлаждения сливок используется стерилизационно-охладительная установка П8-ОСО производительностью 10000 кг/ч. Для гомогенизации сливок используется гомогенизатор К5-ОГА-10 производительностью 10000 кг/ч. В первую смену перерабатывается 17914 кг сливок, а во вторую 20147 кг.
Время работы для первой смены стерилизационной установки рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 1,8 ч
Время работы для второй смены пластинчатой стерилизационной установки рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 2,1 ч
Время работы гомогенизатора в каждую смену аналогично работе стерилизационной установки.
Продолжительность фасовки в первую смену рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 3,0 ч
Продолжительность фасовки во вторую смену рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 3,4 ч
Оборудование для производства биосметаны 12% «Славянская»
Для подогрева, пестеризации и охлаждения сливок используется пластинчатая пастеризационно-охладительная установка GEA Eckofllex5 производительностью 5000 кг/ч. Для гомогенизации сливок используется гомогенизатор А1-ОГМ-5 производительностью 5000 кг/ч. Сливки для этого продукта перерабатываются во вторую смену в количестве 14724 кг.
Время работы для пластинчатой пастеризационно-охладительной установки рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 3,0 ч
Время работы гомогенизатора аналогично работе ППОУ. Для заквашивания, сквашивания и перемешивания используется резервуар TUS-15.
Продолжительность фасовки рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 3,7 ч
Оборудование для производства сметаны 22%
Для подогрева, пестеризации и охлаждения сливок используется пластинчатая пастеризационно-охладительная установка GEA Eckofllex5 производительностью 5000 кг/ч. Для гомогенизации сливок используется гомогенизатор А1-ОГМ-5 производительностью 5000 кг/ч. Сливки для этого продукта перерабатываются во вторую смену в количестве 14724 кг.
Время работы для пластинчатой пастеризационно-охладительной установки рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 1,6 ч
Время работы гомогенизатора аналогично работе ППОУ. Для заквашивания, сквашивания и перемешивания используется резервуар TUS-15.
Продолжительность фасовки рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 2,1 ч
Оборудование для производства сухой деминерализованной сыворотки
Для подогрева, пастеризации и охлаждения сыворотки используется пластинчатая пастеризационно-охладительная установка А1-ОКЛ-10 производительностью 10000 кг/ч. Для сепарирования сыворотки используется сепаратор-остветлитель Ж10-ОТС. На переработку отправляется 100000 кг сыворотки
Время работы для пластинчатой пастеризационно-охладительной установки рассчитано по формуле (2.2):
τ
=
= 10 ч
Следовательно, время работы сепаратора аналогично времени работы ППОУ. После охлаждения сыворотка поступает на установку нанофильтрации, затем на вакуум-выпарную установку, затем на сушилку. Время работы всего этого оборудования аналогично времени работы ППОУ.
Продолжительность фасовки рассчитана по формуле (2.2):
τ
=
= 5,2 ч
Коэффициент использования линий приемки SMZ-2P и охладителей ООУ-25 в сутки рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,44
Коэффициент использования стерилизационной установки П8-ОСО, сепаратора-сливкоотделителя Ж5-ОС2-НС, бактофуги ДПП-ОБ10, гомогенизатора К5-ОГА-10 и пластинчатого охладителя А1-ООЛ-3 в сутки рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,45
Коэффициент использования фасовочного автомата A3-FLEX в сутки рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,53
Коэффициент использования стерилизационной установки П8-ОСО, сепаратора-сливкоотделителя Ж5-ОС2-НС, бактофуги ДПП-ОБ10, гомогенизатора К5-ОГА-10 и пластинчатого охладителя А1-ООЛ-3 в сутки рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,53
Коэффициент использования фасовочного автомата ПЭТ-6000 в сутки рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,43
Коэффициент использования пластинчатой пастеризационно-охладительной установки GEA Eckoflex 10, сепаратора-сливкоотделителя Ж5-ОС2-НС, бактофуги ДПП-ОБ10, и пластинчатого охладителя А1-ООЛ-5 в сутки рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,74
Коэффициент использования гомогенизатора К5-ОГА-10 в смену рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,63
Коэффициент использования линии OBRAM в смену рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,64
Коэффициент использования фасовочного оборудования Multivac в смену рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,7
Коэффициент использования пластинчатой пастеризационно-охладительной установки GEA Eckoflex 10, сепаратора-сливкоотделителя Ж5-ОС2-НС, бактофуги ДПП-ОБ10, и пластинчатого охладителя А1-ООЛ-3 в сутки рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,54
Коэффициент использования линии OBRAM в смену рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,48
Коэффициент использования фасовочного оборудования Multivac в смену рассчитан по формуле (2.4):
Кисп
=
= 0,49
Коэффициент использования фаршемешалки 15ФМ2У в смену рассчитан по формуле (4.2):
Кисп
=
= 0,21
Коэффициент использования фасовочного автомата М6-АР-2С в смену рассчитан по формуле (4.2):
Кисп
=
= 0,7
Коэффициент использования нанофильтрационной установки GEA, Вакуум-выпарной установки и сушилки в сутки рассчитан по формуле (4.2):
Кисп
=
= 0,63
Коэффициент использования фасовочного автомата BOSCH в сутки рассчитан по формуле (4.2):
Кисп
=
= 0,33
Работа оборудования основных цехов предусмотрена таким образом, чтобы оно было максимально использовано, с этой целью некоторые установки и аппараты применяются в производстве различных видов продукции.
Коэффициенты использования оборудования небольшие. Это обусловлено тем, что используются установки с высокой производительностью для ускорения технологических процессов.
Наибольшим коэффициентом использования обладает линия производства творога и кефирного продукта.
Итоги подбора оборудования представлены в сводной таблице оборудования 2.6.
Таблица 2.6 – Сводная таблица оборудования
|
№ поз. |
Наименование оборудования |
Тип, марка |
Емкость, л производи-тельность, кг/ч |
Габаритные размеры, мм |
Занима- емая площадь, м2 |
Кол-во еди-ниц |
Общая площадь | ||
|
длина |
шири-на |
высота | |||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Приёмно-аппаратный цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-1 |
Линия приёмки |
SMZ-2P |
25000 |
1300 |
900 |
1242 |
1,17 |
2 |
2,34 |
|
1-2 |
Охладитель |
ООУ-25 |
25000 |
2000 |
800 |
1530 |
1,6 |
2 |
3,20 |
|
1-3 |
Резервуар |
В2-ОХР-50 |
50000 |
4730 |
3450 |
8960 |
16,31 |
4 |
65,24 |
|
1-5 |
Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка (ППОУ) |
GEA Eckoflex |
10000 |
5400 |
3500 |
2500 |
18,9 |
2 |
37,80 |
|
1-4 |
Насос центробежный |
П8-ОНЦ1-25/32 |
25000 |
580 |
340 |
460 |
0,19 |
20 |
3,80 |
|
1-6 |
Сепаратор-сливкоотделитель |
Ж5-ОС2-НС |
10000 |
1200 |
850 |
1780 |
1,02 |
4 |
4,08 |
|
1-7 |
Бактофуга |
ДПП-ОБ10 |
10000 |
1200 |
1000 |
1750 |
1,2 |
4 |
4,80 |
|
1-8 |
Уравнительный бачок |
ИПКС-013-03 |
50 |
600 |
550 |
900 |
0,33 |
11 |
3,63 |
|
1-9 |
Насос роторный |
В3-ОРА5 |
5000 |
610 |
210 |
225 |
0,13 |
10 |
1,30 |
|
1-10 |
Гомогенизатор |
К5-ОГА-10 |
10000 |
1770 |
1500 |
1800 |
2,66 |
4 |
10,64 |
|
1-11 |
Резервуар |
TUS-15 |
15000 |
3106 |
3106 |
4465 |
9.61 |
5 |
48,05 |
|
1-12 |
Стерилизационно-охладительная установка |
П8-ОСО |
10000 |
4100 |
2900 |
2800 |
11,89 |
3 |
35,67 |
|
1-13 |
Асептический резервуар |
AsT15 |
15000 |
2220 |
2220 |
5320 |
4,92 |
2 |
9,84 |
|
1-14 |
Резервуар |
MAV-20 |
20000 |
2980 |
2980 |
4580 |
8,88 |
2 |
17,76 |
|
1-15 |
Резервуар |
MAV-25 |
25000 |
2980 |
2980 |
5380 |
8,88 |
2 |
17,76 |
|
1-16 |
Резервуар |
MAV-10 |
10000 |
2500 |
2500 |
3600 |
6,25 |
3 |
18,75 |
|
1-17 |
Охладитель |
А1-ООЛ-3 |
3000 |
900 |
400 |
900 |
0,36 |
3 |
1,08 |
|
1-18 |
Охладитель |
А1-ООЛ-5 |
5000 |
970 |
400 |
900 |
0,39 |
1 |
0,39 |
|
1-19 |
Резервуар |
MAV-15 |
15000 |
2500 |
2500 |
4600 |
6,25 |
1 |
6,25 |
|
1-20 |
Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка (ППОУ) |
GEA Eckoflex |
5000 |
3700 |
3600 |
2500 |
13,32 |
2 |
26,64 |
|
1,21 |
Гомогенизатор |
А1-ОГ2М-5 |
5000 |
1475 |
1120 |
1640 |
1,65 |
2 |
3,30 |
|
1,22 |
Резервуар |
TUS-10 |
15000 |
2820 |
2820 |
3900 |
7,95 |
1 |
7,95 |
|
|
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
265,03 |
Продолжение таблицы 2.6
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Творожный цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Линия OBRAM |
OBRAM |
|
18000 |
15000 |
|
270,00 |
2 |
540,00 |
|
|
Фаршмешалка |
15ФМ2У |
1550 |
3255 |
875 |
1300 |
2,85 |
1 |
2,85 |
|
|
Фасовочный автомат |
М6-АР2С |
480 |
2920 |
1470 |
1620 |
4,29 |
1 |
4,29 |
|
|
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
547,14 |
|
|
Цех розлива |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фасовочный автомат |
TB8-1000 |
4500 |
8275 |
2720 |
4920 |
22,50 |
2 |
45,00 |
|
|
Фасовочный автомат |
A3FLEX |
7000 |
9250 |
2850 |
4920 |
26,36 |
1 |
26,36 |
|
|
Фасовочный автомат |
ПЭТ-6000 |
6000 |
16230 |
3210 |
3150 |
52,1 |
2 |
104,20 |
|
|
Фасовочный автомат |
АФ-1500С |
1000 |
2700 |
1300 |
1900 |
3,51 |
6 |
21,06 |
|
|
Фасовочный автомат |
A&P 4800 |
4000 |
2700 |
1000 |
2030 |
2,7 |
1 |
2,70 |
|
|
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
199,32 |
|
|
Цех переработки сыворотки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Резервуар |
MAV-15 |
15000 |
2500 |
2500 |
4600 |
6,25 |
1 |
6,25 |
|
|
Резервуар |
MAV-20 |
20000 |
2980 |
2980 |
4580 |
8,88 |
2 |
17,76 |
|
|
Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка (ППОУ) |
ОКЛ-10 |
10000 |
5400 |
3500 |
2500 |
18,9 |
2 |
18,9 |
|
|
Сепаратор-осветлитель |
Ж10-ОТС |
10000 |
1200 |
850 |
1780 |
1,02 |
1 |
1,02 |
|
|
Насос центробежный |
П8-ОНЦ1-25/32 |
25000 |
580 |
340 |
460 |
0,19 |
2 |
0,38 |
|
|
Уравнительный бачок |
ИПКС-013-03 |
50 |
600 |
550 |
900 |
0,33 |
1 |
0,33 |
|
|
Мембранная установка |
GEA |
10000 |
6550 |
700 |
2000 |
4,60 |
1 |
4,60 |
|
|
Вакуум-выпарная установка |
Виганд-2000 |
2000 |
5250 |
4755 |
4590 |
24,96 |
1 |
24,96 |
|
|
Сушилка |
РЦ3,2-30 |
550 |
2320 |
2320 |
4000 |
5,38 |
1 |
5,38 |
|
|
Бункер |
FM-5000 |
5000 |
850 |
850 |
2200 |
0,72 |
2 |
1,44 |
|
|
Фасовочный автомат |
BOSCH |
1200 |
6800 |
3200 |
2800 |
21,76 |
1 |
21,76 |
|
|
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
83,98 |
|
|
ИТОГО: |
|
|
|
|
|
|
|
1095,47 |