МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Дипломное проектирование
по курсу "Технология молока и молочных продуктов"
Для студентов специальности
1 - 49 01 02 «Технология хранения и переработки животного сырья»
специализация 1 - 49 01 02 02 «Технология молока и молочных продуктов»
ОБЩЕИНЖЕНЕРНАЯ ЧАСТЬ
Гродно 2009
УДК 637.1 (072)
ББК 36.95
М 54
Авторы: А.В.Гончаров, В.М.Обуховский, О.В.Копоть, О.В.Коноваленко И.Н.Фомкина,
Рецензенты:
профессор, доктор технических наук Т.П. Троцкая
доцент, кандидат технических наук Д.А. Григорьев
Методические указания: дипломное проектирование по курсу « Технология молока и
М 54молочных продуктов» для студентов специальности 1 – 49 01 02 «Технология хранения и переработки животного сырья», специализация 1 – 49 01 02 02 «Технология молока и молочных продуктов». Общеинженерная часть / А.В.Гончаров, В.М.Обуховский, О.В.Копоть, О.В.Коноваленко, И.Н.Фомкина. – Гродно: ГГАУ, 2009 – 16 с.
Методические указания предназначены для подготовки дипломных проектов студентами инженерно-технологического факультета специализации «Технология молока и молочных продуктов».
УДК 637.1 (072)
ББК 36.95
Рекомендовано учебно-методической комиссией инженерно-технологического факультета УО «ГГАУ» (Протокол № 5 от 2 января 2009 г.).
© Коллектив авторов, 2009
© УО «ГГАУ», 2009
Общие положения
Общеинженерная часть дипломного проекта включает разработку вопросов теплоснабжения, электроснабжения санитарно-технического обеспечения (отопление, вентиляция, водоснабжение, канализация) проектируемого предприятия молочной промышленности. При разработке перечисленных вопросов рекомендуется использовать материалы преддипломной практики.
В общеинженерной части дипломного проекта определяют общие потребности в теплоэнергии (пара), электроэнергии и воде, приводится обоснование важнейших организационных технических и другихмероприятий по санитарно-техническому обеспечению. При выполнении дипломного проекта расчет потребности в паре, электроэнергии и воде ведут по укрупненным нормам.
Исходными данными для выполнения части являются решения, принятые при разработке технологической части проекта:
1) Количество перерабатываемого сырья, ассортимент и количество вырабатываемых продуктов.
2) График организации технологических процессов и работы оборудования.
3) Характеристика технологического оборудования, потребляющего пар, электроэнергию, воду.
В пояснительной записке каждого раздела части должны быть освещены следующие вопросы:
1) Перечень потребителей пара электроэнергии воды.
2) Источники пара, электроэнергии, соды на проектируемом предприятии, увязанные с данными технико-экономического обоснования.
3) Выбор систем паро-, электро-, водоснабжения, канализации, отопления, вентиляции.
4) Расчет потребности проектируемого предприятия в паре, электроэнергии, воде, количества сточных вод.
В проектах реконструкции дают характеристику систем пароснабжения. электроснабжения, водоснабжения, отопления вентиляции, канализации реконструируемого предприятия, указываются мероприятия по улучшению их работы. При изменении мощности реконструируемого предприятия проводят расчет необходимых количеств энерго- и водоресурсов.
Результаты расчетов потребности проектируемого предприятия в паре, электроэнергии, воде, количество сточных вод представляют в сводной таблице (приложение Г), которую дают в заключении общеинженерной части пояснительной записки.
Теплоснабжение
Пар на предприятиях молочной промышленности расходуется на производственные (технологические) нужды; на горячее водоснабжение за счет теплоподготовительной установки (бойлерная теплового пункта); на приготовление перегретой воды для центрального водяного отопления (технические нужды), на вентиляцию.
Для получения пара проектируют собственную котельную, предусматривают использование котельной другого предприятия, расположенного в непосредственной близости, или из городской сети. Экономичность выбранной системы пароснабжения подтверждают в технико-экономическом обосновании с учетом показателей работы предприятия - места преддипломной практики.Принятую систему пароснабжения увязывают с данными технико-экономического обоснования проекта.
Общий расход пара определяют как суммурасхода пара на технологические и технические нужды, на вентиляцию с учетом потерь:
Роб=Рто + Ртх + Рв + П,
где Роб - общий расход пара, т;
Рто - расход пара на технологические нужды, т;
Ртх - расход пара на технические нужды т;
Ре - расход пара на вентиляцию, т;
П - потери (составляют 10%), т.
Расход пара на технологические нужды (Pro) определяют по суточному графику расхода пара (рисунок 1), который разрабатывают на основе таблицы расхода пара по часам (таблица 1). Таблицу расхода пара по часам на технологические нужды составляют по данным графика организации технологических процессов и работы оборудования и сводной таблицы оборудования («Технологическая часть»). По графику определяют максимальный расход пара на технологические нужды в час.
Таблица 1 - Расход пара по часам суток на технологические нужды, т
| Потребитель пара | Часы суток | Итого | |||||||
| ……………. | |||||||||
| ПОУ | |||||||||
| ВДУ | |||||||||
| И т.д. | |||||||||
| Всего |
Рисунок 1 - Суточный расход пара по часам:
Расходпара на технические нужды включает расход пара на подготовку горячей воды, необходимой для мойки технологического оборудования, лабораторные и санитарно-бытовые нужды, отопление. Суточный расход пара для технологических нужд (Ртх) и вентиляции (Рв) рассчитывают, исходя из ассортимента и количества выпускаемой продукции и нормы расхода пара на 1 т готовой продукции (приложение А). Определив суточную потребность в паре на технические нужды и вентиляцию, находят часовой расход пара на перечисленные нужды, исходя из принятого режима сменности работы проектируемого предприятия. Расчеты представляют в виде таблицы (таблица 2).
Таблица 2 – расчет пара на технические нужды и вентиляцию
| Вид продукта | Количество выпускаемого продукта, т | Расход пара на нужды, т | |||||
| технические | вентиляции | ||||||
| на 1 т продукта | на весь продукт | на 1 т продукта | На весь продукт | ||||
| В сутки | В час | В сутки | В час | ||||
| Всего |
Результаты расчетов представляют в сводной таблице (приложение Г).
Электроснабжение
Электроэнергия на предприятии расходуется для привода машин, освещения всех зданий и территории промышленной площадки.
При получении электроэнергии от внешнего источника на проектируемом предприятии предусматривают трансформаторную подстанцию (ТП). ТП проектируют, как правило, встроенной в производственный корпус, в месте наибольшего потребления электроэнергии. Поскольку таким потребителем является холодильная установка, то ТПрасполагают рядом с помещением аммиачной компрессорной. ТП состоит из камер силовых трансформаторов и помещения щита низкого напряжения.
Общая потребность в электроэнергии определяется, как сумма мощностей, необходимых для проведения технологических процессов, на общетехнические нужды, освещение, потери.
Потребность в электроэнергии для проведения технологических процессов принимается по графику суточного расхода электроэнергии (рисунок 2), который разрабатывают на основе таблицы потребности в электроэнергии по часам (таблица 3). Таблицу потребности в электроэнергии по часам для проведения технологических процессов составляют на основании графика организации технологических процессов и работы оборудования и характеристик электроприводов оборудования, данной в каталогах.
|
Рисунок 2 – Суточная потребность в электроэнергии по часам
Рассчитанную потребность в электроэнергии для проведения технологических процессов, включая процессы перекачивания и перемешивания, принимают за 35%. Остальные мощности находят, исходя из данных приложения Б.
Таблица 3 - Потребность в электроэнергии по часам суток на технологические нужды, кВт
| Потребитель электроэнергии | Часы суток | Итого | |||||||
| ………… | |||||||||
| ПОУ | |||||||||
| Насос | |||||||||
| И т.д. | |||||||||
| Всего |
Суммируя найденные количество потребляемой электроэнергии по статьям, расходы определяют общую потребность в электроэнергии проектируемого предприятия.
Данные расчеты представляют в сводной таблице (приложение 1).
Санитарно-техническое обеспечение
В разделе «Санитарно-техническое обеспечение» общеинженерной части проекта решаются вопросы отопления, вентиляции, водоснабжения, канализации проектируемого предприятия молочной промышленности.
Отопление
Обеспечить теплом проектируемое предприятие можно от собственной котельной или источников централизованного теплоснабжения населенного пункта, где стройка предприятие.
Для обеспечения в холодный период года необходимой температуры в зданиях и помещениях с постоянным и длительным пребыванием в них людей и в цехах, в которых поддержание положительной температуры необходимо по технологическим причинам, устраивают системы отопления или используют для обогрева помещений имеющиеся в них теплоносители.
Системы отопления разделяют по следующим конструктивным признакам и параметрам:
- месту размещения генератора тепла относительно отапливаемых помещений - на местные и центральные;
- виду теплоносителя, подводящего тепло к отапливаемым помещениям - на водяные, паровые и воздушные;
- параметрам теплоносителя - на водяные системы с водой, нагретой ниже 1000 С или выше 1000 С (перегретой) и паровые системы низкого и высокого давления;
- передаче тепла отапливаемым помещениям – конвективные, лучистые;
- способу циркуляции - на естественные (гравитационные), искусственные (насосные);
- конструктивным особенностям, отличающим системы друг от друга схемой прокладки магистральных трубопроводов и стояков - с нижней и верхней, однотрубной или двухтрубной схемой.
Выбор того или иного вида системы отопления зданий, вида теплоносителя, а также типов нагревательных приборов следует принимать в соответствии с характером и назначением отдельных зданий, сооружений и помещений.
Системы воздушного отопления подразделяются на отопительные и отопительно-вентиляционные. Отопительно-вентиляционные системы на предприятиях молочной промышленности по принципу устройства подразделяются на децентрализованные и центральные, прямоточные и рециркуляцией воздуха
Централизованные системы воздушного отопления применяют в производственных помещениях, в которых по условиям технологий и для создания нормальных, санитарно-гигиенических условий, необходима приточная вентиляция. В этом случае воздушное отопление совмещают с приточной вентиляцией.
В пояснительной записке описывают принятую систему отопления производственного корпусе с учетом опыта работы предприятия - места преддипломной практики.
Вентиляция
Для того, чтобы создать такую воздушную среду в помещениях, которая обеспечивала бы нормальное пребывание в них людей и положительно влияла на технологический процесс производства, используют специальные вентиляционные устройства.
Вентиляция производственного здания может быть:
- в зависимости от источника возникновения движения воздуха в здании - естественной или механической;
- в зависимости от доли, занимаемой вентилируемым пространством в общем объеме помещения, - общеобменной или местной;
- в зависимости от назначения – приточной, вытяжной или приточно-вытяжной.
Естественную вентиляцию (аэрацию) применяют в цехах со значительными тепловыделениями (цехи сгущения и сушки) в тех случаях, если естественный приток наружного воздуха не вызывает в помещении появления тумана и образования конденсата на стенах покрытий и на остеклении фонарей, а также тогда, когда по условиям технологического процесса не требуется предварительной обработки воздуха.
Механическая вентиляция - это комплекс систем воздуховодов и механических вентиляторов, обеспечивающих поддержание постоянного воздухообмена независимо от внешних метеорологических условий.
Механическая вентиляция подразделяется на общеобменную и местную. Общеобменная вентиляция может быть приточной, вытяжной и приточно-вытяжной. Местная вентиляция может быть приточной и вытяжной.
Приточно-вытяжные системы механической вентиляции состоят из следующих основных конструктивных элементов: воздухозаборного устройства; приточной камеры, в которой обрабатывают воздух (очищают от пыли в фильтрах, подогревают в калориферах, в некоторых случаях увлажняют в камерах орошения), с вентиляторами и электродвигателями; воздуховода для транспортирования воздуха; регулирующих устройств (дроссели-клапаны); вытяжных камер с вентиляторами и электродвигателями, установленных на антресолях или кровле промышленного здания.
На предприятиях молочной промышленности в производственных и бытовых помещениях, моечных, лабораториях и некоторых других помещениях следует предусматривать приточно-вытяжную, общеобменную механическую вентиляцию (или кондиционирование) в сочетании, при необходимости, с местной вытяжной вентиляцией.
Бытовые помещения, туалеты, помещения заквасочной, лаборатории должны иметь независимые системы общеобменной и местной вентиляции.
Подаваемый в производственные помещения приточный воздух должен подвергаться очистке от пыли. Приточный воздух, поступающий взаквасочную и производственные помещения с открытыми технологическими процессами, цех детских молочных продуктов, в отделение производства стерилизованного молока с розливом в асептических условиях, в обязательном порядке должен очищаться от пыли на масляных и других фильтрах тонкой очистки.
В пояснительной записке описывают принятую систему вентиляции по цехам основного производственного корпуса, основные конструктивные элементы выбранной системы вентиляции (с учетом данных преддипломной практики).
Водоснабжение
На предприятиях молочной промышленности холодная вода расходуется на технологические нужды (охлаждение продуктов в различных аппаратах, холодильных установках, подшипников насосов и воздушных компрессоров, восстановление сухого молока, мойку оборудования и тары автомобильных цистерн, мытье полов), на нужды котельной, хозяйственно-бытовые нужды.
Технический водопровод должен быть раздельным от хозяйственно-питьевого водопровода. Обе системы водоснабжения не должны иметь соединений между собой.
Предприятия молочной промышленности для технологических бытовых и питьевых целей должны использовать воду, соответствующую требованиям действующего стандарта на воду питьевую.
В производственных и вспомогательных зданиях в зависимости от требований технологического процесса надлежит принимать системы прямоточного, оборотного, повторного водоснабжения.
При прямоточном водоиспользовании вся отработанная вода сбрасывается в канализацию.
В повторных системах водоснабжения вода, отработавшая в одном каком-либо производственном процессе или аппарате, передается для повторного использования в других производственных процессах и аппаратах без промежуточной обработки, а затем сбрасывается в канализацию.
При оборотном водоиспользовании отработавшая вода подвергается той или иной обработке (очистке, охлаждению и т.д.) и снова подается в производство без выпуска в канализацию.
Для сокращения расхода на производственные нужды рекомендуется применять системы оборотного и повторного водоснабжения.
Целесообразно устраивать оборотное водоснабжение для охлаждений технологического оборудования. При этом вода, охлаждающая оборудование, поступает, например, в градирни, а оттуда забирается насосами и снова подается на технологическое оборудование.
На предприятиях молочной промышленности этот вид оборотного водоснабжения можно применять для холодильных установок вакуум-выпарных аппаратов, кристаллизаторов, заквасочников, а в связи с тем, что в этом виде оборудования вода не соприкасается с продуктом, то допускается использование технической воды.
После пластинчатых установок воду можно использовать повторно на наружную мойку автомашин, полив территории и пополнение оборотных систем.
Комплексное использование повторно-оборотных систем позволяет вовлечь в оборот до 70-80% воды от общего количества водопотребления.
Водоснабжение проектируют от городской сети или от собственных водоисточников - артезианских скважин с водонапорной башней и насосной станцией.
В системе водоснабжения молочных заводов следует предусматривать не менее двух резервуаров чистой воды для непрерывного обеспечения предприятий водой в часы наибольшего потребления и в аварийных ситуациях, а также для обеспечения времени контакта при хлорировании или постоянной скорости потока при обеззараживании ультрафиолетовым излучением и для наружного пожаротушения. Обмен воды в резервуарахдолжен производиться в сроки не более, чем 48 ч. В каждом резервуаре должен храниться половинный объем суточной потребности воды на технологические и бытовые нужды.
В пояснительной записке описывают хозяйственно-питьевое, производственное (технологическое) и противопожарное водоснабжение, системы водоснабжения, исходя из опыта работы предприятия молочной промышленности - места преддипломной практики.
Потребность в холодной воде (свежей и оборотной) рассчитывает по нормам недопотребления на одну тонну перерабатываемого сырья в зависимости от типа предприятия (приложение В). Результаты представляют в виде таблицы (таблица 4).
Таблица 4 – Расчет потребности воды
| Виды воды | Расход воды, м3/ч | |
| На 1 т перерабатываемого сырья | На все сырье | |
| Оборотная, повторно используемая | ||
| Свежая питьевая из источника |
Итоги расчета представляют в сводной таблице (приложение Г)
Канализация
Для приема загрязненных сточных вод, удаления их за пределы предприятия к очистным сооружениям, очистки, обезвреживания и сброса очищенных сточных вод в водоемы служат специальное инженерное сооружение - канализация.
Канализация может присоединяться к канализационным сетям населенных пунктов или иметь собственную систему очистных сооружений.
Предприятия молочной промышленности должны быть обеспечены системами канализации для раздельного сбора и удаления производственных и бытовых сточных вод. Для сбора и удаления атмосферных осадков следует предусматривать ливневую канализацию. Соединения между производственной и бытовой системами канализации запрещается; каждая система должна иметь самостоятельный выпуск в дворовую сеть.
Сточные воды предприятий молочной промышленности делят на загрязненные, условно чистые и бытовые.
Загрязненные сточные воды образуются в результате мойки технологического оборудования, тары, полов, а также работы прачечных. Эти сточные воды загрязнены веществами, полученными при выработке молочных продуктов (белком, молочным сахаром к т.п.), моющими средствами (кальцинированной и каустической содой, соляной и серной кислотами) и посторонними предметами (стеклом, фольгой и пр.).
Условно чистые сточные воды образуются в результате эксплуатации охладительно-пастеризационных установок, аммиачных и возданных компрессоров, конденсаторов.
Бытовые сточные воды отводят от предприятий самостоятельными сетями.
Сточные воды предприятий молочной промышленности перед выпуском в водоемы должны подвергаться механической, химической (при необходимости) и полной биологической очистке на очистных сооружениях населенного пункта, или на собственных очистных сооружениях.
Наружные канализационные сети подразделяются на дворовые, внутрицеховые (от здания до магистрали) и магистральные.
Внутренняя канализация, как и наружная, может быть хозяйственно-фекальной, производственной и ливневой. Внутренние канализационные сети прокладывают открыто, вподпольях, коридорах технических этажах с креплением к конструкциям зданий (стенам, колоннам, потолкам, балкам), скрыто, с заделкой в строительные конструкции перекрытий под полом (в каналах), в приставных каналах у стен.
Общая схема внутренней канализации состоит из приемника сточных вод, оборудования, умывальника, трапов, снабженных гидравлическим затвором, вводной линии и канализационного стояка. Канализационный стояк служит для сбора сточных вод и сброса их в смотровой колодец дворовой сети.
В пояснительной записке описывают категории сточных вод, систему канализации для отвода хозяйственно-производственных сточных вод и для отвода ливневых сточных вод, сооружения для механической очистки сточных вод.
Общее количество выпускаемых в водоемы сточных вод проектируемого предприятия рассчитывают по нормам водоотведения на 1 тперерабатываемого сырья по видам производств молочной промышленности (приложение В).
Результаты расчетов количества выпускаемых в водоемы сточных вод представляют в сводной таблице (приложение Г).
Рекомендуемая литература
1. Санитарные нормы проектирования промышленных
предприятий, СК 245-71.
2. Санитарные требования к проектированию предприятий
молочной промышленности, ВСТД 6.01.92.
3. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий.
4. CНиП 2.04.-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. -М: Стройиздат, 1985.
5. СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстр. СССР. -М: АПП ЦИТП, 1992.
6. Душин, И.Ф., Попенко, Л.Я., Ющюс, А.И. Санитарно-технические устройства предприятий мясной и молочной промышленности - М. Легкая и пищевая промышленность, 1981.
Приложение А (Справочное)
Нормы расхода пара на 1 т готовой продукции основного ассортимента молочных предприятий
| Продукция | Норма расхода пара, т | |
| На технические нужды | На вентиляцию | |
| Молоко: обезжиренное пастеризованное в пакетах и флягах в бутылках стерилизованное топленое сухое цельное сухое обезжиренное сгущенное с сахаром сгущенное стерилизованное | 0,1 0,2 0,2 0,6 0,6 4,7 6,4 1,6 1,0 | 0,1 0,20 0,14 - 0,5 0,65 9,2 0,5 0,3 |
| Простокваша | 0,4 | 0,35 |
| Кефир жирный: В бутылках В пакетах | 0,3 0,2 | 0,35 0,25 |
| Кефир обезжиренный | 0,45 | - |
| Ряженка | 0,8 | 0,5 |
| Сливки | 0,5 | 0,5 |
| Сметана | 1,0 | 0,73 |
| Творог: 18%-ной жирности полужирный зерненый | 1,65 1,4 1,9 | - 2,5 2,0 |
| Сырки: творожные глазированные | 1,7 2,4 | 2,3 - |
| Сыр: Костромской и голландский Российский | 2,5 2,3 | 3,3 3,2 |
| Масло сливочное выработанное методом: преобразования высокожирных сливок сбивания | 2,6 1,7 | 0,5 - |
Приложение Б
(Справочное)
Основные потребители электроэнергии
| Электроэнергия | Распределение электроэнергии, % |
| Технологические процессы | |
| Холодопроизводство | |
| Водоснабжение | |
| Пароснабжение | |
| Вентиляция | |
| Освещение | |
| Ремонтные службы | |
| Потери |
Приложение В
(Справочное)
Нормы (среднегодовые) водопотребления и водоотведения
по видам производств молочной промышленности на 1 т переработанного
сырья
| Предприятия | Расход воды, м3/ч | Количество выпускаемой в водоемы сточных вод, м3/ч | |
| Оборотной, повторно используемой | Свежей питьевой из источника | ||
| Городские молочные заводы производительностью, т в сутки: До 50 51-200 201-400 401 и более | 30,0 30,5 31,0 32,0 | 7,0 6,3 6,0 4,5 | 5,6 5,2 4,8 4,6 |
| Заводы сгущенных молочных продуктов производительностью: до 60 туб в, сиену 61 туб в смену и более | 25,0 25,0 | 5,5 5,5 | 4,4 4,4 |
| Завод сухих молочных продуктов (цельного и обезжиренного молока, ЗЦМ), маслодельные заводы с цехами сушки производительностью, т в сутки: До 300 301 и более | 20,0 20,5 | 3,5 4,5 | 4,6 3,5 |
| Молочноконсервные комбинаты детских продуктов | 20,0 | 3,3 | 3,0 |
| Маслодельные заводы производительностью, т в сутки: До 50 51 – 200 201 и более | 21,0 21,5 22,6 | 2,6 2,5 2,0 | 2,4 2,3 1,7 |
| Маслосырзаводы производительностью, т в сутки: До 50 51 – 200 201 и более | 20,0 20,5 21,0 | 5,0 4,5 4,0 | 4,3 3,8 3,4 |
| Сырзаводы производительностью, т в сутки: До 50 51 – 200 201 и более | 19,1 19,5 20,0 | 7,0 6,0 5,0 | 6,0 5,0 4,8 |
Примечания. 1. Система водоснабжения - прямоточная с повторным использованием воды и оборотная.
2 В нормы включены расходы воды на производственные, хозяйственно-бытовые нужды, нужды котельной и компрессорной.
Приложение Г
(Рекомендуемое)
Сводная таблица расчетов энергоресурсов, воды
| Потребность | ||
| В час | В сутки | |
| Пар, т | ||
| Электроэнергия, кВт | ||
| Вода, м3 | ||
| Сточные воды, м3 |
Учебное издание
Гончаров Алексей Валерьевич
Обуховский Валерий Михайлович
Копоть Ольга Васильевна
Коноваленко Ольга Владимировна
Фомкина Ирина Николаевна
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Компьютерная верстка: В.М.Обуховский
Учреждение образования
«Гродненский государственный аграрный университет»
Л.И. № 0548516 от 16.06.2009.
230008, г.Гродно, ул.Терешковой, 28
