Пелеев А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности - файл n1.doc

Пелеев А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности
Скачать все файлы (17696 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc17696kb.29.03.2014 23:14скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   36
Раздел первый

ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Глава I

КИНЕТИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

На современных промышленных предприятиях для рациональной пе­реработки сырья в полуфабрикаты или готовую продукцию организуют поточные линии или технологические потоки, представляющие собой необ­ходимое, технически и экономически обоснованное сочетание технологи­ческого и транспортного оборудования, средств контроля, управления, информации и пр., рационально выполняющих все технологические про­цессы и подсобные операции данного производства. Под технологическими процессами подразумевают искусственное воздействие на предмет труда данного производства с целью изменения или сохранения на длительное время структурно-механических, физико-химических, биологических или иных его свойств, формы, размеров, состояния и пр.

Технологические потоки на предприятиях мясной промышленности по их структуре можно разделить на однолинейные и разветвленные. Развет­вленные потоки могут быть расходящимися, сходящимися и смешанными. Разветвленные расходящиеся потоки, свойственные большинству обра­батывающих производств, использующих сырье растительного или живот­ного происхождения, характеризуются штучной или весовой производи­тельностью, постоянной для основного (исходного) потока, производитель­ность же любой ветви пропорциональна производительности основного потока.

Разветвленные сходящиеся потоки в производствах, перерабатывающих сырье с завершенной подготовкой и выдающих готового продукцию (колбасы, консервы, некоторые кулинарные полуфабрикаты; медицинские препараты и др.), характеризуются в основном объемом готовой продукции, производительность каждой ветви сходящегося потока пропорциональна основной и зависит от рецептуры конечного продукта.

Разветвленные смешанные потоки в производствах, перерабатывающих сырье с незавершенной подготовкой и выпускающих готовую продукцию, характеризуются заданным или получаемым количеством сырья или готовой продукции.

Производительность или мощность машин и аппаратов, включаемых в |разветвленные поточные линии, должны быть соответственно кратной про­изводительности основной линии.

Технологические процессы первичной переработки животных и птицы переработки мяса и мясопродуктов по способу воздействия на сырье

можно разделить на специфические (обездвиживание, закол, обескровлива­ние, извлечение внутренностей;'" съемка шкуры, щетины, волоса, опере­ния и пр.), механические (измельчение, просеивание, смешивание, дозиро­вание, частично прессование — без выделения текучей фракции и др.), гадро^гащййские (разделение неоднородных жидких систем, очистка газов, перемешивание жидких тел и др.), тепловые (нагревание, охлажде­ние, замораживание, выпаривание, варка и др.), массообменные (сушка, экстракция, обжарка, копчение, посол и др.), биохимическое созревание) и пр.

Все операции технологического потока можно подразделить на собст­венно технологические (все виды обработки сырья или переработки егсГв полуфабрикат или готовую продукцию), транспортные (перемещение сырья по ходу процесса переработки в самой машине или от машины к машине) и контрольные (ветеринарно-санитарный или производственный надзор за качеством, количеством или объемом сырья и готовой продукции).

Доля тех или иных операций в общем объеме трудовых затрат на про­изводство продукции зависит от совершенства принятой технологии, схемы организации производственных процессов, вида сырья, количества, струк­туры и ассортимента изготовляемой продукции, мощности производства, иногда от планировки производственных помещений и пр. Например, при существующей системе организации и технологии первичной переработки животных доля транспортных операций зависит от объема производства. Так, в цехе, рассчитанном на переработку 100 голов крупного рогатого ско­та в смену, транспортные операции составляют не более 5% от общего объема трудовых затрат, при производительности же 1000 голов в смену они достигают 20% и более. Последнее объясняется тем, что с увеличением мощности соответственно возрастает протяженность пути перемещения.

Процессы, протекающие в технологических потоках мясной промыш­ленности, связаны с разнообразными физическими, физико-химическими и биохимическими изменениями обрабатываемого сырья. Наиболее общими для хода любого процесса являются закономерности, характеризующие ус­ловия равновесия систем, а также изменения в системах, не находящихся в равновесии. Известно, что если система не находится в состоянии равно­весия, то обязательно возникают процессы, стремящиеся привести ее к рав­новесию, причем скорость протекания таких процессов тем выше, чем боль­ше отклонение системы от равновесия. Это отклонение выражает движущую силу процесса. Приближение к равновесию уменьшает движущую силу про­цесса и соответственно скорость его протекания.

Для правильного суждения о ходе процесса необходимо знать его ки­нетику, которая в общем виде для большинства процессов выражается ки­нетическим уравнением

(1-Г

где / — скорость протекания процесса, дж/^-ф,4м31(мг-ч), кг!(мг-ч)\

L — движущая сила процесса, н1м2, кгс!мг, С, кг1м3;

R—сопротивление, н1м, м2-ч1дж.

По этому уравнению скорость протекания процесса прямо пропорцио­нальна его движущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению. Таким образом, для определения численного значения скорости протекания каждого виДа процесса необходимо установить как движущую силу про­цесса, так и сопротивление.

Особенно важен правильный выбор движущей силы. В процессах теп­лообмена движущей силой будет разность температур; в массообменных —-разность концентраций или степень насыщения; в процессах отстаивания —



разность плотностей; в процессах фильтрации и некоторых'процессах прес­сования — разность давлений; в процессах разделения за счет сдвига — разность напряжений начала сдвига; в процессах измельчения — режущая способность механизма и пр. Рассмотрим некоторые из них.

Например, при теплообмене скорость теплопередачи определяется урав­нением

где dQ — количество тепла, передаваемого через разделительную стенку

или поверхность контакта площадью F за время dx; k — коэффициент теплопередачи; R—сопротивление теплопереходу;

At— разность температур или движущая сила процесса. В процессах массообмена скорость

где dG — масса вещества, переданного через площадь F за"время dx; . АС— разность концентраций или движущая сила процесса; Ri— соответствующее сопротивление. В процессах разделения в жидкой среде '

где dG — масса выделившегося или всплывшего осадка за время dt; Др— разность плотностей или движущая сила процесса; R%— соответствующее сопротивление. В процессах прессования с выделением жидкой фракции

где dG — масса жидкой фракции, выделившейся за время прессования dx; Ар — разность давлений; R3соответствующее сопротивление.

В процессе измельчения скорость протекания процесса или произво­дительность механизма

Мв = cpf/Fj кг/сек, (1—2)

где F — режущая способность механизма, м2/сек;

Ft — инерция материала щи площадь раздела при измельчении 1 кг

продукта, мУкг; -, Ф — коэффициент -^пользования режущей способности механизма.

_Скорость_протеканйя процесса характеризует интенсивность обработки сырья и является критерием совершенства процесса. Технологический процесс должен протекать в потоке при малых затратах труда, энергии, сырья и с возможно большей скоростью, при которой, с одной стороны, по­вышается производительность оборудования, а с другой — относительно уменьшается масса и габаритные размеры машин и затраты живого труда.

Другими основными параметрами, характеризующими работу техноло­гического оборудования, являются такт, или ритм, производства; скорость движения обрабатываемого сырья по ходу процесса; длительность процесса обработки; производительность или мощность оборудования; емкость ре-









зервуара машины или аппарата; длина рабочей части машины и мощность-двигателя к машине и аппарату.

Такт, или ритм, производства т характеризуется временем (в мин, сек), необходимым для выработки, обработки или выпуска единицы готовой продукции:

(1-3)

(1-3')

где М — производительность поточной линии или цеха, шт/ч; т/ч; м3/ч. Скорость движения обрабатываемой продукции от машины к машине и при перемещении ее органами машины зависит от мощности, структуры технологического потока, рода продукции, расстояния между отдельными грузами в потоке, плотности, разрыхленное™, кратности циркуляции и других параметров.

а) При обработке штучной продукции, расположенной в несколько рядов, скорость движения ее в процессе обработки

(1-4)

где / — расстояние между единицами обрабатываемой продукции по ходу

движения, ж;

Ф — коэффициент неравномерности поступления продукции в техноло­гический поток; z — число параллельных рядов продукции, перемещающихся через

машину; М — штучная производительность машины, шт/ч.

б) При обработке продукции, перемещаемой сплошным слоем и с оди­наковой скоростью,

• (1-5)

где f — площадь поперечного сечения слоя продукции, перемещаемого в

данной машине, мг\

Мо— объемная производительность машины или аппарата, м31ч; q — масса 1 м потока продукции, кг.

в) При ритмично-пульсирующем движении скорость перемещения

(1-6)

где /0—длина пути перемещения за один такт, м; % — продолжительность перемещения, мин. Длительность процесса обработки определяют по следующим формулам:

а) для оборудования непрерывного действия

(1-7)

где Мо, Мв, М — соответственно объемная, весовая и штучная часовые

производительности потока;

V, G, у — соответственно объем, масса и число единиц продукции, обрабатываемой в оборудовании одновременно;

б) для оборудования периодического действия

^ = ^+^ + 1B = (l + Ti)xnce(c, (1—8)











где т3, тп, тв — соответственно длительности загрузки, переработки и вы­грузки, сек; ' Ф1= (тз+тв)п—соотношение длительности подсобных операций и

длительности процесса собственно обработки; в) для оборудования полунепрерывного действия

t = т3 + тп = (1 + ф2) тп сек, (1—9)

где ср2= т3: тп.

Для лучшего использования мощности оборудования необходимо сов­мещать подсобные операции с основными или свести их длительность к минимуму.

Процессы могут быть стационарными или нестационарными. При ста­ционарных процессах, например при тепловой обработке, длительность

i

длительность нестационарных тепло- и массообменных процессов

(1-10)

где у0— поправочный коэффициент, учитывающий начальные условия про­цесса; 0',8" — движущая сила в начале и конце процесса;

т0— темп протекания процесса, причем его максимальное значение

mo = a:k «г1, (I—И)

где а — коэффициент температуро- или лйссопроводности, мУч;

k — коэффициент формы обрабатываемой продукции, м2. Теперь

Длительность нестационарного процесса может быть определена по критерию Фурье (Fo):

(1-12)

где Rхарактерный размер обрабатываемой продукции, м.

Если т <; тс, то вполне возможна поштучная обработка продукции; если т > т., то одновременно ведется обработка двух или нескольких еди­ниц продукции. ,->

Емкость резервуара оборудования, в котором происходит технологи­ческая обработка^ в зависимости от рода действия определяют по формулам:

а) для машин непрерывного действия

(1—13)

где т — длительность пребывания продукции в рабочей части оборудо­вания, сек; % р — коэффициент заполнения резервуара продукцией;

б) для машин периодического действия

(1-14) где G — масса единовременной загрузки продукции, кг.













Производительность оборудования, или его пропускную способность, определяют следующим образом. fis Для оборудования непрерывного действия:

а) при обработке штучной, равномерно перемещаемой через машину

ПРОДУКЦИИ

(1-15)

где g — масса единицы продукции, кг;

I — расстояние между единицами или группами обрабатываемой про­дукции, м;

п — кратность пропуска обрабатываемой продукции через машину;

ф'— коэффициент, учитывающий неравномерность поступления про­дукции в машину;

v — скорость движения продукции, м1сек; ,

б) при обработке продукции, перемещаемой сплошным слоем,

(1-16)

Для оборудования периодического действия:

а) при обработке штучной продукции

(1-17)

где г — число одновременно загружаемых единиц обрабатываемой продук­ции;

б) при обработке однородной продукции (насыпью)

(1-18)

где G — масса единовременно загружаемой продукции, кг;

V — геометрическая емкость рабочего резервуара машины, м3; (3 — коэффициент заполнения емкости резервуара. Для машин полунепрерывного действия

(1-19)

где г — число одновременно загружаемых в машину единиц обрабатывае­мой продукции.

Теоретическую производительность рабочих органов машин определя­ют как производительность машины или аппарата без учета длительности загрузки и подсобных операций.

Отношение действительной производительности к теоретически воз­можной называют коэффициентом производительности

где Ма, Ма' и М" — соответственно теоретические марсовая, объемная и

штучная производительность оборудования.

Длишь, рабочей части машины, установленной в непрерывно-поточной линии с непрерывно движущейся продукцией,

I = vx 4- а м, (1—20)

где v — скорость движения продукции через машину, м/сек:













т — длительность процесса обработки, сек;

а — запас пути, м.

При пульсирующей подаче штучной продукции

L = loz, (I-21)

где /0— шаг подачи продукции за один такт, м;

z — число тактов, за которое продукция должна пройти путь L.

При обработке штучной, непрерывно движущейся продукции длина пути ее перемещения

(1-22)

где Т — общая длительность обработки, ' сек;

I — расстояние между единицами продукции, м;

z0— число рабочих мест, по которым учитывается запас пути.

Из формулы I—22 видно, что длина пути при прочих равных условиях находится почти в прямой зависимости от производительности. Однако для принятых схем коммуникации оборудования и процессов и существую­щей расстановки рабочей силы в цехах убоя и разделки туш удельная длина пути (Lo: M) уменьшается с увеличением мощности цеха.

Длина пути перемещения сплошным слоем продукции в машине непре­рывного действия определяется по формуле

(1-23)

где v — скорость движения продукции вдоль оси машины, м/'сек; пгс—ритм производства.

Мощность двигателей к технологическому оборудованию определяют по следующим формулам:

а) для машин непрерывного действия, когда известны сопротивления hJckopocth рабочих органов ^

( (1-24)

где gP и Ро— суммарное сопротивление, преодолеваемое рабочими_-це'г''

талями, н; Р — то же, но б кгс;

•па — коэффициент запаса мощности (на случай пуска под нагруз­кой г\я = 1,3—1,5); г\ — к.п.д. передач от двигателя к рабочим деталям машины

(л<1);

f)i— коэффициент, учитывающий дополнительные потери энер­гии на механизм питания или выдачи продукции и пр.;

б) для машин непрерывного действия, выдающих продукцию с опреде­ленным сопротивлением (насосы, шприцы, вытеснители и пр.);

(1-25)

где р — удельное максимальное давление, создаваемое рабочим органом

машины, н/м2;

F — площадь канала для отвода продукции, ж2; v — скорость движения продукции в отводном канале, м/сек; Мо— объемная производительность машины, м3/ч;









в) для машин непрерывного действия, если известны удельные расходы на единицу массы или объема продукции,

(1-26)

где qB и <70—соответственно удельные расходы энергии (квт-ч)/т и (квт-ч)/м3;

г) для машин непрерывного действия, если известен расход энергии на единицу продукции,

(1-27)

где а и а'— расход энергии, соответственно дж!шт. и (кгс-м)1шт; М — штучная производительность машины, шт1ч;

д) для машин периодического действия, если определяющей является мощность рабочего хода, N исчисляют по формулам (I—24 — I—27) или по формуле

(1-28)

где ав— удельный расход энергии, дж1кг\

Мй— теоретическая производительность рабочих органов машины, кг/ч;

е) для машин периодического действия исчисляемая по усредненному расходу энергии мощность

(1-29)

где сс — усредненный расход энергии, дж/кг;

ж) для машин непрерывного действия, если известен расход энергии за один оборот вала рабочего механизма

(1-30) где а — расход энергии на 1 оборот вала рабочего механизма, дж.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   36
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации