Общие сведения о технологическом оборудовании

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Существующее в пищевой промышленности оборудование, несмотря на различное назначение и разнообразие конструкций имеет много общего как в машино-аппаратурных схемах, так и в методах его расчета. Это позволяет дать общие сведения о машинах и аппаратах пищевых производств зная их конструкцию и функциональное назначение.

Практически каждый вид оборудования состоит из следующих основных частей: питающего устройства, исполнительных механизмов с рабочими органами, приводного механизма, устройств управления и регулирования.

Питающее устройство кроме подачи сырья может осуществлять его дозировку по массе или объему. Исполнительный механизм передает движение рабочим органам оборудования. Рабочие органы непосредственно воздействуют на обрабатываемый продукт. Работающее оборудование обеспечено устройствами для защиты и блокировки, которые предотвращают неправильное или несвоевременное включение или отключение приводных устройств.

Технологическое оборудованию предназначено для преобразования обрабатываемого сырья и полуфабрикатов путем изменения его размеров, формы свойств или состояния. К технологическому оборудованию относят машины, аппараты, роботы, агрегаты, комплексы, модули.

В технологических машинах осуществляются преобразования, направленные на изменение размеров и формы сырья, полуфабрикатов или готовой продукции, т. е. продукт подвергается механическому воздействию.

В технологических аппаратах осуществляются тепловые, физико-химические, биологические и другие воздействия, которые вызывают изменения физических либо химических свойств, либо агрегатного состояния обрабатываемого продукта. Характерным признаком аппарата является наличие реакционного пространства или рабочей камеры.

Иногда в одном виде оборудования совмещают механические, физико-химические, тепловые и другие процессы. В этом случае сложно провести границу между машиной и аппаратом.

Агрегат представляет собой совокупность машин и (или) аппаратов и предназначен для выполнения ряда процессов переработки сырья (материала) в полуфабрикат или готовый продукт.

Комплекс оборудования ? совокупность машин и (или) аппаратов предназначен для выполнения ряда операций с целью преобразования потребительских свойств исходного материала в потребительские свойства полуфабриката либо готового продукта. Оборудование комплекса должна быть таким, чтобы осуществлялась безотходная технология.

Агрегаты, комплексы, модули обеспечивают проведение определенной группы процессов направленных на получение полуфабриката или готового продукта. Создание агрегатов, комплексов, модулей позволяет проводить комплексную механизацию и автоматизацию технологического оборудования.

Агрегаты, комплексы, модули являются наиболее совершенными комбинированными видами оборудования, выполняющими определенный, законченный цикл операций и процессов.

Операция ? совокупность процессов преобразования исходного материала и процессов транспортирования его между операциями. Собственно технологическая операция выполняет две функции: обработку объекта (технологический процесс) и подачу объекта обработки в рабочую зону (транспортный процесс).

Технологический процесс ? часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства. Технологические процессы состоят из технологических и вспомогательных (транспортных, установочно-съемных, погрузочно-разгрузочных и др.).

Понятие «технологический процесс» применяется как к производству в целом, так и к отдельным машинам и аппаратам. Для агрегатов, комплексов, сложных автоматических машин обычно составляется технологическое схема-графическое изображение технологического процесса в порядке последовательности выполнения технологических и вспомогательных операций.

Построение технологических линий путем объединения машин, аппаратов, модулей, агрегатов, комплексов, базируется на поточности производства: специализации технологических операций; интеграции технологических операций; одновременном выполнении различных технологических операций всеми составными частями линии.

Создание специального оборудования (специализация) предусматривает использование для каждой технологической операции отдельной машины, аппарата или другого устройства.

Время выработки изделия в оборудовании называется циклом. Время в течении которого производится обработка изделия в оборудовании называется технологическим циклом ТТ.

Время, в течении которого оборудование вырабатывает одно или несколько (при наличии в машине двух или более параллельных потоков обработки) готовых изделий, называется рабочим циклом ТР.

Время между двумя последовательными исходными положениями рабочих органов и исполнительных механизмов называется кинематическим циклом ТК.

Рабочий и кинематический циклы равны между собой. Для выполнения технологического процесса необходимы определенная последовательность и согласованность, синхронность движения объектов обработки и всех механизмов машины.

Количество продукции, которое машина (аппарат) производит (обрабатывает, перерабатывает, выпускает), в единицу времени, называется ее производительностью. Различают действительную ПД, теоретическую ? П и технологическую ? ПТ производительность.

Действительная (фактическая) производительность определяется реальным количеством кондиционной продукции, которую машина обрабатывает в среднем за единицу времени при условии достаточно длительной эксплуатации в течении смены или другого календарного периода, включая различного рода потери на наладку, ремонт, регулирование и другие простои.

Если обозначить: ТМ ? длительность работы машины за конкретный срок; Тn ? длительность простоев; И ? количество выпущенных за это время изделий, тогда:

Теоретическая производительность определяется количеством продукции, которую могла бы выдать машина в единицу времени при безостановочной работе, т.е. при отсутствии потерь времени на простой:

отношение:

где: - коэффициент использования производительности оборудования (машины или аппарата и т.п.), служит показателем рациональной эксплуатации оборудования.

В паспортных характеристиках и расчетных формулах под производительностью подразумевается обычно теоретическая. Значения ПД и Кn зависят от конкретных условий производства, обеспеченности сырьем и материалами и т.п. Технологическая производительность ПТ, определяется тем количеством продукции, которая могла бы выработать машина при совмещении рабочих ходов с холостыми или отсутствием последних. В автоматических машинах с непрерывно-операционной обработкой внутрицикловые потери отсутствуют и П=ПТ.

Производительность машин периодического действия:

,

где: J ? коэффициент заполнения рабочей камеры, принимается по данным эксплуатации; V0 ? геометрическая (полная) вместимость камеры, ТЗ, Тобр,Тв ?соответственно время загрузки, обработки и выгрузки, определяется по параметрам работы оборудования. В пищевой промышленности машины периодического действия часто характеризуются не производительностью, а их основным параметром ? вместимостью рабочей камеры (теоретической или рабочей). Для непрерывно действующих машин, выпускающих поштучную продукцию или продукцию в виде определенных порций, производительность рассчитывают по общей формуле:

где: q ? количество продукции, выпускаемой за цикл Тр; Z ? количество циклов Тр в единицу времени.

Объемная производительность оборудования непрерывного действия, из которого продукция выходит сплошным потоком:

где: F ? поперечное сечение продуктового потока, м2; V?средняя скорость продуктового потока, м/с; L?длина рабочей камеры, м.

Приведенные формулы носят общий характер и чаще используются для расчета производительности механического оборудования, реже для других видов оборудования. Тепловое оборудование чаще всего характеризуется не производительностью, а вместимостью камер, величиной теплообменной поверхности, значением коэффициента теплопередачи и т.п.

Затрачиваемая мощность в общем случае состоит из мощности, затрачиваемой на механическую обработку продукта и его транспортирование:

Затраты мощности на транспортирование, как правило, имеют место в оборудовании непрерывного действия.

Общая мощность, необходимая для работы оборудования:

где: з ? коэффициент полезного действия оборудования.

Работа оборудования характеризуется техническими и технологическими показателями составляющими его техническую характеристику. К числу таких показателей обычно относят:

? производительность;

? потребляемую энергетическую мощность, выражаемую количеством пара, хладоносителя, электричества в едини-цу времени;

? параметры электрической энергии (напряжение, частота, количество фаз), пара (температура, давление), хладоноси-теля (вид, температура);

? параметры сырья и вырабатываемой продукции;

? параметры режима работы технологического обору-дования и его отдельных элементов ? давление, темпера-тура, частота вращения и т.п.;

? габаритные размеры и масса технологического обору-дования;

? условия эксплуатации (характеристика производствен-ного помещения, температура и относительная влажность воздуха).

Производительность и потребляемая мощность является наиболее важными показателями, поскольку в определенной степени позволяют судить о техническом уровне оборудования, соответствии мировым стандартам и т.п.

Все технологическое оборудование по организации процесса делится на периодическое и непрерывно ? действующее.

В процессе комплексной механизации и автоматизации производства отдельные машины и аппараты объединяются в агрегаты, комплексы и поточные линии. Совокупность специализированного технологического оборудования, расположенного в соответствии с определенным технологическим процессом и связанного между собой транспортными устройствами, называется поточной линией.

По степени механизации и автоматизации технологическое оборудование пищевых производств можно классифицировать на следующие виды: немеханизированное, полумеханизированное, механизированное, автоматическое.

Немеханизированное оборудование характеризуется тем, что все технологические и транспортные операции в нем выполняются в ручную.

Полумеханизированное оборудование характеризуется тем, что часть трудоемких технологических и транспортных операций механизирована и выполняется без непосредственного применения ручного труда. В ручную, как правило, выполняются операции подачи полуфабриката (сырья) в технологическое оборудование, а также операции контроля и регулирования технологического процесса.

Оборудование с полной комплексной механизацией всех технологических транспортных и установочно-объемных операций называется механизированным.

Автоматизированным может быть как механизированное, так и полумеханизированное оборудование. В этих случаях применяют устройства для автоматического контроля и регулирования основных процессов, в том числе тепловых, дозировочных и т.п.

Автоматическое оборудование представляет собой механизированное, оснащенное комплексом автоматических устройств для контроля и регулирования всех технологических операций и управления механизмами, входящими в состав оборудования, без применения ручного труда. При полной (комплексной) автоматизации технологическое оборудование работает с наивысшими (или близкими к ним) технико-экономическими показателями (по производительности, КПД, себестоимости продукции и т.д.). агрегат технологический производительность

Более полная классификация оборудования может быть проведена по различным признакам: по виду процессов, происходящих в сырье, полуфабрикатах и готовых изделиях в ходе технологической обработки [3]; по функциональному признаку оборудование делится на группы, объединяющие принципиально одинаковые по характеру воздействия на продукт и конструктивному решению [4]; по отраслевому [4,5] и др.

Наиболее полной и, в известной степени, универсальной является функционально ? технологическая классификация [1]. Материал в настоящем учебном пособии изложен, в основном с использованием именно этой классификации.

Список литературы

1. Руднев С.Д. Технологическое оборудование предприятий пищевой промышленности. Часть I, конспект лекций / С.Д. Руднев. - Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 1997. - 116 с.

2. Машины и аппараты пищевых производств. В 3 кн.: Учебник для вузов / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.; Под ред акад. РАСХН В.А. Панфилова. - М.: Высшая школа, 2001.

3. Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевых производств./Г.Д. Кавецкий, А.В. Королев. - М.: Агропромиздат, 1991. - 432 с.

4. Машины и аппараты для переработки молока и мяса/ А.А. Курочкин, В.М. Зимняков, Б.А. Чагин и др.; Под общ. ред. А.А. Курочкина. - Пенза: Пензенский технологический институт, 1999. - 454 с.

5. Драгилев А.И. Технологические машины и аппараты пищевых производств/ А.И. Драгилев, В.С. Дроздов. - М.: Колос, 1999. - 376 с.

6. Кретов И.Т. Технологическое оборудование предприятий бродильной промышленности: Учебник/ И.Т. Кретов, С.Т. Антипов. - Воронеж: Издательство государственного университета, 1997. - 624 с.

7. Хромеенков В.М. Оборудование хлебопекарного производства/ В.М. Хроменков. - М.: ИРПО; Изд.центр «Академия», 2000. - 320 с.

8. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленоости. Части I и II // В.И.Ивашов. - М.:, 2001, 2006.

9. Сорокопуд А.Ф. Технологические линии и специальное оборудование для производства пищевых продуктов: учебное пособие/ А.Ф. Сорокопуд, С.Д. Руднев, В.В. Сорокопуд. - Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2006. - 168 с.

Размещено на Allbest.ru