5 Подбор и расчет технологического оборудования

Выбор и расчет необходимого обо­рудования является одним из на­иболее важных этапов разработки про­екта предприятия, так как от правиль­ного выбора оборудования зависят чет­кая и планомерная работа предприятия, качество выпускаемой продукции, про­изводительность труда, размеры при­были. Основанием для подбора обору­дования являются мощность предприя­тия (масса перерабатываемого сырья) и технологические схемы его переработки с обозначением последовательности от­дельных операций и их режимов.

При подборе оборудования необхо­димо учитывать:

• соответствие единицы оборудования или технологической линии выбранной технологической схеме;

• соответствие производительности ма­шины массе перерабатываемого сырья (коэффициент использования);

• обеспечение высокого качества про­дукции при минимальных затратах сы­рья;

• возможности интенсификации технологических процессов;

• специализацию, структуру рабочего цикла;

• габаритные размеры и массу оборудования, занимаемую площадь;

• стоимость;

• затраты рабочей силы;

• уровень экологической защиты.

Выбранное оборудование должно обеспечивать:

• минимальные затраты рабочей силы;

• минимальные габаритные размеры или минимальную занимаемую произ­водственную площадь;

• высокое качество готовой продукции;

• минимальные энерго- и материалозатраты.

При выборе оборудования предпоч­тение следует отдавать автоматическо­му или непрерывнодействующему обо­рудованию. Вспомогательное и транспортное обо­рудование подбирают в соответствии с принципом работы основного техноло­гического оборудования и организаци­ей технологического процесса. При этом следует стремить­ся к тому, чтобы был создан единый ритм производства по всему технологи­ческому процессу.

Важнейшим показа­телем рациональности выбора машин являются коэффициенты их использо­вания по времени и загрузке. При этом учитывают, что расчетные показатели не должны быть ниже 0,8.

Коэффициент использования обору­дования по времени определяют по формуле

К_t = t / Т , (12)

где t – продолжительность работы оборудования за смену, ч;

Т- продолжительность смены, ч.

Коэффициент использования обору­дования по загрузке определяют по формуле

К_М=М₁/М₂ , (13)

где M₁ – масса сырья или полуфабрикатов, едино­временно загружаемых в машину, кг;

M₂ – теоре­тически возможная масса сырья или полуфабрика­тов, единовременно загружаемых в машину, кг.

Количество единиц оборудования перио­дического действия определяют по формуле

, (14 )

где N –количество единиц оборудования;

А – количество сырья, перерабатываемого на данном аппарате в смену, кг;

Т –продолжительность смены, Т=8,2 ч;

G–производительность аппарата кг/ч;

К –теоретический коэффициент использования данного аппарата ( К= 0,79-0,9 для отдельных видов оборудования, К=1 – для поточно-механизированных линий).

Количество единиц оборудования непрерывного действия также определяют по формуле (14).

Если производительность оборудования G , кг/ ч, в каталогах не указана, то она определяется по формуле

G = G₀ = V K , (15)

где G₀ –единовременная загрузка оборудования, кг;

V – емкость загрузочной чаши аппарата, дм³

–плотность продукта, кг/ дм³(для мясного фарша = 0,9);

t–продолжительность цикла обработки с учетом времени на загрузку и выгрузку продукта, мин (принимается согласно технологическим инструкциям);

К –коэффициент заполнения чаши аппарата(принимается в зависимости от вида сырья, характера выполняемых операций, марки оборудования и др. факторов, для куттеров К = 0,6-0,65; для мешалок К= 0,6-0,7.

Количество открытых котлов, массажеров и т.д. рассчитывают по формуле

N = , (16)

где А – количество сырья, перерабатываемого на данном аппарате в смену, кг;

t – длительность обработки одной загрузки, ч;

g – масса единовременной загрузки, кг;

Т –продолжительность смены, Т= 8,2 ч.

Длину столов (м) для различных опе­раций в зависимости от сменной про­изводительности цеха рассчитывают по формуле

L=Аl t / Т 60 + L ₁ , (17)

где А – производительность, шт./смену;

l – рас­стояние между двумя единицами продукции или длина рабочего места, м

(l = 1,5 - 2 м на челове­ка);

t – продолжительность обработки продукции, мин;

Т – продолжительность смены, ч;

L₁ – ре­зервный запас длины стола для организации нор­мальной работы на участке, м (1,5- 2,5 м).

Длину участка (м) в зависимости от коли­чества работающих на данной операции рассчитывают по формуле

L = l  n / К + L ₁ , (18)

где l – норма длины стола на одно рабочее мес­то, м;

n – число рабочих, чел.;

К – коэффициент, учитывающий одностороннюю (К= 1) или дву­стороннюю работу (К= 2);

L₁ – резервный запас длины стола, м (1,5 — 2,5 м).

Нормативы для расчета длины рабочих мест в мясоперерабатывающем корпусе приведены в ПРИЛОЖЕНИИ А (таблица А.37).

Расчет оборудования целесообразно выполнять по отделениям проектируемого предприятия и представлять в виде таблицы 15.

Таблица 15 – Расчет оборудования

Тип оборудования	Марка	Масса перерабатываемого сырья, кг/см	Производи-тельность, кг/ч	Количество единиц		Габаритные размеры, мм
				расчет-ное	принятое

В сырьевом отделении можно проектировать установку одного или нескольких унифицированных конвейерных столов.

При выработке на предприятии широкого группового ассортимента продукции (колбас, полуфабрикатов, цельномышечных продуктов) рекомендуется проектировать 2 стола для обвалки и жиловки колбасного мяса и отдельные столы для других видов продукции. На малых предприятиях может быть предусмотрен один универсальный стол или два стола – один для обвалки и жиловки говядины, другой – для свинины.

Марка конвейерного стола принимается в зависимости от количества обрабатываемого мяса на кости (тонн в смену) и производительности столов.

Длину стола (м) для выполнения ручных операций определяют, исходя из количества рабочих, занятых на данных операциях по формуле

L = l , (19)

где L – длина стола, м;

l – норма длины стола на одного рабочего, м (таблица А.32 Приложения А)

n – количество рабочих, выполняющих данные операции;

К – коэффициент, учитывающий работу с одной или двух сторон стола ( с одной стороны К=1, с двух сторон К=2).

Мясную массу (мясо механической обвалки) вырабатывают в сырьевом отделении на прессах различных конструкций, количество которых определяют исходя из массы мясокостного сырья и производительности комплекса по формулам (12) - (14).

В отделении посола мяса рассчитывают количество волчков (с учетом вида колбас и степени измельчения) и мешалок, вместимость чанов для посола и вымачивания сырья для соленых изделий из различных видов мяса.

Количество волчков для измельчения мяса перед посолом рекомендуется сочетать с количеством столов для обвалки и жиловки мяса так, чтобы для каждого вида мяса предназначался один волчок. Количество мешалок может соответствовать количеству волчков или быть меньше.

В малых цехах волчок и мешалка могут быть использованы и для приготовления фарша. В этом случае цех проектируется в виде зала.

Площадь железобетонных чанов F(м²) и развернутую площадь стеллажей Fp (м²) для технологической обработки сырья и по­луфабрикатов определяют по формулам (20) и (21).

F = , (20)

F_p = , (21)

где М  масса сырья, перерабатываемого за смену, кг;

t  продолжительность технологической опе­рации, ч;

q  норма нагрузки на 1 м², кг;

Тпро­должительность смены, ч;

К коэффициент запа­са, для стеллажей принимается в пределах 1,1—1,2.

Количество емкостей (напольных тележек или подвесных ковшей) для выдержки мяса в посоле рассчитывают по формуле

N = (22)

где А – количество сырья, поступающего на посол за смену, кг;

к – число смен работы предприятия;

t – продолжительность выдержки сырья в посоле, сут;

G – вместимость тележек или ковшей, кг

Расчет количества емкостей для посола представляют в виде таблицы 16.

Таблица 16  Расчет количества емкостей для посола

Вид колбасных изделий	Количество сырья для посола, кг	Количество смен	Срок посола, суток	Вместимость емкостей для посола, кг	Количество емкостей для посола, шт.
					расчетное	принятое
	А	к	t	G	Nр	Nпр
Вареные
Полукопченые
и т.д.
Всего						*

Количество емкостей для посола сырья для цельномышечных продуктов рассчитывают по формуле

N = , (23)

где М – масса продуктов, кг;

n  количество рабочих смен в цехе;

  длительность созревания сырья в посоле, ч;

g – полезная вместимость чана, кг ( как правило, она составляет 60  80% его вместимости).

В машинном отделении определяют необходимое количество волчков (если по технологической схеме предусмотрено измельчение мяса после созревания в посоле), мешалок, куттеров, агрегатов тонкого измельчения мяса, шпигорезок, льдогенераторов, в шприцовочном – количество шприцев по формулам (14) – (16), размер столов для вязки колбас по формулам (17) – (18) или количество устройств для наложения клипс на батоны, количество рам (с учетом нормативной нагрузки на одну раму размером 12001000 мм: для вареных колбас 220 кг, сосисок 100 , сарделек – 125, полукопченых колбас –130, сырокопченых колбас –135, варено-копченых колбас –150, окороков, рулетов, кореек –235, грудинок –300 кг).

При производстве колбас с использованием белково-жировых эмульсий или супрогранул рассчитывают количество куттеров для их приготовления. Для этой цели может быть использован отдельный куттер или куттер, на котором составляют фарш для вареных колбас.

При производстве копченых колбас из подмороженного мяса в цехе устанавливается куттер.

В термическом отделении в зависимости от ассортимента и мощности цеха определяют количество термоагрегатов, ротационных печей, универсальных или специализированных камер.

Количество универсальных термокамер для термической обработки вареных, полукопченых и варено-копченых колбас рассчитывают по формуле

, (24 )

где N – количество камер;

А количество продукции, поступающей на обработку в смену, кг;

t  продолжительность термической обработки, ч;

g  вместимость одной секции, кг;

m количество секций;

T  продолжительность смены, ч.

Вместимость одной секции зависит от количества рам, помещаемых в нее, и от средней нагрузки на 1 раму в кг продукции (нашприцованных колбасных батонов).

Результаты расчета универсальных термокамер целесообразно представить в виде таблицы 17.

Таблица 17  Расчет количества универсальных термокамер

Вид колбасных изделий	Количество продукции в смену, кг	Продолжительность обработки, час	Вместимость секции, кг	Количество секций, шт.	Длительность смены, ч	Количество термокамер
Вареные
Сосиски
и т.д.
Всего

Количество специализированных термокамер рассчитывают по формуле

N = , (25)

где k – количество рам за смену, шт;

_ц – продолжительность цикла , ч;

m₁ – количество рам, одновременно размещаемых в камере;

Т – длительность смены, ч.

Результаты расчета специализированных термокамер целесообразно представить в виде таблицы 18.

Таблица 18– Расчет специализированных камер для термической обработки колбас

Вид колбасных изделий	Мощность цеха по различным видам колбас в смену, кг	Средняя нагрузка на 1 раму, кг	Число рам за смену	Продолжительность цикла, ч	Число рам в камере	Количество термокамер

Продолжительность цикла принимается в соответствии с технологической схемой производства конкретного вида колбасных изделий.

В отделении субпродуктовых колбас рассчитывают количество оборудования (аппаратов для варки сырья, волчков, мешалок, шприцев, термокамер для варки колбас) или количество линий для производства ливерных колбас, исходя их производительности оборудования и массы перерабатываемого сырья по формулам (12)  (14).

В цехе по производству студней и зельцев рассчитывают (или принимают) котлы для варки сырья, волчки, мешалки и дозаторы, а в цехе полуфабрикатов – столы разделки, машину для нарезания мяса, волчок, мешалку, просеиватель муки, тестомесильную машину, котлетный и пельменный автоматы, скороморозильный агрегат, упаковочный автомат, куттер, жарочные плиты и котлы.