Понятие о поточных линиях и машинно-аппаратурных схемах

Современные технологии реализуются с помощью взаимосвязанных комплексов технологического оборудования, которые образуют технологические линии. Механизация и автоматизация технологических процессов проводится с целью повышения производительности, качества и безопасности производимого продукта, снижения влияния человеческого фактора. Большинство современных производств работает по принципу поточных линий. Поточная линия — комплекс оборудования, взаимосвязанного между собой и работающего согласовано с заданным ритмом по единому технологическому процессу. Рабочие места размещаются в соответствии с последовательностью технологического процесса. Поточная линия обеспечивает непрерывность технологического процесса и создает оптимальные условия для его механизации.

Технологический процесс для поточных линий следует проектировать так, чтобы в линии было наименьшее число рабочих позиций и машин. Это позволяет сократить рабочие площади и затраты на оборудование, так как сложный многофункциональный агрегат часто стоит меньше нескольких более простых. При подборе оборудования необходимо учитывать и уровень специализации или универсальности линий. На предприятиях небольшой мощности целесообразно устанавливать универсальные переналаживаемые линии. Крупные предприятия наоборот оснащают специализированным оборудованием. При этом надо помнить, что стоимость переналаживаемых линий значительно выше, чем специализированных.

Создавая поточную линию необходимо обеспечить интенсивность технологических процессов, что также снижает размеры линий и повышает производительность. Однако чрезмерное форсирование режимов обработки приводит к быстрому износу оборудования и сокращению времени обработки ниже допустимого, что сказывается на качестве продуктов (например, ухудшение физико-химических и микробиологических свойств). Поэтому для каждого конкретного случая необходимо подбирать оптимальные режимы обработки.

Скорость обработки на отдельных этапах влияет на синхронизацию работы поточной линии и их компоновку. Оптимальными являются такие условия, когда производительность отдельных операций технологического процесса, выполняемых на данной поточной линии, одинакова или кратна друг другу, что обеспечивается подбором соответствующего оборудования. В этом случае применяют сквозную однопоточную компоновку с транспортными устройствами, передающими полуфабрикат с одной технологической операции на другую. Если производительность оборудования и время выполнения технологических операций на отдельных участках существенно разнятся, применяют многопоточные линии с параллельными, сходящимися или расходящимися потоками. Для этого применяют специальные перегружающие и распределительные транспортные устройства, с помощью которых производится перераспределение поступления полуфабрикатов на отдельные участки. По сути, при таких компоновках создается несколько поточных линий, связанных друг с другом общим автоматическим управлением. Помимо технологических факторов, на компоновку линии влияет конфигурация цеха, здания и т.д. Наиболее распространенные компоновки поточных линий представлены на рис. 5.

Кроме того, разделение поточных линий на участке не всегда связано с конструктивной неизбежностью. Например, при жесткой связи оборудования на отдельных участках выход из строя или простой одного из них может привести к остановке всей линии или существенной потере производительности и увеличению энергозатрат. Разделение такой линии на отдельные, не связанные между собой участки с созданием бункерных устройств или накопителей позволяет решить эту проблему. В результате, комплексы оборудования групп А, Б, С в таких линиях часто представляют собой самостоятельные линии. Например, линия упаковки молока, линия получения шоколадных масс и т.д.

Рисунок 5 – Примеры компоновок поточных технологических линий пищевых производств

В качестве примера рассмотрим машинно-аппаратурную схему комплекса технологического оборудования для производства майонеза непрерывным способом.

Майонез – это сметанообразная мелкодисперсная эмульсия типа «масло в воде», приготавливаемая из рафинированных дезодорированных масел с добавлением эмульгаторов, вкусовых добавок и пряностей, применяемая в качестве приправ для улучшения вкуса и усвояемости

При выработке майонеза используют в основном подсолнечное масло, реже соевое и светлое хлопковое.

Майонез в зависимости от энергетической ценности классифицируют на высокожирный с массовой долей жира более 55 %, средней жирности с массовой долей жира 40...55 % и низкой жирности с массовой долей жира менее 40 %.

По назначению и составу майонезы подразделяют на столовые, с пряностями, с вкусовыми и желируюшими добавками, диетические для детского питания.

Машинно-аппаратурная схема комплекса технологического оборудования для производства майонеза непрерывным способом приведена на рис. 6. Сырье перед началом технологического процесса проходит предварительную подготовку (очистку, нагрев и т. д.) и поступает в расходные резервуары 1...4 (см. рис. 6). Далее с помощью дозаторов для сухих 5 и жидких 6 компонентов, оснащенных автоматическими весовыми станциями, происходит их набор в зависимости от за­данной рецептуры приготавливаемого майонеза.

Затем в смесителе 7 образуется майонезная эмульсия, которую перекачивают насосом 8 через фильтры 9 и направляют в деаэратор 12, где с помощью вакуум-насоса 10 происходит удаление летучих ароматичес­ких веществ горчицы и воздуха. После этого эмульсию ротационным на­косом 10 и плунжерным насосом-дозатором 12 направляют в теплооб­менник-охладитель 13, где вначале ее нагревают до температуры 53...55 0С, а затем охлаждают ледяной водой или другим хладагентом. Эмульсию, охлажденную до температуры 0...5 0С, подают в проме­жуточную емкость 14, откуда она самотеком поступает в гомогенизатор 15 для улучшения ее дисперсного состояния. Полученная тонкодисперсная эмульсия попадает в емкость 16, откуда – в фасовочно-упаковочную машину 17 и далее в машину для укладки готовой продукции.

Рисунок 6 – Машино-аппаратурная схема производства майонеза непрерывным способом

5.4. Основные понятия о планировке производственных помещений
и размещении оборудования

Основой архитектурно-строительного решения предприятия и компоновки оборудования является технология, компоновка поточных линий и машинно-аппаратурная схема производства. Именно эти факторы в основном определяют количество производственных зданий, их этажность и принцип расстановки оборудования.

Состав строений предприятия устанавливается в соответствии с делением производства на основное и вспомогательное. Каждое из этих производств включает в себя цеха, участки и службы.

Центральное место в производственном процессе предприятия занимает основное производство, в котором преобладают основные технологические процессы, содержащие совокупность действий, непосредственно связанных с производством той или иной продукции.

К вспомогательному производству относят такие процессы, которые необходимы для обслуживания основного производства и обеспечения бесперебойной работы предприятия. К задачам вспомогательного производства относят:

– обеспечение предприятия всеми видами энергии;

– ремонт и обслуживание технологического, энергетического, транспортного и других видов оборудования;

– приемку, хранение и транспортировку исходного сырья, полуфабрикатов, готовой продукции;

– содержание и ремонт зданий и сооружений предприятия.

Требования и нормы, используемые при компоновке оборудования и помещений, подразделяются на четыре основные группы:

– санитарные требования и нормы;

– требования и нормы пожарной безопасности;

– требования и нормы охраны труда и техники безопасности

– экономические требования.

Промышленные здания классифицируют:

– по функциональному назначению;

– по этажности;

– по способу освещенности естественным светом;

– по температурному режиму.

По функциональному назначению промышленные здания разделяют на:

– производственные (цеха, выпускающие готовую продукцию или полуфабрикаты);

– подсобно-производственные (ремонтные цеха, гаражи и др.);

– энергетические (котельные, ТЭЦ, компрессорные и т.д.);

– складские;

– санитарно-технические (насосные, очистные сооружения и др.);

– вспомогательные (заводоуправление, проходные, медпункт и т.д.).

По этажности промышленные здания и сооружения подразделяют на:

– одноэтажные;

– многоэтажные;

– комбинированные.

На практике значительное распространение получили одноэтажные промышленные здания как более экономичные ввиду того, что горизонтальное перемещение сырья и полуфабрикатов значительно дешевле и проще многоразового вертикального. Кроме того, отпадает необходимость в проектировании дорогостоящих лестниц и подъемников, стоимость стен и фундаментов ниже, чем в многоэтажных зданиях, облегчается оздоровление воздушной среды посредством максимального использования естественной вентиляции. Однако при одноэтажной застройке дороже стоимость отопления за счет увеличения площади теплопотерь и занимаемой территории.

По способу освещенности естественным светом промышленные здания проектируют с боковым светом, проникающим через окна, и с комбинированным освещением.

По температурному режиму промышленные здания делят на теплые и холодные. В отапливаемых зданиях стены и покрытия подлежат теплотехническому расчету в соответствии с климатическим районом и должны обеспечивать возможность поддержания необходимой температуры внутри цеха в холодный период года.

Основными критериями размещения отдельных строений предприятий являются:

– зонирование территории;

– разделение и изоляция грузовых и людских потоков;

– обеспечение компактности застройки;

– обеспечение возможности развития и расширения предприятия.

При этом связи между отдельными участками, цехами, сооружениями и устройствами, должны быть удобными, экономичными и отвечать санитарно-гигиеническим требованиям, предъявляемым к технологическим потокам.

Зонирование осуществляют по производственному признаку, по степени грузоемкости цехов, по степени вредности производств, по пожаро- и взрывоопасности цехов.

Территорию предприятия обычно делят на четыре зоны:

I – входная, где располагаются вспомогательные здания (административные корпуса, стоянки транспорта);

II – производственная (основные и вспомогательные цеха);

III – подсобная (для энергетических объектов и для прокладки инженерных коммуникаций);

IV – складская с пунктами приема сырья и отпуска готовой продукции.

В соответствии с рекомендациями СНиП предзаводскую зону предприятия следует размещать со стороны основных подъездов и подходов работающих, а ее размеры принимать из расчета 0,5…0,8 га на 1000 работающих.

Расстояние от проходных пунктов до входов в санитарно-бытовые помещения основных цехов, как правило, не должно превышать 800 м. Предприятия с площадками размером более 5 га должны иметь не менее двух въездов.

Промышленную зону с производствами повышенной пожаро- и взрывоопасности необходимо располагать с подветренной стороны по отношению к другим зданиям и сооружениям.

Склады располагают около внешних границ территории предприятия с целью эффективного использования подъездных путей и железнодорожного транспорта. Расстояние от путей до зданий определяют по нормативным документам.

В качестве примера на рис. 7 приведен план молокозавода.

Рисунок 7 – План размещения зданий молокозавода

При размещении технологического оборудования различают вертикальную, горизонтальную и смешанную компоновку.

Вертикальная компоновка заключается в поэтажном распределении технологического оборудования и увязке его по вертикали с ходом технологического процесса. Размещение машин по этажам должно быть относительно равномерным и отвечать требованиям техники безопасности. Это позволяет сократить потребность в производственных площадях. Одинаковое и однотипное оборудование нужно устанавливать по возможности на одном этаже, что облегчает обслуживание машин и дает возможность сократить численность персонала. На нижних этажах здания следует располагать машины, на которые направляются для совместной обработки разные потоки промежуточных продуктов, а также оборудование большой массы и вызывающее вибрацию при работе. На верхних этажах – машины, разделяющие в процессе обработки единый поток промежуточных продуктов на отдельные потоки с разными качественными характеристиками. Малогабаритное оборудование, и прежде всего машины, не требующие больших затрат труда на обслуживание, располагают одно над другим на одном этаже с устройством площадок для наблюдения за их работой (в случае необходимости). Подсобные и бытовые помещения должны быть увязаны с производственными помещениями и с выходами наружу, что требует их размещения на первом этаже здания.

При горизонтальном расположении машины могут быть размещены в один или несколько рядов вдоль. Между отдельными машинами, группами и рядами машин устанавливают проходы в соответствии с требованиями техники безопасности и удобствами их обслуживания. Проходы могут располагаться у стен или в центре помещения, вдоль или поперек здания. Они должны быть минимальными и по возможности не превышать пределов, обусловленных требованиями техники безопасности и удобства обслуживания. Минимально возможными должны быть и расстояния между оборудованием. Реализация этого принципа позволяет уменьшить необходимую производственную площадь.

Смешанная компоновка предполагает использование принципов как вертикального, так и горизонтального размещения.

На пищевых предприятиях чаще всего используют горизонтальную или смешанную компоновку. При всех типах компоновок размещение машин должно создавать наилучшие условия для естественной освещенности рабочих мест и помещений. Должна быть обеспечена экономичная увязка технологического процесса, размещаемого в здании, с общим производственным процессом предприятия (расположение складов, подъездных путей и т.п.). Минимальное расстояние между аппаратами, а также между аппаратами и строительными элементами должно составлять не менее 0,8 метров. Основные проходы по фронту обслуживания и между рядами машин должны быть шириной не менее двух метров.

Рисунок 8 – Планировка складских помещений в цокольном этаже
производственного здания

Date: 2015-09-02; view: 2075; Нарушение авторских прав