Технологического оборудования

На основании эскизной технологической схемы составляют и рассчитывают уравнения материальных и тепловых балансов технологической линии. Конечным результатом расчета материальных и тепловых балансов является производительность машины (аппарата, агрегата) на каждой технологической стадии производства. Принципы и подходы к технологическому расчету оборудования непрерывного и периодического действия различны, хотя конечная их цель сводится к нахождению, преимущественно, рабочего объема машины (аппарата, агрегата или поверхности теплообмена.

После расчета определяющих размеров машин (аппаратов, агрегатов) технологической линии и с учетом условий осуществления технологического процесса на каждой стадии производства подбирают (по каталогам) производственное оборудование, если оно стандартное и серийно производится промышленностью. В противном случае разрабатывается нестандартное продовольственное оборудование.

Можно рекомендовать следующую последовательность выбора типа производственного оборудования для осуществления технологического процесса на каждой стадии производства:

1) установить физико-химические свойства перерабатываемых компонентов сырья и готового продукта;

2) исходя из требований технологического регламента производства выбрать рациональный способ осуществления технологического процесса на каждой стадии производства;

3) подобрать тип(ы) стандартного оборудования или разработать нестандартное оборудование для осуществления технологического процесса;

4) на основании технико-экономического анализа провести окончательный выбор наиболее предпочтительного типа оборудования для каждой стадии производства.

Для проведения технологического расчета производственного оборудования необходимо знать кинетические закономерности процессов, осуществляемых в машинах (аппаратах, агрегатах) технологической линии.

По общепринятой классификации, основанной на кинетических закономерностях процессов, различают:

- гидромеханические процессы, скорость которых определяется законами гидродинамики:

- теплообменные процессы, скорость которых определяется законами теплопередачи:

- массообменные (диффузионные) процессы, скорость которых определяется скоростью перехода вещества из одной фазы в другую:

- механические процессы, скорость которых определяется законами физики твердого тела.

- химические процессы, связанные с превращением веществ и изменением их химических свойств. Скорость этих процессов определяется закономерностями химической кинетики:

- биохимические процессы, связанные с синтезом веществ и осуществляемые под воздействием и при непосредственном участии живых микроорганизмов и выделенных из них ферментов (биологических катализаторов). Скорость биохимических процессов, как и в предыдущем случае, определяется скоростью роста культуры от концентрации одного или нескольких наиболее важных компонентов среды, обеспечивающих основу метаболизма. Эти компоненты получили название лимитирующих субстратов.

Основной частью технологического расчета является определение численных значений движущей силы, коэффициента скорости процесса и основной размер машины или аппарата (рабочий объем, площадь фильтрования, поверхности теплообмена, число тарелок ректификационной колонны и т.п.).

Стандартное технологическое оборудование выпускается предприятиями машиностроения, причем обычно в виде ряда типоразмеров, которые определяются стандартами и содержатся в каталогах.

При разработке нестандартного оборудования после выбора типа и определения его основных размеров, технологи с привлечением специалистов других профилей (механиков, теплотехников, электриков и др.) составляют задание на разработку чертежей нестандартного оборудования (рассмотрим позже).

Техническое задание обычно содержит эскиз разработанного оборудования с указанием его технологического назначения и кратким описанием принципа работы. Кроме того, в техническом задании приводятся: основные параметры технологического процесса, физико-химические характеристики сырья и перерабатываемых продуктов с перечислением важнейших свойств этих веществ (агрегатное состояние, плотность, вязкость, летучесть, взрывоопасность и т.п.), способа загрузки исходных веществ и выгрузки готового продукта. К числу технологических данных относятся также способы теплообмена, конструкция, тип и размер теплообменной поверхности, параметры теплоносителя (хладагента), тип и конструкция перемешивающих устройств, характеристика привода с указанием мощности и типа устанавливаемого двигателя.

Технологу следует также охарактеризовать помещение, где будет установлен аппарат, и предложить способ установки аппарата. Оценив свойства перерабатываемых веществ и область их использования, дать рекомендацию к выбору материала для изготовления корпуса аппарата и его деталей.

На основе технического задания конструкторский отдел проектной организации готовит чертежи общего вида аппарата и его отдельных узлов. Затем эта проектная документация предоставляется заводу-изготовителю, где конструкторское бюро разрабатывает рабочие чертежи с учетом конкретных условий работы данного машиностроительного предприятия.