Підбір і розрахунок технологічного обладнання і площ

4.2 Розрахунок обладнання при виробництві консервів «Горбуша натуральна»

Розрахунок конвеєрів:

Конвеєр стрічковий сортувальний

Робочу ширину конвеєра визначають із формули розрахунку продуктивності конвеєра (7):

G=3600*b*h* υ *k_зап* , (7)

звідки:

b= , (8)

де G – година продуктивність на даній технологічній лінії, кг/год;

3600 – перерахунок секунд в години;

b – робоча ширина стрічки, м;

h – середня висота шару риби на стрічці, м (на сортувальних конвеєрах риба лежить в один шар. Висоту шару риби приймають відповідно до максимальної товщини риби);

υ – швидкість руху стрічки, м/с (для сортувальних конвеєрів υ =0, 1 м/с, для укладочних – 0, 16м/с);

k_зап – коефіцієнт заповнення стрічки (приймають від 0, 6 до 0, 8);

- насипна щільність риби, кг/м³ (для дрібної риби 850 – 900, для середньої риби 800, для великої – 700 - 750);

b=1073, 1/3600 ·0, 1·0, 06·750·0, 7=0, 094 (м)

Повну ширину стрічки розраховують за формулою 9:

В = (9)

Після визначення В, підбирають стрічку, яка має необхідну або найближчу більшу ширину. Розповсюджені наступні розміри ширини стрічки ( у мм): 300, 400, 500, 650, 800, 1200, 1400, 1600 (ГОСТ 20-82 на стрічки конвеєрні гумовотканинні).

В = 0, 094/0, 9=0, 104 (м)

Відповідно вимогам ГОСТ 20-62 на стрічки конвеєрні гумовотканині повну ширину стрічки підбираємо 300 мм.

Для розрахунку довжини стрічкового конвеєра розраховують кількість робітників, які виконують ручні операції на стрічкових конвеєрах за формулою 10:

, (10)

де n – кількість робітників, чол.;

q – годинна норма виробітку на одну людину, кг/год; q = 700кг/год

n=1073, 1/700=1, 53 приймаємо 2 чол.

Висота конвеєра, як і висота столів для ручної обробки сировини, може бути прийнята 0, 8 м.

Робочу довжину конвеєра при двосторонньому розташуванні робочих розраховують за формулою 11:

L_p= _, (11)

де L_p – робоча довжина конвеєра, м;

2 – коефіцієнт, який враховує двостороннє розташування робітників;

п – кількість робітників на сортуванні (інспекції);

l_р.з. – довжина робочої зони, м;

l₁ – довжина ополіскуючого пристрою, м;

l₂ – довжина ділянки конвеєра для стікання води після ополіскування, м;

l₃ – довжина ділянки конвеєра, передбачена технікою безпеки, м;

L_p = (2·1/2) +1, 5+1, 5+1, 0= 5(м) або 5000 мм

Конвеєр стрічковий дозачистки

Робочу ширину конвеєра розраховують за формулою

b=930/3600·0, 16·0, 06·750·0, 7=0, 051 (м)

Повну ширину стрічки розраховують за формулою

В =0, 051/0, 9 = 0, 057 (м)

Відповідно вимогам ГОСТ 20-62 на стрічки конвеєрні гумовотканині повну ширину стрічки підбираємо 300 мм.

Для розрахунку довжини стрічкового конвеєра розраховують кількість робітників, які виконують ручні операції на стрічкових конвеєрах за формулою 10: (q = 250 кг/год)

n= 930 /250 =3, 7 приймаємо 4 чол.

Робочу довжину конвеєра при двосторонньому розташуванні робочих розраховують за формулою 11:

L_p= (4·1/2) +1, 5+1, 5+1, 0=6 (м) або 6000 мм

Розрахунок автоклавів

Якщо тривалість технологічного процесу вимірюється хвилинами, кількість обладнання періодичної дії розраховують за формулою 4:

, (4)

де G_год – максимальна кількість сировини, яка обробляється за годину;

τ _ц – тривалість циклу, хв.

_ц= _{завантаження}+ _{продувки} + τ _{нагріву} + τ _{стерилізації} + τ _{охолодження} + _{вивантаження};

τ _ц = 10+5+15+40+20+5=95 хв.

V – місткість апарата (одиниці вимірювання як і G).

n=(60 · 59 · 95) / (60 · 1140) = 5 автоклавів

, (5)

∆ τ =(60·1140)/(60·59)=20хв.

Графік роботи автоклавів наведено в табл.

Таблиця - Графік роботи автоклавів

4.2.2 Розрахунок обладнання при виробництві консервів «Скумбрія атлантична обжарена в томатному соусі»

Конвеєр стрічковий сортувальний

Робочу ширину конвеєра розраховують за формулою

b=1112, 8/3600·0, 1·0, 04·800·0, 7=0, 137 (м)

Повну ширину стрічки розраховують за формулою

В =0, 137/0, 9 = 0, 153 (м)

Відповідно вимогам ГОСТ 20-62 на стрічки конвеєрні гумовотканині повну ширину стрічки підбираємо 300 мм.

Для розрахунку довжини стрічкового конвеєра розраховують кількість робітників, які виконують ручні операції на стрічкових конвеєрах за формулою 10: (q = 600 кг/год)

n= 930 /600 =1, 8 приймаємо 2 чол.

Робочу довжину конвеєра при двосторонньому розташуванні робочих розраховують за формулою 11:

L_p= (2·1/2) +1, 5+1, 5+1, 0=5 (м) або 5000 мм

Конвеєр стрічковий дозачистки

Робочу ширину конвеєра розраховують за формулою

b=965/3600·0, 16·0, 04·800·0, 7=0, 075 (м)

Повну ширину стрічки розраховують за формулою

В =0, 075/0, 9 = 0, 083 (м)

Відповідно вимогам ГОСТ 20-62 на стрічки конвеєрні гумовотканині повну ширину стрічки підбираємо 300 мм.

Для розрахунку довжини стрічкового конвеєра розраховують кількість робітників, які виконують ручні операції на стрічкових конвеєрах за формулою 10: (q = 200 кг/год)

n= 965, 1 /200 =3, 8 приймаємо 4 чол.

Робочу довжину конвеєра при двосторонньому розташуванні робочих розраховують за формулою 11:

L_p= (4·1/2) +1, 5+1, 5+1, 0=6 (м) або 6000 мм

Розрахунок автоклавів

Якщо тривалість технологічного процесу вимірюється хвилинами, кількість обладнання періодичної дії розраховують за формулою 4:

, (4)

де G_год – максимальна кількість сировини, яка обробляється за годину;

τ _ц – тривалість циклу, хв.

_ц= _{завантаження}+ _{продувки} + τ _{нагріву} + τ _{стерилізації} + τ _{охолодження} + _{вивантаження};

τ _ц = 10+5+15+70+20+5=125 хв.

V – місткість апарата (одиниці вимірювання як і G).

n=(60 · 59 · 125) / (60 · 1140) = 7 автоклавів

, (5)

∆ τ =(60·1140)/(60·59)=20хв.

Графік роботи автоклавів наведено в табл.

Таблиця - Графік роботи автоклавів

Тепловий розрахунок двостіного котла

1-фаза підігріву

Витрати тепла на нагрів внутрішньої мідної частини

Q1 = Gм · См · (tк – tн), кДж

Де См – питома теплоємкість міді – 0, 394 кДж/(кг·К);

Gм = 2 π ·R² ·δ м·ρ м

R – радіус котла – 0, 45 м;

δ м- товщина мідної частини – 0, 004 м;

ρ м- густина міді – 8900 кг/м³.

Q1= 45, 2·0, 394 (120, 5 – 20)=1172 (кДж)

tк=(143 + 98)/2 = 120, 5 °С

Витрати тепла на нагрів зовнішньої сталевої частини

Q2 = Gст · Сст · (tк – tн), кДж

Де Сст - питома теплоємність сталі – 0, 48 кДж/(кг·К);

Маса зовнішньої сталевої частини

Gст = 2 π ·R² ·δ ст·ρ ст

R – радіус парової рубашки – 0, 5075 м;

δ м- товщина стінки сталі – 0, 01 м;

ρ м- густина сталі 7850 кг/м³.

Gст = 2 · 3, 14 · 0, 5975² · 0, 01 · 7850 = 126, 9 кг

Q2 = 126, 9 · 0, 48 · (143 – 20) = 7492 кДж.

Витрати тепла на підігрів продукта

Q3 = Gст · Сст · (tк – tн), кДж

Де Gпр – маса томатної заливки, загруженої в котел;

Спр – питома теплоємність томатного соусу – 3, 6 кдж/кг·град.

Gпр = V · ρ · f кг,

Де V – об’єм сферичної частини котла

V= 2/3 ·π ·R³

ρ - густина - 1050 кг/м³

f- коефіцієнт заповнення сферичної частини – 1.

V = 2/3 · 3, 14 · 0, 45³ = 0, 19 м³

Gпр = 0, 19 · 1050 · 1 = 200кг

Q3 = 200 · 3, 6 (98 – 20) = 56160 кДж

Витрати тепла на випаровування вологи з поверхні продукту при підігріві

Q4 = w · r кДж,

Де w – кількість вологи, яка випаровується, кг;

r- теплота утвореня пари при t = 59 °С – r= 2359 кДж/кг

w = wс · τ · fη

де wс - кількість вологи, яка випаровується з поверхні продукта за секунду.

Визначається по номограмі стр.138 при tср продукту

tср = (98+20)/2 = 59 °С

Тоді wс = 0, 002 кг/м² а з урахуванням фактичної поверхні випаровування при діаметрі котла 0, 9 м – 0, 0013 кг/с

Q4 = 0, 0013 · τ · 2359 = 3, 066 τ, кДж

Втрати тепла в зовнішнє середовище

Q5 = Fa · α о · τ ·(tст – tв),

Де Fa – площа зовнішньої поверхні котла, м²;

Fa = 2 π R2²,

Де R2 - зовнішній радіус парової рубашки, м

α о – сумарний коефіцієнт тепловіддачі, кВт/м² · град.

tст – середня температура стінки, tст= (143+20)/2=81, 5 °С

tв – температура повітря, °С

Fa= 2 · 3, 14 · 0, 5175² = 1, 68 м²

α о=(9, 3+0, 058 · 81, 5) · 0, 001 =0, 0140 кВт/м² · град

Q5 = 1, 68 · 0, 0140 · τ (81, 5 – 20) = 1, 446 τ кДж

Загальні втрати тепла в 1–й фазі

Qобщ = 1172 + 7492 + 56160 + 3, 066 τ + 1, 446 τ

Qобщ =64824 + 4, 51τ

Тривалість нагріву

Qобщ =k·F·∆ tср ·τ

∆ tср= ∆ tн/∆ tк=(143 – 20)/(143 – 98)=2, 7 ≥ 2

Тому ∆ tср логарифмують

∆ tср=((143 – 20) – (143 – 98))/2, 3 ℓ ɡ (143 – 20)/(143 – 98) = 79 °С

Qобщ = 0, 564 · 1, 68 · 79τ

64824 + 4, 51τ = 74, 85 τ

τ =921, 5 c = 15, 35 хв. Приймають 16 хв.

Якщо тривалість технологічного процесу вимірюється хвилинами, кількість обладнання періодичної дії розраховують за формулою 4:

, (4)

де G_год – максимальна кількість сировини, яка обробляється за годину;

τ _ц – тривалість циклу, хв.

_ц= _{завантаження}+ _{підігріву} + τ _{кипіння} + τ _{розгрузка} ;

τ _ц = 5+16+10+5=36 хв.

V – місткість апарата (одиниці вимірювання як і G).

n=(367, 5 · 36) / (60 · 200) = 2 котла

, (5)

∆ τ =(60·200)/367, 5=27хв.

Графік роботи автоклавів наведено в табл.

Таблиця - Графік роботи автоклавів

4. 4 Розрахунок площі сировинного майданчика

Розрахунок площі сировинного майданчика виконується після аналізу її максимального завантаження. Сировинний майданчик в цеху, що проектується, призначений для короткочасного зберігання сировини перед обробкою і обчислюють площу на дво-тригодинний запас риби з навантаженням 300-400 кг на 1 м² площі.

Площа сировинного майданчика F, м² для зберігання риби залежить від продуктивності лінії Р в тоннах, в період максимального завантаження ліній, розрахованих норм витрат сировини Т (в кг/т), допустимого терміну зберігання сировини t_зб і навантаження на 1 м² майданчика. Площа сировинного майданчика розраховується за формулою 27:

F' = (27)

Т – норма витрат сировини на одну тонну або на одну тоб готової продукції, кг/т, кг/тоб;

Р – годинна продуктивність лінії в період максимального завантаження, т/год, тоб/год;

t_зб – допустимий термін зберігання сировини на сировинному майданчику, год;

g – навантаження на 1 м² сировинного майданчика, кг/м², т/м².

Оскільки в цеху, що проектується, установлюють дві технологічні лінії, то площу сировинного майданчика розраховують за формулою (28):

. (28)

F=(438 · 2, 5 · 3)/350)+(454, 2 · 2, 5 · 3)/350) = 19, 1 м²

З урахуванням проходів розраховану площу збільшують на 50% і розраховують за формулою 29:

F'= F∙ 1, 5. (29)

F'= 19, 1 · 1, 5 = 28, 65 м²

З урахуванням F' приймають ширину майданчика рівною ширині цеху, що проектується, і визначають довжину майданчика за формулою 30:

L = . (30)

L = 28, 65/12 = 2, 4 м

Для нормальної організації вантажних робіт довжину сировинного майданчика приймають рівною 3 м.