Разработка технологических решений для совершенствования работы комбината хлебопродуктов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1Технико-экономическое обоснование целесообразности

строительства мукомольного завода

1.1 Экономическая характеристика реконструкции

1.2 Источники поступления сырья

1.3 Цели и задачи строительства завода

1.4 Энергоснабжение завода

1.5 Водоснабжение мукомольного завода

1.6 Теплоснабжение предприятия

2 Технологическая часть

2.1 Свойства зерна как сырья для производства крупы

2.2 Описание технологического процесса крупозавода

2.3 Расчёт технологического оборудования крупозавода

3 Аспирация технологического оборудования

3.1 Общие сведения

3.2 Расчет фильтров и вентиляторов

3.3 Расчет аспирационной сети

4 Строительная часть

4.1 Части зданий

5 Энергетическая часть

5.1 Определение расчетных мощностей электроприёмников

5.2 Расчет электрического освещения

5.3 Определение мощности и выбор компенсирующих устройств

5.4 Определение мощности и количества трансформаторов на подстанции

5.5 Определение годового потребления электроэнергии

5.6 Плата за электроэнергию

6 Экономическая часть

6.1 Анализ использования производственной мощности и расчет резервов

6.2 План производства и реализации продукции.

6.3 Расчет стоимости товарной продукции

6.4 Расчет технологической трудоемкости одной тонны продукции

6.5 Расчёт статьи «Сырьё

6.6 Расчёт статьи «Зарплата основных производственных рабочих техноло-гического цеха

6.7. Смета на содержание и эксплуатацию оборудования

6.8 Цеховые расходы

6.9 Общезаводские расходы

6.10 Себестоимость продукции

6.11 Определение срока окупаемости капитальных затрат

6.12 Расчет рентабельности предприятия

7 Безопасность труда

7.1 Анализ и обеспечение безопасных условий труда

7.2 Расчет снижения уровня шума в производственном помещении

7.3 Возможные чрезвычайные ситуации на объекте

Заключение

Список использованных источников

Введение

В последние годы продолжалось интенсивное развитие теории и практики технологии крупы. Появилось новое оборудование, разработаны новые способы подготовки и переработки зерна в крупу, введены в действие новые Правила организации и ведения технологического процесса на предприятиях, повысились требования к подготовке специалистов для отрасли хлебопродуктов. Также появилось большое количество средних и мелких перерабатывающих предприятий, составляющих конкуренцию, ведущих активную борьбу за потребителя.

Современные крупозаводы являются полностью механизированными предприятиями с высокой степенью автоматизированного управления, осуществляемого с центрального пульта. Ручной труд частично сохранился лишь на таких операциях, как отбор проб на анализ и на уборке помещений.

Технология является основой производства, и поэтому грамотная организация и управление производством на любом участке может быть обеспечено только при условии совмещения теоретических знаний и практических навыков организации и ведения технологического процесса.

Технологический процесс состоит из ряда взаимосвязанных операций, каждую из которых выполняет специальное оборудование - машины. Их эффективная эксплуатация требует знания конструкции, принципа работы, характера влияния на их эффективность различных факторов и способов контроля и регулировки их работы.

Крупяное производство первым среди других производств приобрело действительно инженерное оформление, так как шелушение, измельчение зерна и сортирование полученных при этом продуктов для выделения, в конечном счете, крупы требовало применения сложной техники. Высокая энергонасыщенность крупозаводов и мельниц определила преимущественное применение всех новых энергоносителей именно на мукомольно-крупяных предприятиях.

Ассортимент мукомольной и крупяной промышленности включает около 50 наименований основных и побочных продуктов, получаемых при переработке пшеницы, ржи, ячменя и других культур, установленных действующими стандартами и техническими условиями.

Мука и крупа являются основой для приготовления бесчисленного количества пищевых продуктов. За счёт их потребления человек удовлетворяет свои потребности в белке на 30 - 50%, а в различных биологически активных веществах, остро необходимых организму человека, - на 20 - 40%. электроприёмник мощность резерв реконструкция

Учитывая, выше сказанное и то, что Курганская область является аграрной, находящаяся в благоприятной экономической зоне, можно сделать вывод, что для совершенствования работы Курганского комбината хлебопродуктов, а также с целью расширения ассортимента выпускаемой продукции, необходимо строительство крупозавода по переработке ячменя в ячневую и перловую крупу. Это является как экономически выгодным, так и социально важным мероприятием.

1 Технико-экономическое обоснование

1.1 Экономическая характеристика реконструкции

Проектируемый крупяной завод с суточной производительностью 100 тонн будет вырабатывать крупу двух видов: ячневую и перловую одновременно. В дальнейшем можно использовать проектируемую технологическую линию и для производства полтавской крупы из твердой пшеницы.

Технология одновременного выпуска ячневой и перловой крупы из ячменя, с возможным переводом технологии на переработку твердой пшеницы в крупу «Полтавскую» и «Артек», была разработана и внедрена в производство специалистами Оренбургского комбината хлебопродуктов №3 в 1999 году.[1]

На крупяном заводе будет работать 24 человека. Годовой выпуск крупы составит 17442 тонн. Уровень технической оснащённости равен 98%. Прибыль крупяного завода составит 96963 тыс. р. Рентабельность производства равна 25,48%. Затраты на рубль товарной продукции составят 0,8 рубля.

1.2 Источники поступления сырья

Крупяной завод занимает выгодное географическое положение, что позволяет получать зерно перерабатываемых культур из различных аграрных хозяйств Оренбургской области и соседних регионов.

Основная масса зерна будет поступать в период после уборки урожая и при необходимости в другие периоды года. Продолжительность заготовительного периода не менее трёх месяцев. В основном зерно будет доставляться автотранспортом и некоторая часть железнодорожным транспортом. Поступающее зерно должно пройти технохимический контроль в производственно-технологической лаборатории, и если оно будет соответствовать принятым стандартам по качеству и другим показателям, крупяной завод примет зерно. В противном случае зерно возвращается хлебосдатчику или переводится в разряд некондиционного для использования в других целях. Каждая партия зерна должна иметь специальные документы, подтверждаегоющие качество и безопасность.

1.3 Цели и задачи строительства завода

Главной целью строительства крупяного завода является увеличение ассортимента выпускаемой продукции.

Также основными задачами строительства завода являются следующие:

а) целенаправленная переработка сырья, поступающего от хлебосдатчиков;

б) эффективное использование трудовых ресурсов, сырья, материалов;

в) обеспечение населения одним из основных продуктов питания - крупой различных видов.

1.4 Энергоснабжение завода

Данный крупяной завод получает электроэнергию от главной понизительной подстанции (ГПП) предприятия «Курганэнерго» по кабельным линиям электропередачи напряжением 10 кВ. По надёжности электроснабжения электроприёмники предприятия относятся ко II категории. Поступающая энергия полностью обеспечит основное и вспомогательное производство.

1.5 Водоснабжение завода

Завод снабжается холодной водой питьевого качества от центрального водоканала. Если же это будет невозможно в случае аварии, то от скважин, находящихся на территории предприятия. В последнем случае предприятие будет снабжаться только холодной водой, горячее водоснабжение осуществляется от производственной котельной.

1.6 Теплоснабжение завода

Теплоснабжение предприятия осуществляется также от производственной котельной, оснащенной двумя паровыми котлами ДЕ-10/14. Для бесперебойного снабжения котельной водой, имеются 2 скважины и дополнительные ёмкости.

2 Технологическая часть

2.1 Свойства зерна как сырья для производства крупы

Для выработки перловой и ячневой крупы используется ячмень для переработки в крупу. Технические условия. ГОСТ 6378-84.

Для выработки крупы пшеничной используют пшеницу II типа - твердую пшеницу «Дурум». ГОСТ 9353-90.

Каждая партия поставляемого крупозаводу зерна по качеству должна быть не ниже кондиций, утвержденных стандартами на зерно, поставляемое крупяной промышленностью.[2]

В состав зерновой массы, поступающей на предприятия, входит не только зерно основной культуры, но и различные примеси.

К основному зерну относятся целые и повреждённые зёрна основной культуры, по характеру повреждений не относящиеся к сорной или зерновой примеси.

К сорной примеси относится: весь проход, получаемый при просеивании зерна основной культуры через сито диаметром 1мм; минеральная примесь (комочки земли, галька, частицы шлака, руды и т.п.); органическая примесь (части стеблей, стержней колоса, ости, части листьев и др.); семена всех дикорастущих растений; семена культурных растений, не отнесённые к зерновой примеси; зерно основной культуры, прогнившее, проплесневевшее, обуглившееся, поджаренное - все с явно испорченным эндоспермом от коричневого до чёрного цвета; вредная примесь (головня, спорынья, угрица, вязель разноцветный, горчак ползучий, гелиотроп опушенноплодный, триходесма седая).

К зерновой примеси относятся: битые и изъеденные зерна основной культуры, независимо от характера и размера повреждения, в количестве 50% от массы; давленные, щуплые - сильно недоразвитые; проросшие - с вышедшим наружу корешком или ростком, или с утраченными корешком или ростком, недеформированные с явно изменённым цветом оболочки вследствие прорастания; захваченные морозом - сморщенные (деформированные), сильно потемневшие, зелёные; повреждённые самосогреванием или сушкой, заплесневевшие с изменённым цветом оболочек и затронутым эндоспермом от кремового до светло-коричневого цвета; раздутые при сушке; зёрна ржи, мягкой пшеницы, как целые, так и повреждённые, не отнесённые по характеру повреждений к сорной примеси.

Технологические свойства зерна в значительной степени характеризуются содержанием эндосперма, содержанием сорной и зерновой примеси.

Зерно, поступающее в зерноочистительное отделение крупяного завода, должно по качеству быть не ниже кондиций, утвержденных стандартами на зерно, поставляемое крупяной промышленности.

В зернохранилищах необходимо тщательно очищать его от примесей. При предварительной очистке зерна и закладке его на хранение формируют крупные партии зерна. При этом необходимо строго следить, чтобы партии формировались из потоков, однородных по качественным, технологическим и крупяным достоинствам.

Технологические операции в шелушильном отделении

Шелушение -- основная технологическая операция шелушильного
отделения крупяного завода. Шелушеное зерно (ядро) подвергают
дополнительной обработке. С поверхности ядра большинства зер-
новых культур удаляют плодовые и семенные оболочки, ядро од-
них культур дробят, а дробленым крупинкам других культур при-
дают округлую или шаровидную форму.

Крупу шлифуют и полируют, в связи с чем изменяется внеш-
ний вид ее; в заключение крупу сортируют по признаку однородности размеров крупинок. [

Разнообразие видов зерновых культур и широкий ассортимент вырабатываемой крупы предопределяют объем и сложность технологических операций в шелушильном отделении, а также выбор соответствующего оборудования. Однако, несмотря на особенности переработки зерна отдельных культур, в основу ее положен ряд общих принципов, помогающих изучению общей технологии крупяного производства.

В шелушильном отделении осуществляют операции, из которых складывается собственно процесс производства крупы: сортирование зерна по крупности до шелушения; шелушение; сортирование

продуктов, полученных в результате шелушения; дробление или / резание ядра; шлифование ядра; обработка поверхности шлифовального ядра (полирование); сортирование по крупности и контроль крупы; контроль отходов.

В зависимости от вида продукции и схемы технологического процесса отдельные операции могут быть развиты в большей или меньшей степени или вовсе отсутствовать, как, например, дробление при переработке риса, гречихи и Сортирование зерна до шелушения

Как бы ни была сравнительно однородна и хорошо подобрана партия зерна, она всегда содержит зерна разных размеров. Это вызывает необходимость сортирования ее по крупности на несколько фракций для того, чтобы повысить эффект основной технологической операции -- шелушения. Чем точнее рассортировано зерно по крупности, тем выше эффект работы шелушильных машин, функционально связанных с сортирующими.

При шелушении более крупных зерен (в вальцедековом станке, шелушильном поставе) требуется и большее расстояние между рабочими органами машин, чем при шелушении мелких. Переработка несортированной смеси при одинаковом расстоянии между рабочими органами может привести к чрезмерному воздействию на ядро крупных зерен и дать незначительный эффект шелушения при переработке мелких зерен. В первом случае разрушается ядро, получается много мучки, снижается выход крупы, следовательно, возрастают потери производства, во втором получается много нешелушеных зерен, в связи с чем приходится повторять операцию шелушения.

Для шелушения зерна мелких фракций нужно затратить больше усилий, чем при шелушении крупных фракций той же партии, и мелкое зерно приходится иногда подвергать дополнительной обработке. При переработке несортированного зерна возникает иногда необходимость лишний раз подвергать совместной обработке смесь шелушеных (преимущественно крупных) ядер с нешелуше- ными мелкими зернами, это увеличивает выход дробленого зерна и мучки. К сортированию зерна по крупности прибегают иногда даже при обработке его в машинах, у которых в процессе работы нельзя регулировать расстояние между рабочими органами (в обоечных машинах, шелушильно-шлифовальных машинах ЗШН).

До шелушения смесь зерен, неодинаковых по крупности, калибруют на несколько фракций, включающих зерна, более близкие по размерам, чем исходная смесь. В зависимости от перерабатываемой культуры при сортировании применяют сита с круглыми и продолговатыми отверстиями. Наибольшей точности сортирования до шелушения требует гречиха. Перепад в размерах отверстий сит смежных (фракций при сортировании гречихи на шесть фракций должен составлять 0,2--0,3 мм. Содержание зерен, смежных по размеру, в выделенной фракции допускается не более 6% в крупных фракциях и 8°/о в мелких. Такая точность сортирования связана с методом пофракционного выделения целой крупы (ядрицы) от нешелушеных зерен гречихи.

Для сортирования зерна по крупности применяют различные схемы просеивания, отличающиеся последовательностью операций разделения. Число и размер сит зависят от количества требуемых фракций и их крупности. При сортировании зерна на п различных фракций независимо от схемы сортирования необходимо установить п-- 1 разных сит.

При двухэтапном (ступенчатом) сортировании зерно предварительно сортируют на два-три потока, а затем каждый из них окончательно и более точно сортируют по крупности на установленное число фракций. Последнюю операцию проводят, выделяя отдельные фракции сходом либо проходом через сита.

Двухэгапное сортирование имеет ряд преимуществ, так как при окончательном сортировании (калибровании) можно равномернее загрузить сита более выровненным по крупности зерном и тем самым обеспечить большую точность окончательного сортирования. Кроме того, зерно после предварительного сортирования на две- три фракции удобно подвергнуть дополнительной пофракционной очистке от примесей. Иногда наиболее сорную, обычно мелкую фракцию отдельно очищают на вибропневматических столах. На них выделяют из основной культуры трудноотделимые примеси, а затем в аспирирующих машинах удаляют находящиеся в данной фракции щуплые, недоразвитые зерна и легкие сорняки.

Факторы, влияющие на технологический эффект сортирования. Технологический эффект сортирования зависит от многих факторов: физико-механических свойств и формы зерна сортируемой культуры; характера движения и параметров сита; условий работы сортирующих машин; количества зерна, просеиваемого через сито (севкости).

Севкость сита -- количество прохода на единицу площади сита в единицу времени сравнительно велика в первые промежутки времени после поступления зерна на сито, а затем она уменьшается. Это замедление процесса объясняется тем, что после начала сортирования, когда через отверстия сит проходят легко просеивающиеся мелкие зерна, на сите остаются более крупные зерна, которые, хотя и меньше размера отверстий сита, сравнительно труднее проходят через него и требуют для этого больше времени. На количество просеиваемого зерна влияют площадь живого сечения сита и схема сортирования.

Характер движения сита должен обеспечить наибольшее соприкосновение просеиваемого зерна с поверхностью сита; при этом необходимо, чтобы относительная скорость движения продукта по отношению к ситу была небольшой и плавно возрастала. Так как динамический коэффициент трения продукта о сито у разных крупяных культур различен (так, коэффициент трения в движении воздушно-сухого проса о поверхность металлотканого сита равен 0,29, а гречихи 0,38), при сортировании той или иной культуры необходимо устанавливать угол наклона сита сортировочных машин с учетом коэффициента трения зерна, а число оборотов кривошипа -- в зависимости от его радиуса. Чтобы сито по всей рабочей поверхности равномерно покрывалось слоем зерна, его ширина } должна соответствовать количеству поступающего на него зерна.

Всю поверхность сит необходимо полностью использовать и ' равномерно загружать по всей ширине, своевременно очищать, не допускать заклинивания (засеивания) и перегрузки, в результате которых увеличивается недосев, т. е. часть зерен мелкой фракции идет сходом с сита.

При просеивании на ситах происходит самосортирование зерна. Зерна, плохо выполненные и имеющие меньшую плотность, всплывают на поверхность. Мелкие зерна, хорошо выполненные, образуют нижний слой и раньше просеиваются. Поэтому, если в сходе оказались мелкие зерна, они в большинстве недоразвитые.

Сортировочные машины с наклонными ситами, в которых зерно проходит длинный путь от приемки зерна к его выходу (более 2 м), считались наиболее точными при калибровании зерна и сортировании крупы по номерам. Однако эти машины малопроизводительны и громоздки. В последние годы ВНИИЗ и МТИПП совместно с Горьковским отделением ВНИЭКИпродмаш создали рассев для крупяной промышленности шкафного типа БРУ. Этот рассев имеет четыре технологические унифицированные схемы для разных крупяных культур.

§ 3. Шелушение зерна крупяных культур

Процесс отделения наружных оболочек зерна (пленок, лузги), не усваиваемых организмом человека, с целью освобождения ядра -- питательной и наиболее ценной части зерна называется шелушением. При шелушении отделяют цветковые пленки от риса, проса, овса, сорго и ячменя, плодовые оболочки от гречихи, пшеницы, кукурузы и семенные оболочки от гороха и чечевицы.

На отечественных крупяных заводах в настоящее время используют пять основных видов шелушильных машин: вальцедековые станки, станки с валками, покрытыми резиной, шелушильные постава, шелушильные машины с абразивными дисками и обоечные (бичевые) машины. Каждая из них пригодна для шелушения одной или двух культур и непригодна для шелушения остальных.

Методы шелушения. Перечисленные десять зерновых культур настолько отличаются между собой по анатомическому строению, по прочности связи оболочек с ядром, структурно-механическим свойствам, что для эффективного шелушения каждой культуры необходимо применить определенное воздействие на зерно, вызывающее в пленках такие деформации, в результате которых они отделяются от ядра при минимальном его повреждении и с наименьшей затратой энергии. Это достигается в результате контакта с зерном разных рабочих органов машины, которые воздействуют на него сжатием, сдвигом, трением, ударом, а иногда сочетанием перечисленных способов.

Высокую эффективность процесса шелушения получают лишь при использовании машины, пригодной для шелушения определенной крупяной культуры. Это объясняется тем, что в конструкции этой машины с большей полнотой учтены анатомические особенности строения и структурно-механические свойства зерна, ядра и оболочек перерабатываемой культуры, а используемый способ механического воздействия на зерно и возникающие при этом виды деформаций отвечают поставленной задаче: получить высокий коэффициент шелушения при минимальном дроблении ядра.

На рисунке 20 приведена классификация методов шелушения крупяных культур, учитывающая форму связи наружных оболочек (пленок) с ядром, характеристику необработанного ядра при его технологической влажности (14%); показаны схема рабочих органов машин, применяемых при шелушении разных культур, а также способы воздействия рабочих органов на зерно и виды преобладающих при этом деформаций. Предложенная классификация учитывает выявленные закономерности рациональных методов воздействия на зерно в зависимости от его анатомического строения и структурно-механических свойств.

Гречиху и просо шелушат в вальцедековых станках в результате непродолжительного (мгновенного) сжатия и сдвига, вызывающих скалывание и размыкание пленок. При этом оптимальных результатов достигают при определенных для каждой культуры параметрах работы и рабочих органах машин определенной твердости, упругости, шероховатости.

Для шелушения риса применяют станки с валками, покрытыми резиной, и шелушильные постава, для шелушения овса -- шелушильные постава, обоечные (бичевые) машины.

Шелушение ячменя, оболочки которого срослись с ядром, достигается в результате продолжительного трения об абразивную и чешуйчатую поверхности, для чего применяют машины интенсивного фрикционного воздействия и обоечные машины.

Данные, приведенные на рисунке 20, позволяют установить закономерности воздействия рабочих органов шелушильных машин на зерно и усвоить методы шелушения крупяных культур и применяемое для этого оборудование.

В зависимости от способа механического воздействия рабочих органов шелушильных машин на зерно и вида вызываемой ими деформации оболочек современные конструкции можно разделить на три группы, в которых преобладают:

сжатие и сдвиг, вызывающие размыкание и скалывание
пленок проса и гречихи в вальцедековом станке, риса в станке
с валками, покрытыми резиной, и овса и риса в шелушильном по-
ставе;

трение об абразивную и стальную (чешуйчатую) поверхно-
сти, вызывающее при продолжительном воздействии соскаблива-
ние оболочек (шелушильно-шлифовальные машины ЗШН и дру-
гие) ;

удар, вызывающий раскалывание оболочек и сопутствующее
ему фрикционное воздействие абразивной или металлической по-
верхности (обоечные машины) для шелушения овса, ячменя и дру-
гих культур.

Рассмотрим как осуществляется процесс шелушения разных
культур на современных крупяных заводах.

Шелушение в вальцедековом станке. Ядро проса (пшено) и
гречихи (ядрицу) освобождают от охватывающих и не срастаю-
щихся с ядром пленок, приложив небольшие усилия сжатия и
сдвига. Эту операцию с достаточно хорошим технологическим эф-
фектом, сохранив цельность ядра, и при небольшой затрате энер-
гии осуществляют в вальцедековых станках.

Рабочие органы этой машины: горизонтальный вращающийся
цилиндр -- валок и неподвижно закрепленная часть цилиндриче-
ской поверхности -- дека.

Зерно при поступлении в машину захватывается валком и втя-
гивается в рабочую зону между валком и декой, где подвергается
деформациям сжатия и сдвига. При этом часть пленок зерна
со стороны вращающегося валка получает сдвигающее усилие, в то
время как другая часть их, будучи прижата к неподвижной деке,--
тормозящее усилие. При этом пленки гречихи скалываются по гра-
ни, а пленки проса раскалываются на две чашечки или дробятся
на части, после чего ядра свободно выпадают.

Минимальный зазор между валком и декой должен быть больше размера ядра зерна, в противном случае неизбежно его дробление. Дуга деки имеет тот же радиус, что и валок. С практической точки зрения это удобно, так как поверхность деки можно выверить притиркой ее о вращающийся валок.

Так как форма, анатомическое строение зерна проса и гречихи и особенно их структурно-механические свойства различны, то при шелушении необходимо применять разные способы воздействия на зерно. Это достигается заменой деки и валка (материал, микроструктура, упругость), изменением формы рабочего зазора и установкой оптимальной скорости валка.

Для шелушения гречихи применяют деку (рис. 21, а), у которой радиус кривизны равен радиусу валка. Приводя деку в рабочее положение, ее отодвигают от валка параллельно последнему, и тогда рабочая поверхность деки будет смещена по отношению к поверхности валка. Величина зазора между валком и декой, измеренная по линии продолжения радиуса, в направлении которого дека была отодвинута, будет больше, чем зазор по ее краям в местах приемки и выхода продукта, так как зазор имеет серповидную форму. Если направление движения деки совпадает с радиусом, проходящим через середину ее дуги, то дека будет симметрична, т. е. размеры приемного и выходного отверстий будут одинаковы: Ь₁ -- Ь₂. В последней конструкции вальцедекового станка дека несимметрична. Соответственно дугам угол охвата деки а=60° делится на два неравных угла: верхний угол АС>1В = = 01 = 15° и нижний В01С=а2=45°

Максимальный размер зазора между валком и декой будет по линии горизонтального радиуса, в направлении которого дека отодвигается от валка. По мере удаления от этого радиуса как в сторону приемного, так и выпускного отверстия зазор уменьшается и становится тем меньше, чем больше угол си или а₂.

Размер зазора (Ь_г и Ъ₂) изменяется в зависимости от косинуса угла обхвата. В точке приемки зерна &1 = &осоза_ь в точке его выхода Ъ₂=Ь_а со$а₂. Так, например, если отодвинуть деку от валка на Ь₀=Б мм, размер зазора в точке приемки зерна составит 5 соз 15°=4,8 мм, а в точке его выхода -- 5соз45°=3,5 мм.

Такая форма сечения рабочей зоны (серповидная) позволяет производить индивидуальную обработку единичных зерен гречихи. Трехгранные зерна гречихи втягиваются валком в рабочую зону, поворачиваются с грани на грань и сжимаются. Так как при серповидной форме зазора расстояние между валком и декой уменьшается, то зерно заклинивается. Толщина зерна (высота равностороннего треугольника) меньше ширины зерна (длины стороны треугольника). При сжатии по граням один из лепестков плодовой оболочки откалывается и ядро свободно выпадает.

Размер ширины зерна гречихи (в его миделевом сечении) больше размера ядра в том же сечении на 0,5--1,3 мм, и, следовательно, ядро может пройти рабочую зону, не подвергаясь дроблению, если окружная скорость валка не будет чрезмерно велика и напряжение, вызываемое центробежной силой, не превысит предела упругости ядра. Зазор между валком и декой в месте выхода продукта должен быть больше ширины ядра перерабатываемой фракции.

Этот зазор можно определить, умножив размер диаметра отверстия сита, через которое проходом выделена перерабатываемая фракция, на 0,8. При переработке гречихи I и II фракций окружную скорость валка принимают равной 14-- 15 м/с, III и IV-- 12--14, V и VI -- 10--12 м/с.

При шелушении гречихи лучшие результаты получают, если валок и дека изготовлены из естественного камня мелкозернистой кварцевой породы (песчаника). Этот материал меньше дробит ядро по сравнению с рабочими органами из искусственной абразивной массы. Необходимо, однако, следить за тем, чтобы песчаник имел достаточную прочность и однородность структуры, так как в противном случае он изнашивается неравномерно и эффект шелушения снижается.

На отдельных гречезаводах валок и деку отливают на месте, изготовляя их по специальной рецептуре, используя в качестве наполнителя наждак или промытый и просеянный мелкий речной песок. Применяют также электрокорундовые валки.

Так как в процессе работы острые кромки зерен рабочей поверхности валка и особенно деки постепенно заполировываются, периодически восстанавливают микрогеометрию их поверхности, проводя насечку, отчего она становится острошероховатой.

Для шелушения проса валок изготовляют из абразивной массы, а деку -- из технической резины с прослойками ткани (корд). Зазор между декой и валком должен равномерно суживаться от точки приемки зерна к месту его выхода. При таком зазоре зерно проса в зависимости от его размеров придет в соприкосновение как с валком, так и с декой и в той или иной точке зоны шелушения, будучи сжато, начнет испытывать со стороны вращающегося валка сдвигающее усилие, а со стороны неподвижной деки -- тормозящее. Так как зерно проса имеет по сравнению с гречихой прочное ядро, а резина деки допускает небольшое упругое сжатие, то, приближая деку к валку, увеличивают усилие и скалывают цветковые пленки при небольшом (по сравнению с другими машинами) дроблении ядра,' Силы, действующие при этом на зерно, должны вызывать напряжение больше предела прочности оболочек зерна и в то же время меньше предела прочности ядра. При упругой деке минимальный зазор между валком и декой (на линии выхода продукта) устанавливают приблизительно 1,2 мм.

Суживающаяся к выходу продукта клиновидная форма рабочей зоны в сочетании с упругой декой позволяет шелушить просо, не сортированное по крупности, или сортировать его всего на две фракции (ранее сортировали на пять фракций).

Качество резины деки оказывает большое влияние на эффективность работы вальцедекового станка. В настоящее время промышленность изготовляет для дек белую резину (черная резина пачкает ядро), обеспечивающую необходимую износостойкость и высокое качество процесса шелушения. Она характеризуется комплексом упругопрочностных показателей: прочностью, твердостью, коэффициентом динамической выносливости и динамическим модулем упругости. Между слоями резины имеются тканевые прокладки (4--7 на 25 мм толщины деки), наличие которых обеспечивает необходимую прочность деки и значительно уменьшает износ резины. Срок службы дек не должен быть меньше десяти дней, чтобы их замену проводить в период планируемых остановок.

Для полного шелушения проса в однодековых станках требуется не менее трехкратного воздействия рабочих органов с отвеиванием пленок и мучнистых частиц после шелушения. В настоящее время применяют двухдековые станки, в которых на одном абразивном барабане установлены две деки для двукратной обработки продукта.

После шелушения в рабочей зоне верхней деки продукт, состоящий преимущественно из смеси шелушеных и нешелушеных зерен, поступает во вторую рабочую зону, образованную тем же валком и второй декой, где повторно обрабатывается.

2.2 Описание технологического процесса крупозавода

На проектируемом крупозаводе будет используется норийный и самотечный транспорт, а также винтовые конвейеры, транспортирующие зерно и продукты в горизонтальном направлении.[3]

Зерно ячменя из элеватора по ленточному конвейеру передается в зерноочистительное отделение крупозавода и направляется в накопительные бункеры для временного хранения зерна, рассчитанные на 30-36 часов работы завода.

Зерно из бункеров временного хранения, расположенных внутри подготови-тельного отделения подается винтовым конвейером в башмак нории №1, которой поднимается на 5 этаж и подается на автоматические весы АД-50-37, подогреватель зерна БПЗ, воздушно-ситовой сепаратор А1-БИС-12, расположен-ного на полу третьего этажа.

Сходом с сортировочного сита сепаратора А1-БИС-12 получаем крупную примесь - некормовые отходы III категории, которые выводятся из машины. Проход сортировочного сита, зерно и мелкая примесь, поступают на подсевное сито. Проходом через подсевное сито получаем мелкую примесь - кормовой зернопродукт I - IV категории, которые взвешиваются и самотеком направляются в норию №5, подающей продукты на бурат ЦМБ-3 для их контроля, расположенный на четвертом этаже, затем в накопительный бункер, расположенный на третьем этаже зерноочистительного отделения, а затем направляются в цех кормосмеси. Сходом с подсевного сита идет зерно основной культуры, поступает в пневмосепарирующий канал, где происходит отвеивание аэродинамически легких примесей . При прохождении воздуха через поток зерна лёгкие примеси выделяются из зерновой смеси и выводятся воздухом через канал в горизонтальный циклон А1 - БЛЦ .

Из горизонтального циклона через шлюзовой затвор осаждаемый материал самотеком направляется в норию №5.

При переработке ячменя в ячневую и перловую крупу, а также при выработке полтавской крупы, сортировочное сито на воздушно-ситовом сепараторе А1-БИС-12 установлены сита с круглыми отверстиями диаметром 8 миллиметров, а подсевное сито- с прямоугольными отверстиями 2,2х20, для выделения, при необходимости, проходом подсевного сита сепаратора мелкого ячменя в количестве не более 5%.

Сходом с подсевного сита зерно, очищенное от примесей, направляется на вибропневматический камнеотборник Р3-БКТ-100, установленный на 2 этаже, для выделения минеральной примеси, соразмерной с зерном ячменя.

Зерно из приёмного патрубка подаётся на сетчатую поверхность распределителя, продуваемую воздушным потоком, и двумя потоками поступает на сетчатую деку, совершающую вибрационные движения. При совместном действии воздушного потока и механических колебаний в зерновой массе происходит явление стратификации, то есть перераспределение частиц по плотности: более плотные частицы (минеральная примесь) оказывается внизу, а зерно и частицы с меньшей плотностью - наверху. За счёт различий в коэффициенте трения минеральная примесь движется вверх по деке и выводится по специальному патрубку из машины, а зерно, находясь в псевдоожиженном состоянии, движется по деке вниз и выводится из машины.

На данном этапе очистка зерна завершается.

Технологические процессы производства перловой крупы и пшеничной Полтавской построены одинаково, следовательно, их можно производить по одной схеме.

Очищенное от примесей зерно поступает на первую систему шелушения. Шелушение ячменя производят на четырех последовательных системах с использованием шелушителей А1-ЗШН-3, абразивные диски которых имеют зернистость 125 единиц. Перед шелушителями установлены магнитные сепараторы У1-БМЗ. Пенсак делится на два потока, так как на одной операции шелушения установлено две машины, пройдя магнитную защиту, через приемное отверстие поступает в рабочую зону машины- неподвижный ситовой цилиндр и 6 вращающихся абразивных дисков. Под действием вращения ротора и истирания об абразивную поверхность, происходит шелушение зерна. В результате интенсивного трения зерновок между собой и о ситовую поверхность зерно также очищается от пыли, надорванных оболочек и частично от зародыша и бородки. Учитывая, что шелушитель является машиной ударно-истирающего принципа действия, перед ней в самотёке встроена магнитная защита с целью предотвращения искрообразования при попадании металлических предметов.

Интенсивность шелушения ячменя регулируется запорным устройством на вызходе зерна из шелушителя.

После шелушителей А1-ЗШН-3 зерно поступает в аспиратор с замкнутым циклом воздуха ЗД-10. В аспираторе происходит отвеивание отделившихся частиц оболочек. С аспиратора продукт поступает на вторую систему шелушения в шелушители А1-ЗШН-3 с последующим отделением лузги в пневсоаспираторе с замкнутым циклом воздуха ЗД-10. после этого продукт поступает в норию №3 и процесс шелушения повторяется еще дважды на 3 и 4 системах, на которых также установлены шелушители А1-ЗШН-3, с последующим отделением лузги в пневмоаспираторах.

Количество нешелушеных зерен в продукте после шелушения, при переработке ячменя, не должно превышать 5%, а дробленых не должно быть более 50%. К нешелушеным зернам в пенсаке относят зерна, полностью сохранившие цветковую пленку.

Количество дробленых зерен в продукте не должно превышать 15%.

2.2.1 Производство перловой крупы.

Шелушеный ячмень (пенсак) направляют на крупосортировальную машину А1-БКГ, установленную на 4 этаже шелушильного отделения крупозавода для разделения его на две фракции в соотношении: 40% - сходовая фракция с сита Ш2,5 мм и 60% фракция, получаемая проходам данного сита.

Далее процесс переработки пенсака производится по двум технологическим схемам.

Крупная фракция пенсака (40%) направляется на переработку в перловую крупу №2 а мелкая фракция (60%) - в ячневую №2.

Процесс производства перловой крупы включает три шлифовальные, три полировальные системы и контроль.

Шлифование пенсака производится в шелушильно-шлифовальных машинах А1-ЗШН-3, с абразивом, зернистостью 100 единиц. Пенсак подвергается истиранию об абразивную поверхность дисков машина, о сетчатый цилиндр и зерновок между собой. В результате этого происходит окончательное отделение частиц зародыша, оставшегося количества цветковых и плодовых оболочек. При работе образуется большое количество мучки, которая выводится из машины аспирационным оборудованием.

Для выделения частиц оболочек и мучки, применяют промежуточное провеивание в аспираторе ЗД-10.

Операция шлифования повторяется трижды, с последующим отделением продуктов шлифования аспираторами ЗД-10. Затем продукт направляют на три системы полирования, которое также производится в машинах А1-ЗШН-3, но состав абразивного материала отличается, от состава на системах шлифования. На системах полирования используют диски с более мелкой зернистостью.

Крупность абразива у дисков полировальных систем составляет 80 единиц. При полировании с поверхности крупы убираются царапины, трещины, появившиеся на этапе шлифования. Это придает крупе лучший товарный вид, делает её более однородной. После проведения троекратного полирования поверхность ядра ячменя приобретает перламутровый оттенок - отсюда и произошло название перловой крупы..

После каждого этапа полирования крупу провеивают в аспираторах ЗД-10.

Затем крупу направляют на контроль. Контроль перловой крупы производится в рассеве А1-БРУ, имеющего 14 ситовых рам. Первый проход с группы верхних сит, состоящей из 12 рамок, на которых установлены металлотканные сита № 063 представляет собой мучку, направляется на контроль и далее в цех кормесмесей.

В нижнем ярусе установлено 2 сита с металлотканными ситами № 056. Сход с этих сит представляет собой готовую перловую крупу №2 и с некоторым количеством крупы №3, направляемую в выбойное отделение завода.

Далее крупа, пройдя магнитную защиту, при помощи винтовых конвейеров передается в промежуточные накопительные емкости выбойного отделения крупозавода, где она фасуется в тару различного вида и объема.

2.2.2 Производство ячневой крупы.

При переработке ячменя в ячневую крупу, этапы очистки зернового сырья от примесей и отбор мелкого зерна, шелушение ячменя и получение пенсака происходят по той же технологической схеме.

После разделения пенсака в крупосортировальной машине А1-БКГ, мелкий пенсак, отделенный от плодовых и семенных оболочек и частично зародыша получаемый проходом через сито с отверстиями Ш2,5 мм, предварительно пройдя магнитную защиту, поступает на первую систему дробления в вальцовый станок А1-БЗ-2Н. В вальцовом станке происходит дробление пенсака на частицы различной крупности. Используют вальцовые станки со следующими параметрами: уклон от 8% на первой и до 10% на четвертой системе; скорость быстровращающегося вальца 4 м/с, отношение скоростей 2,5, количество рифлей на 1 см длины окружности вальца - от 3,5 на I системе, до 5 на IV системе, взаимное расположение рифлей - острие по острию.

После первого одного этапа измельчения продукты дробления поступают на рассев шкафного типа А1-БРУ. Здесь происходит сортирование продуктов по крупности. Так, самый крупный продукт-сход с верхних ситовых рам с размером отверстий Ш 3,0мм - поступает на следующую систему дробления, второй сход с сита Ш 2,5 мм также поступает на II систему измельчения. Проходом через сито 056 отсеивается самый мелкий продукт - мучка. Мучка направляется в кормоцех и используется в качестве одного из ингредиентов при производстве кормовой смеси.

Проход через сито Ш 2,5мм направляется на аспиратор ЗД-10, для провеивания с целью отделения легких примесей и поступает на контрольную секцию рассева А1-БРУ.

После контроля ячневая крупа №2 проходит через магнитную защиту, с целью предотвращения попадания в готовую продукцию металлопримесей, содержание которых на 1 килограмм должно быть не более 3 миллиграмм. Затем крупа витновым конвейером передается в оперативные накопительные бункеры выбойного отделения.

На II-IV системах измельчения продукты, выделяемые проходом через сита Ш 2,0 - 2,5мм и сходом с сита №056 представляют собой готовую продукцию - крупу ячневую №2 и направляются на контроль.

Проходом через сито №056 на всех системах процесса измельчения отбирается мучка и направляется также на контроль с целью извлечения нормальной крупы.

Крупа из ячменя всех видов и номеров должна соответствовать определенным требованиям:

Цвет белый с желтоватым оттенком

Вкус свойственный нормальной ячменной или перловой крупе , без посторонних привкусов, не кислый, не горький

Запах свойственный нормальной ячменной или перловой крупе, без затхлости, плесени.

Влажность не более 14,5%

Доброкачественное ядро не менее 99,6% у перловой и 99,0% у ячневой,

Недодир не более 0,7-0,9%.

Выравненность: у перловой крупы - не менее 80%, у ячневой - не менее 70%.

На выход готовой продукции при переработке ячменя в крупу влияют такие показатели как: сорная примесь, зерновая примесь, содержание мелкого ячменя.[4]

2.3 Расчёт технологического оборудования крупозавода

Емкости для неочищенного зерна рассчитывают на 30-36-часовую производительность крупозавода. При расчете емкостей для отволаживания
зерна (при переработке) учитывают производительность завода, продолжи-тельность отволаживания.[5]

2.3.1 Расчет емкостей.

Объем емкостей определяют по формуле:

(2.1)

где V - объем емкости, м³;

ф - время запаса, ч;

г - объемная масса, (для ячменя г = 0,715 т/м³);

k - коэффициент использования емкости, (k = 0,85);

Q - заданная производительность, т/ч

Высота этажа Н = 3,5 м. При расположении емкостей по высоте на три этажа высота емкостей для неочищенного зерна будет равна:

Емкость принимаем квадратного сечения со стороной размером 3 м, тогда площадь ее сечения составит:

Площадь, занимаемая емкостями, равна:

(2.2)

где V - объем емкости, м³;

h_емк. - высота емкости, м

Тогда количество емкостей будет равно:

(2.3)

где F_емк. - площадь, занимаемая емкостями, м²;

f_емк. - площадь сечения одной емкости, м²

2.3.2 Расчет и подбор технологического оборудования подготовительного отделения.

Производительность оборудования подготовительного отделения рассчитывают с запасом 20% .

т/сут.

Тогда часовая производительность крупозавода будет равна:

(2.4)

где Q - заданная производительность.

Автоматические весы работают бесперебойно, если число отвесов за 1 мин не превышает трех. Тогда расчетная величина одного отвеса а (в кг) определяется по формуле:

кг

По расчетной величине отвеса а выбираем автоматические весы, вместимость ковша которых составляет 50 кг.

Подогреватель зерна БПЗ.Его производительность 5 т/час

Принимаем один подогреватель.

Производительность сепаратора А1-БИС-12 - 12 т/ч.

Количество сепараторов:

Устанавливаем один сепаратор А1-БИС-12.

Камнеотборочные машины.

Производительность камнеотборника Р3-БКТ- 9 т/ч.

Количество камнеотборников:

Устанавливаем один камнеотборник Р3-БКТ.

Количество обоечных машин:

Количество шелушильно-шлифовальных машин А1-ЗШН-3 найдем по формуле:

(2,5)

где Q_расч.- расчетная производительность завода, т/сут;

P - производительность машины, т/сут, для А1-ЗШН-3 P=3 т/ч.

Рассчитываем количество шелушильных машин А1-ЗШН-3 на этапе шелушения ячменя:

Таким образом на каждую систему шелушения при заданной производи-тельности принимаем 2 машины А1-ЗШН-3. Количество систем 4, соответ-ственно общее количество машин 8.

Количество аспираторов с замкнутым циклом воздуха ЗД-10.

Производительность аспиратора ЗД-10 - 5 т/ч.

Количество аспираторов:

Устанавливаем один аспиратор ЗД-10 после каждой пары шелушильных машин А1-ЗШН-3.

Крупосортировальная машин А1-БКГ имеет производительность 5 т/час

Магнитные сепараторы У1-БМЗ установлены перед шелушильными машинами, их производительность 8т/час:

Принимаем по 1 магнитному сепаратору на каждую шелушильную машину.

Гидротермическая обработка зерна ячменя не предусмотрена.

2.3.3 Расчет и подбор технологического оборудования шелушильного отделения

Рассчитываем количество шелушильно-шлифовальных машин А1-ЗШН-3 на этапе шлифования и полирования крупы:

Таким образом на каждую систему шлифования и полирования крупы при заданной производительности крупозавода принимаем 1 машину А1-ЗШН-3. Количество систем 6, соответственно общее количество машин 6.

Количество аспираторов с замкнутым циклом воздуха ЗД-10.

Производительность аспиратора ЗД-10 - 5 т/ч.

Количество аспираторов:

Устанавливаем один аспиратор ЗД-10 после каждой шелушильно-шлифовальной машины А1-ЗШН-3.

Расчет вальцовой линии. Общую длину вальцовой линии определяют по формуле:

; (2.6)

где L _ОБЩ - длина вальцовой линии, см;

Q_ОБЩ- производительность завода т/сут;

g_{B -} удельная нагрузка на 1 см длины мелющей линии, кг/сут

см.

Принимаем 2 вальцовых станка А1-БЗ-2Н с общей длиной вальцовой линии 400 см.

Просеивающую поверхность (общую), необходимую для рассчитываемого крупяного завода (F, м²), определяют по формуле:

где: Q -- производительность крупяного завода, т/сут;

q--удельная нагрузка на 1 м² просеивающей поверхности, кг/сут.

м²

Плошадь сит одного рассева А1-БРУ составляет 13,5 м² подбираем общее количество рассевов:

шт

Распределяем просеивающую поверхность по системам:

Сортирование продуктов измельчения 50%;

м² =7/4 рассева

Сортирование и контроль крупы 40%;

м² =4/4 рассева

Контроль мучки 10%;

м² =1/4 рассева

Итого: 12/4 , т.е. 3 рассева А1-БРУ.

Таблица 2.1 Коммуникационная ведомость движения продуктов

Система	Продукт	Перемещения продукта	Способ перемещения
		с какой системы	на какую систему	самотек	нория	шнек
I с.	продукт размола 1,2сх. 3сх. 1прох.	с вальц.ст.I с.	на рассевI с. II с. контр.кр.яч конт.мучки	1 2	8 13 15
II с.	продукт размола 1,2сх. 3сх. 1прох.	с вальц.ст.II с.	на рассев II с. III с. III с. контр.кр.яч конт.мучки	3 4 5	9 13 15
III с.	продукт размола 1,2 сх. 3сх. 1прох.	с вальц.ст.III с.	на рассев IIIс. IV с. контр.кр.яч конт.мучки	6 7 8	11 13 15
IV с.	продукт размола 1,2 сх. 3сх. 1прох.	с вальц.ст. IV с.	на рассев IV с III с. контр.кр.яч конт.мучки	9 10 11	12 13 15
1 шлиф.с	пенсак мучка	С А1-БКГ ЗД-10	на 1 шлиф.с.	12	6	1
2 шлиф.с.	продукт шлифо-вания мучка	С ЗШН 1 шл.с. ЗД-10	на 2 шлиф. с.	13 14	7	1
3 шлиф.с.	продукт шлифо-вания мучка	С ЗШН 2 шл.с. ЗД-10	на 3шлиф. с.	15	10	1

3 Аспирация технологического оборудования

3.1 Общие сведения

Для того, чтобы предотвратить выделение пыли из оборудования, при помощи местного отсоса воздуха в нём создают разряжение с использованием аспирации.

Аспирационная система состоит из пылеприёмника, воздуховодов, пылеотделителя и вентилятора. Одна аспирационная сеть обычно обеспыливает несколько единиц оборудования.[6]

Расход воздуха для аспирации машин принимается по паспортным данным. Удаляемый наружу воздух компенсируется приточными устройствами с искусственным подогревом в зимнее время. Приточные системы обеспечивают поддержание в помещениях атмосферного давления, санитарных норм запылённости, температуры и влажности воздуха.

Технологическое и транспортное оборудование не должно работать без аспирирования, поэтому все аспирационные сети блокируются с этим оборудованием таким образом, чтобы при его пуске сначала включалась аспирационная сеть, а при остановке оборудования - аспирация выключалась последней через определённый промежуток времени.[7]

Аспирация камнеотборников необходима для создания технологических режимов их работы.

3.2 Расчёт фильтров и вентиляторов

В шелушильном отделении крупозавода скомпонованы 9 аспирационные сети. Каждая сеть состоит из аспирируемого оборудования, воздуховодов, рукавного фильтра с обратной импульсной продувкой рукавов и вентилятора.

Аспирационная сеть №1

Таблица 3.1 - Аспирируемое оборудование

Наименование аспирируемых машин	Количество машин	Кол-во отсасываемого воздуха от одной машины, м3/ч	Всего отсасыв. воздуха, м3/ч
1	2	3	4
Башмаки норий	5	400	2000
Конвейер Р3-БКШ	2	300	600
Итого:			2600

Q_ф=1,05Q_общ (3.1)

Q_ф=1,052600=2730 м³/ч

Фильтр подбираем по площади фильтрующей поверхности ткани исходя из формулы:

F_уд=Q_ф / Р , (3.2)

где Р - удельная нагрузка на ткань, равная 7м³/мин на 1м² фильтрующей ткани.

F_уд=2730/420=6,5 м²

Принимаем фильтр РЦИ 6,9-16.

Вентилятор подбираем исходя из расхода воздуха фильтра по формуле:

Q_в=1,1Q_ф (3.3)

Q_в=1,12730=3003м³/ч

Принимаем вентилятор ВЦП - 6.

Аспирационная сеть №2

Таблица 3.2 - Аспирируемое оборудование

Наименование аспирируемых машин	Количество машин	Кол-во отсасываемого воздуха от одной машины, м3/ч	Всего отсасыв. воздуха, м3/ч
1	2	3	4
Камнеотборник	1	4800	4800

Q_ф=1,054800=5040 м³/ч

F_уд=5040/420=12 м²

Принимаем фильтр РЦИ 15,6 - 24.

Q_в=1,15040=5544 м³/ч

Принимаем вентилятор ВЦП - 6.

Аспирационная сеть №3

Таблица 3.3 - Аспирируемое оборудование

Наименование аспирируемых машин	Количество машин	Кол-во отсасываемого воздуха от одной машины, м3/ч	Всего отсасыв. воздуха, м3/ч
1	2	3	4
Сепаратор А1 - БИС- 12	1	4800	4800
Шелушители А1-ЗШН-3	4	920	3680
Бункер отходов	1	200	200
Итого			8680

Q_ф=1,058680=9114 м³/ч

...