Підвищення енергоефективності ЗТП-сушіння картоплі з використанням теплового насосу
Аналіз технологій та апаратів для виробництва сушеної картоплі. Розробка методики удосконалення процесу ЗТП-сушіння з застосуванням теплового насосу для підвищення енергоефективності сушильних апаратів. Оцінка економічної ефективності його застосування.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 21.10.2013 |
Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Використання вібраційної машини й застосування парового очищення, при якій не потрібно каліброваної станції, дозволяють створити компактний вузол попередньої підготовки картоплі до сушіння, значно скоротити встановлену потужність електродвигунів і займану виробничу площу.
Очищена картопля з барабанної мийно-очисної машини надходить у сульфітатор, де обробляється 0,1% -м розчином бісульфітом натрію протягом 2 хв., а потім висипає на стрічку конвеєра доочищення.
Стрічка конвеєра доочищення шириною 750мм розділена металевими планками на чотири частини. По крайніх частинах стрічки рухається сировина, яку необхідно доочистити, а по середніх - доочищене вручну. По обидва боку конвеєр обшитий листовим залізом. Робітниці сидять біля конвеєра на гвинтових стільцях, висота сидінь яких змінюється залежно від росту робітниці.
По обидва боки транспортерної стрічки є грати, через які відходи надходять у гідротранспортер, що проходить під конвеєром доочистки, і насосом відкачується за межі цеху. Разом з твердими очистками відкачуються і рідкі відходи від барабанної мийної машини. Відходи надходять в обертовий гратчастий барабан, де рідкі відходи відокремлюються й стікають у три послідовно з'єднаних відстійники, а тверді очистки йдуть у розташовану поруч бетонну ємність. Очищення й відстояні рідкі відходи використовуються на корм худобі.
З конвеєра доочистки картопля надходить в елеваторну мийну машину й скребковим транспортером завантажується в бункер овочерізки. Під овочерізкою встановлено сито-трясун, на якому нарізана картопля промивається водою для видалення з його поверхні крохмалю. Обидві машини встановлені на металевій площадці.
Нарізаний продукт надходить на лоток, що настилає, який рівномірно розподіляє його на стрічці парового бланшувала. Бланшовані овочі зазвичай прилипають до сітки і повністю не зсипаються на стрічку сушарки. Тому їх доводиться відгрібати знизу. Для усунення цього недоліку встановлено спеціальний струшуючий пристрій, що періодично приводиться в рух від вала бланшувача, викликає вібрацію сітки, і всі шматочки зсипаються на стрічку сушарки.
Завантаження сушарки повинно робитися безупинно і рівномірно. Рівномірне настилання сировини забезпечується рівномірною подачею її на транспортер, що живить овочерізку. Кількість підготовленої сировини, що подається в овочерізку за одну хвилину, повинна суворо відповідати вимогам технологічного режиму, установленого для картоплі (або для даного виду овочів).
Підготовлена картопля, що надходить на першу сушильну стрічку, повинна розподілитися по всій її ширині шаром однакової товщини. На стрічці не повинно залишатися порожніх місць, тому що в порожніх місцях вільно проходить гаряче повітря. Це порушує режим сушіння і є причиною нерівномірної вологості вихідної із сушарки картоплі (овочів) і великої кількості покоричневілих (підсмажених) шматочків, що знижують якість готового продукту.
Підготовлена сировина що подається на верхню стрічку переноситься під час її руху в інший кінець сушарки, де пересипається на другу стрічку. Із другої стрічки вона надходить на третю, а потім на четверту і п'яту стрічки. Сходженням з п'ятої стрічки повинен виходити готовий сушений продукт.
Висушування продукту в сушарках подібного типу відбувається в щільному шарі. Пересипаючись зі стрічки на стрічку, нарізані овочі перемішуються й завдяки цьому піддаються впливу теплоносія з різних боків, що сприяє рівномірності сушіння. Крім того, розпушують продукт і обновляють його сушильну поверхню наявні над першою, другою й третьою стрічками перемішувачі.
При правильно установленому режимі продукт на виході із сушарки рівномірно висушений (тобто кількість вологи відповідає вимогам ДСТУ), не містить шматочків недосушеного продукту. Одночасно при цьому досягається максимальна продуктивність установки. Якщо при виході продукту із сушарки в ньому є недосушені шматочки, їх відбирають і негайно завантажують на четверту або п'яту стрічку для досушування. Затримувати досушування не рекомендується, тому що вологі шматочки продукту закисають, пліснявіють і псуються.
Випуск сушеного продукту з вмістом вологи нижче стандартної на 1% не допускається, тому що це пов'язано зі зменшенням продуктивності сушарки й перевитратою сировини. Коли сушений продукт виходить із сушарки пересушеним, незважаючи на повну завантаженість стрічок і суворе дотримання режимів зневоднювання, варто перевірити навантаження продукту на першу стрічку сушарки (товщину пару продукту), довести її до норми й за необхідності трохи знизити тиск пари, що надходить у калорифери.
У випадку виходу із сушарки продукту з підвищеною вологістю або з наявністю більше 2% недосушених шматочків варто перевірити температуру конденсату, що виходить із нижнього калорифера сушарки. За зниженої температури конденсату потрібно продути калорифер, якщо цього буде недостатньо, то варто підняти тиск пари.
Висушена картопля (овочі) із сушарки надходить на стрічковий сортувальний транспортер, виконаний з білої бельтингової стрічки. На цьому транспортері робиться інспекція й сортування сушеного продукту. Вручну відбирають шматочки, що мають різні дефекти: залишки шкірочки, вічка, чорні або підсмажені плями й ін.
Відсортовані овочі, зсипають із транспортера, проходять магнітне загородження, ваги й фасуються розсипом у крафт-мішки ,які зшивають на машині. Відсортована картопля (овочі) може надходити й на брикетування.
Брикетують сушені овочі на гідравлічних пресах. Брикети фасують у металеві банки. Потім банки закатують на закаточній машині й для запобігання корозії жерсті змазують у ванні технічним вазеліном, підігрітим до температури 135° С.
Упаковану продукцію на піддонах за допомогою акумуляторних навантажувачів перевозять на склад готової продукції.
Картопля, висушена до низького вмісту вологи (6…7%), в 3 рази довше не змінюється під час зберігання, чим такий же продукт, але утримуючий більшу кількість вологи (11…12%). Одержання сушеної картоплі зниженої вологості, нарізаної стовпчиками перетином 3х5 мм, на парових конвеєрних сушарках пов'язане з подовженням процесу на 90 хв (300 проти 210хв за вологості 12%).
Збільшення тривалості зневоднювання пояснюється наступними чинниками: випарюванням більшої кількості адсорбційно зв'язаної вологи, зменшення швидкості сушіння в міру зниження вмісту вологи в картоплі; ущільненням шматочків, внаслідок чого утрудняється дифузія вологи від їхнього центра до периферії; необхідністю проведення другого періоду сушіння за низької температури теплоносія для запобігання потемнінню картоплі в результаті утворення меланоїдинів і карамелізації цукрів.
Висновки за розділом
Україна перебуває на 5 місці у світі по валовому виробництві картоплі. Із всієї продукції виробленої овочесушильними заводами частка картоплі складає до 80%. В розділі було розглянуто характеристику картоплі.
Для сушіння використовують такі сорти як Октябренок, Лорх, Епрон, Берлихинген, Кореневський, Смисловський, Вороніжський, Кур'єр, Передовик. Бульби повинні бути здоровими, свіжими, зрілими, з міцною шкірочкою, без механічних ушкоджень, овально-округлої форми, не зелені й не зів'ялі, без наростів і ознак проростання, не запарені й не підморожені. Розмір їх у найбільшому поперечному діаметрі - не менш 5см. Вони повинні містити максимум сухих речовин, мати невелику кількість глибоко сидячих вічок і не темніти після очищення.
У порівнянні зі свіжою сушена картопля володіє рядом переваг. Вона добре зберігається, не піддаючись псуванню мікроорганізмами, для життя яких потрібні не тільки живильні речовини, але й вода. У сушеній картоплі її не більше 12%.
Далі був наведений технологічний процес сушіння картоплі, що складається з наступних операцій: мийка, інспекція, калібрування, очищення і доочистка, різання, бланшування, сульфітація, сушіння і фасування готової продукції.
3. Науково - дослідний розділ
3.1 Техніка та апаратурне забезпечення досліджень
Для дослідження процесу ЗТП-сушіння використовувалась сушильна установка, конструкція якої була розроблена на кафедрі енергетики та фізики ХДУХТ.
Принцип роботи установки складається у наступному. Сушильний агент (повітря) подається відцентровим вентилятором (1) типу ВЦ-4-75 №2,5 до блоку калориферів (3), де нагрівається до заданої t. Після чого сушильний агент надходить до сушильної камери (2). На вході в сушильну камеру встановлені сітка (7) та канал для вирівнювання t сушильного агенту (8). Переріз каналу визначає необхідну витрату сушильного агента через робочу частину камери. В середині камери встановлюється ФЄ (4) з матеріалом, що збезводнюється. На вхідному та вихідному перерізах робочої частини камери встановлюється диференціальна термопара Дt, вільні кінці якої підключені до електронного самописного потенціометра (6) типу EZ - 9. Термопари t1…t5 підключалися до печатаючого точкового електронного потенціометра (5) типу ЕПП - 09. Одна з термопар розташовувалась на вхідній ділянці робочої камери для контролю та регістрації t сушильного агенту. Інші термопари розташовувались в середині матеріалу по об'єму ФЄ. Термопари виготовлялись з проволоки хромелевого та копелевого сплавів d=0,12мм і перевірялись на ідентичність показань.
Тривалість сушіння визначалась за допомогою електронного секундоміру або за протяжкою діаграми електронного самописця.
Вентилятор забезпечував швидкість сушильного агента в сушильній камері до 15 м/с, а блок калориферів - температуру сушильного агента від кімнатної до 130 ?C.
Необхідна на процес сушіння потужність вентилятора визначалась за залежністю
(3.1)
де Р - потужність вентилятора, кВт;
- регресійний коефіцієнт;
- напруга вентилятора, В;
- різниця температур, °С.
Рисунок 3.1 - Схема експериментальної установки для ЗТП-сушіння: 1 - відцентровий вентилятор; 2 - сушильна камера; 3 - блок калориферів; 4 - ФЄ; 5 - друкуючий крапковий електронний потенціометр ЭПП - 09; 6 - електронний самописний потенціометр EZ - 9; 7 - сітка; 8 - канал для вирівнювання температури сушильного агента
(3.2)
де - необхідна температура сушильного агента, °С;
- температура повітря у навколишньому середовищі, °С.
Були побудовані графіки залежності потужності вентилятора, що затрачається на випаровування вологи, від щ, де щ - це добуток напруги вентилятора та .
3.2 План проведення експериментів
Метою проведення експериментів було вивчення впливу геометричних параметрів функціональної ємності та параметрів сушильного агента на процес ЗТП-сушіння.
Для цього був зроблений аналіз технологій та апаратів для сушіння, розглянута характеристика продукту, що висушується - картоплі.
Експерименти проводились на експериментальній установці, що була описана вище. Для визначення впливу геометричних параметрів функціональної ємності на процес ЗТП-сушіння були використана функціональна ємність зі змінною висотою та шириною пластин, що утворюють теплообмінну поверхню. Матеріалом для сушіння була тирса.
Температура сушильного агента дорівнювала 90°С, швидкість - 29 м/с.
Параметрами, що вказували ефективність використання функціональної ємності, були відносна площа масообміну та щільність заповнення функціональної ємності.
Для визначення впливу параметрів сушильного агенту на процес ЗТП-сушіння використовувалась функціональна ємність розмірами 300х200х15мм з шириною пластин 40мм. Матеріалом для сушіння служила картопля сорту «Невська», яка мала початковий вологовміст 525%.
Температура сушильного агента змінювалась від 80 до 90°С, швидкість змінювалась від 19 до 29м/с.
Параметром, яким оцінювалась раціональність параметрів сушіння була потужність затрачена на сушіння.
Кожен експеримент повторювався тричі.
3.3 Методики досліджень
Матеріалом для досліджень ЗТП-сушіння була попередньо підготовлена стружка картоплі і дерев'яна тирса. Останні були вибрані через те, що дерев'яну тирсу можна віднести до колоїдного капілярно-пористого тіла, тобто по класифікації вони співпадають з рослинними харчовими матеріалами. Але на відміну від основних об'єктів досліджень, тирса у своєму составі містить мало водорозчинних речовин і після багаторазового сушіння зберігають свою механічну структуру. Тому після 2…3х кратного промивання вміст сухих речовин в неї не змінюється.
Розмістивши такий матеріал в ФЄ, закріпивши термопари отримуємо об'єкт для досліджень з ідентичними фізико-хімічними характеристиками. Початковий вологовміст регулювався наступним чином. Завантажену опилками ФЄ занурювали на певний час у воду, далі ізлишкам води давали зтікати та залишали для кондіціонування і вирівнювання вологовмісту по всьому об'ємі матеріалу, що досліджується.
Операції попередньої підготовки картоплі були стандартними: миття, очищення, подрібнення, бланшування. Стружка картоплі мала в перерізі розмір 2.5x2,5мм.
ФЄ заповнена матеріалом, що висушувався, розміщали у робочій камері експериментальної установки. Процес сушіння зупиняли коли припинявся процес випаровування вологи з матеріалу, що визначалося за допомогою електронних ваг, на яких встановлена робоча камера експериментальної установки.
3.4 Визначення впливу геометричних характеристик ФЄ на процес ЗТП-сушіння
Геометрична форма й розміри ФЄ впливають не тільки на процес сушіння, але й визначають ефективність рішення технічного завдання: простота виготовлення, технологічність при експлуатації, матеріалоємність, визначають можливість автоматизації операцій завантаження-вивантаження матеріалу, що збезводнюється.
Для з'ясування впливу на процес сушіння таких геометричних розмірів як висота ФЄ й ширина пластин, що утворюють масообміну поверхню, були проведені експерименти.
Кінетика сушіння, тобто залежність вологовмісту зразка від зневоднювання, вивчалася за допомогою наступного методу. Періодично зважували матеріал, що зневоднюється, у процесі сушіння, визначали кінцевий вологовміст зразків і розрахунок (по масі сухих речовин) поточного відносного вологовмісту по формулі:
(3.3)
де - рівноважний вологовміст, =5%;
, - відповідно поточна й початкова маса води в зразку, кг;
- маса сухих речовин, кг.
Для проведення експериментів використовувалися ФЄ розміром 300х200х30мм, 300х200х20мм, 300х200х15мм, а також пластини шириною 40, 30 і 18мм.
За отриманими даними були побудовані криві кінетики сушіння, показані на рисунку 3.5.
Для визначення того, яку ФЄ ефективніше всього використовувати були розраховані потоки маси по формулі
(3.4)
де J - потік маси, кг/(м2•с);
ф - тривалість сушіння, с.
- вилучена маса води в процесі сушіння, кг;
- площа масообмінного зазору, м2;
Для визначення функціональної залежності між потоком маси й ступенем заповнення ФЄ і її відносної масообмінної площі було запропоновано наступне рівняння
(3.5)
Размещено на http://www.allbest.ru/
Кінетика сушіння в ФЄ: 1 - L=300мм, B=200мм, Н=30мм, b=40мм, Z=2мм; 2 - L=300мм, В=200мм, Н=30мм, b=18мм, Z=2мм; 3 - L=300мм, В=200мм, Н=20мм, b=30мм, Z=2мм; 4 - L=300мм, В=200мм, Н=20мм, b=18мм, Z=2мм; 5 - L=300мм, В=200мм, Н=15мм, b=30мм, Z=2мм; 6 - L=300мм, В=200мм, Н=15мм, b=18мм, Z=2мм
с - щільність заповнення ФЄ, кг/м3, розрахована по формулі 3.6:
(3.6)
- початкова маса води, кг;
V - об'єм масообмінного модуля, м3;
б - відносна площа масообміну, розрахована по формулі 7:
(3.7)
- теплообмінна площа, м2;
(3.8)
B - ширина масообмінного модуля, м;
Z - ширина масообмінного зазору, м;
n - кількість масообмінних зазорів.
(3.9)
L - довжина масообмінного модуля, м;
H - висота масообмінного модуля, м.
а0, а1, а2 - безрозмірні коефіцієнти;
На рисунку 3.6 наведена кореляція експериментальних даних потоку маси й рівняння (3.5):
Коефіцієнт кореляції рівняння (3.5) з експериментальними даними дорівнює 0,837 при значимості 2,367, що перевищує значення критичної, що свідчить про адекватність математичної моделі.
На рисунку 6 наведена залежність потоку маси від щільності заповнення ФЄ й відносної площі масообміну, розрахованої по рівнянню (3.5), що показує, що найбільший потік маси має місце для найменш щільного заповнення ФЄ (1,467·104) і найбільшої відносної площі масообміну (22,438).
Можна зробити висновок, що самим ефективним буде використання ФЄ, для якої має місце найменш щільне заповнення (1,467·104) і найбільша відносна площа масообміну (22,438).
3.5 Визначення впливу параметрів сушильного агента на процес ЗТП-сушіння
Для визначення впливу параметрів сушильного агента на процес ЗТП-сушіння проводилися експерименти, де матеріалом, що висушується була картопля. Експерименти проводились за температурою сушильного агента 80 та 90°С та його швидкістю 19 та 29м/с.
Для визначення кількості сухих речовин у картоплі використовувалась наступна формула:
(3.10)
де - початкова маса картоплі, що завантажується в ФЄ, кг.
Поточний вологовміст визначався за формулою 11:
(3.11)
де - поточна маса вологи, кг.
Поточний відносний вологовміст розраховувався за формулою 3.3.
Для визначення залежності поточного відносного вологовмісту від тривалості сушіння була запропонована наступна залежність:
(3.12)
де х - тривалість сушіння;
r, ащ - коефіцієнти регресійного рівняння.
в
Кінетика сушіння картоплі: а - t=80°С, v=29м/с; б - t=90°С, v=29м/с; в - t=90°С, v=19м/с
Далі була визначена миттєва потужність затрачена на випар вологи. Вона розраховується за формулою (3.13):
(3.13)
де Т - різниця температур сушильного агента на вході та виході робочої камери в поточний момент часу, °С. Значення Т були отримані за допомогою електронного самописного потенціометра.
- коефіцієнт регресійного рівняння.
Після визначення потужності була визначена відносна потужність за наступною формулою:
(3.14)
де pmax - найбільше значення миттєвої потужності, кВт;
pk - кінцеве значення миттєвої потужності, кВт.
Для визначення залежності значення миттєвої потужності від часу використовували рівняння 3.15. За отриманими даними були побудовані графіки кінетики відносної потужності у процесі сушіння.
(3.15)
де ар - коефіцієнти регресійного рівняння.
Далі визначали залежність температури матеріалу, що висушувався, від тривалості сушіння. Для цього знаходили безрозмірну температуру за наступною формулою:
(3.16)
де - найбільша температура матеріалу, °C;
- початкова температура, °C;
- поточна температура, °C.
Залежність температури матеріалу від тривалості сушіння наступна:
(3.17)
де аи - коефіцієнти регресійного рівняння.
Кінетика температури матеріалу від його вологовмісту у процесі сушіння визначалась за наступною залежністю:
(3.18)
де а - коефіцієнти регресійного рівняння.
Дана залежність показана на рисунку 3.11.
Рівняння теплового балансу процесу сушіння виглядає наступним чином:
(3.19)
де сс - теплоємність сухих речовин, кДж/кг·К;
сw - теплоємність води, кДж/кг·К;
rw - питома теплота пароутворення, кДж/кг.
ДТ знаходилась як різниця максимальної температури матеріалу і її початкової температури. Дщ знаходилась як різниця між початковим і рівноважним вологовмістом.
Значення сс, сw, rw знаходились за наступними формулами:
(3.20)
(3.21)
(3.22)
Результати обробки експериментальних даних зведені у таблиці 3.1.
Таблиця 3.1
Аналіз питомих енерговитрат за різноманітних режимів ЗТП-сушіння
Експеримент №1 |
Експеримент №2 |
Експеримент №3 |
||
Температура сушіння, °C |
80 |
90 |
90 |
|
Швидкість сушильного агента, м/с |
29 |
29 |
19 |
|
Потужність вентилятора, кВт |
4,8 |
5,4 |
4,5 |
|
сс, кДж |
3.401·10-8 |
2,166·10-5 |
3,824·10-7 |
|
сw, кДж |
3.576·10-6 |
6,503·10-4 |
1,599·10-5 |
|
rw, кДж |
0,327 |
0,224 |
0,202 |
Дана таблиця показує що найменше енергії витрачається за наступних параметрів сушильного агента: t=90°С, v=19м/с. Також з таблиці бачимо, що на потужність більше впливає швидкість сушильного агента, ніж його температура
Висновки за розділом
Даний розділ був присвячений проведенню експериментів. Був зроблений опис експериментальної установки, наведені її зовнішній вигляд, схема, схема функціональної ємності. Наведений план проведення експериментів показав, які задачі були поставлені при проведенні експериментів
Вивчення впливу геометричних параметрів функціональної ємності на процес ЗТП-сушіння показало, що самим ефективним буде використання ФЄ, для якої має місце найменш щільне заповнення (1,467·104) і найбільша відносна площа масообміну (22,438).
Проведення експериментів на вивчення впливу параметрів сушильного агента та їх обробка показала, що найменша потужність що витрачалась на процес сушіння має місце за температури 90°С та швидкості 19м/с. зміна температури не давала відчутної зміни потужності, на відміну від зміни швидкості сушильного агента.
Зроблено висновок, що для раціоналізації режиму сушіння за енерговитратами потрібно використовувати функціональну ємність з розмірами 300х200х15мм з шириною пластин 40мм та наступні параметри сушильного агенту: t=90°С, v=19м/с.
4. Механічний розділ
Вихідні дані:
· продукт, що висушується - картопля;
· маса матеріалу, що поступає до камери - =50 кг/год;
· початкова вологість - =72%;
· кінцева вологість - - 12%
4.1 Розрахунок кількості випареної вологи
Кількість випареної вологи розраховуємо за формулою 4.1:
, кг/год; (4.1)
де - маса сирого матеріалу, що поступає до сушильної камери, кг/год;
- початкова вологість у % до загальної маси;
- кінцева вологість продукту, %.
кг/год
4.2 Розрахунок параметрів повітря
Стан повітря на вході у вентилятор: температура t0=20?С, вологість ц=70%.
Визначаємо нормальний парціальний тиск насиченої пари у повіті
hНО: (4.2)
,
звідси pН0=1 кПа.
Визначаємо вологовміст d0:
, г/кг; (4.3)
де В - барометричний тиск, В=100 кПа.
г/кг
Розраховуємо початкове значення ентальпії за формулою (4.4):
, кДж/кг; (4.4)
кДж/кг
Визначаємо параметри повітря на вході у сушильну камеру.
Приймаємо t1=80?С.
Процес нагріву повітря йде за умовою d=const, тоді d0=d1=6,28 г/кг.
З формули 4.4 визначаємо ентальпію повітря:
кДж/кг
Розраховуємо вологість повітря на вході у сушильну камеру:
, % (4.5)
%
Розраховуємо параметри повітря на виході з сушильної камери.
Приймаємо t2=50?С, ц2=35%.
Тиск насиченої пари при t2=50% за формулою 4.2:
,
звідси hН2=12,25 кПа.
Вологовміст за формулою 4.3 дорівнює:
г/кг
Ентальпія повітря за формулою 3.4 дорівнює:
кДж/кг
Необхідна кількість свіжого повітря:
, кг/кг; (4.6)
кг/кг
4.3 Тепловий розрахунок
Витрати теплоти визначаються за формулою:
, кДж/кг; (4.7)
, кДж/кг; (4.8)
де - додаткова кількість теплоти, що надходить з конденсатору теплового насосу, кДж/кг;
- втрати теплоти на нагрів матеріалу, кДж/кг;
- втрати теплоти на нагрів функціональних ємностей, кДж/кг;
- втрати в навколишнє середовище, кДж/кг;
- термодинамічні втрати теплоти, кДж/кг
Розраховуємо втрати теплоти на нагрів матеріалу, що висушується за формулою 4.9:
, кДж/кг, (4.9)
де - маса висушеного матеріалу, кг;
- теплоємність висушеного матеріалу, кДж/кг·К;
- відповідно початкова та кінцева температури матеріалу, ?С.
Визначаємо масу висушеного матеріалу:
, кг; (4.10)
кг
Теплоємність висушеного матеріалу розраховуємо за формулою:
, кДж/кг·К; (4.11)
де - теплоємність води, =4,19 кДж/кг·К;
- теплоємність сухої речовини, =1,67 кДж/кг·К.
кДж/кг·К
Приймаємо =t0=20?С, =t1=80?С, тоді
кДж/кг
Розраховуємо втрати теплоти на нагрів функціональних ємностей (ФЄ):
, кДж/кг; (4.12)
де - кількість ФЄ, шт.;
- маса однієї ФЄ, кг;
- теплоємність матеріалу ФЄ, для сталі кДж/кг·К;
- початкова температура ФЄ, ?С;
- кінцева температура ФЄ, ?С. Визначається як температура мокрого термометру для кінцевої температури повітря t2=50?С.
кДж/кг
Розраховуємо втрати теплоти в оточуюче середовище.
Теплота, що втрачається через огородження розраховується за формулою 4.13:
, кДж/кг; (4.13)
де - загальний коефіцієнт теплопередачі дільниці огородження, Вт/м2·К;
- площа елементу огородження, м2;
- різниця початкової та кінцевої температур, ?С;
Коефіцієнт теплопередачі розраховуємо за формулою:
, Вт/м2·К; (4.14)
де - коефіцієнт теплопередачі від середовища сушильної камери до внутрішньої поверхні стінки огородження, Вт/м2·К;
- коефіцієнт теплопередачі від зовнішньої поверхні стінки оточуючому повітрю, Вт/м2·К;
- товщина окремих шарів, з яких складається огородження, м;
- відповідні коефіцієнти теплопровідності, Вт/м·К.
В сушильній камері повітря рухається під дією вентилятору, тому спостерігається примусовий рух повітря. Тепловіддача від повітря в сушильній камері до стінки відбувається в результаті примусової конвекції. В той же час за рахунок різниці щільності шарів повітря відбувається вільна циркуляція.
У цьому випадку коефіцієнт теплопередачі сушильної камери розраховуємо за формулою Федорова:
, Вт/м2·К; (4.15)
де - коефіцієнт, що залежить від режимів руху газів і стану поверхні стінки, =1,2…1,3. Приймаємо =1,2.
- коефіцієнт тепловіддачі при примусовому русі повітря, Вт/м2·К;
- коефіцієнт тепловіддачі при вільній циркуляції повітря, Вт/м2·К;
Для примусової циркуляції повітря розраховуємо коефіцієнт тепловіддачі за допомогою критерію Нусельта:
, (4.16)
звідси
, Вт/м2·К; (4.17)
Критерій Нусельта знаходимо за наступною формулою:
; (4.18)
де - критерій Рейнолдса;
- критерій Прандтля;
- коефіцієнти, що враховують умови протікання процесу.
Знаходимо значення критерію Рейнолдса:
; (4.19)
де - швидкість руху повітря, м/с;
- визначальний геометричний розмір камери, =0,6м;
- кінематична в'язкість повітря, м/с2. Приймаємо для середньої температури в камері:
, ?С; (4.20)
?С,
звідси за довідковими даними м/с2.
Приймаємо м/с.
;
Значення критерію Рейнолдса більше ніж 105, тому критерій Нусельта розраховуємо за наступною формулою:
(4.21)
Розраховуємо коефіцієнт тепловіддачі при примусовому русі повітря за формулою 4.17:
, Вт/м2·К;
де Вт/м·К.
Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі вільною конвекцією за формулою 4.17, де критерій Нусельта дорівнює:
(4.22)
де - критерій Грасгофа;
- критерій Прандтля, для повітря .
Знаходимо критерій Грасгофа за формулою:
; (4.23)
де - прискорення вільного падіння, м/с2;
- абсолютна середня температура повітря, К;
- абсолютна температура внутрішньої поверхні стінки, приймаємо К.
, К; (4.24)
, К.
Кінематичну в'язкість повітря знаходимо для середнього значення температури між середньою температурою повітря і температурою внутрішньої стінки:
, °С; (4.25)
°С,
звідси м2/с.
Визначаємо критерій Грасгофа:
;
Знаходимо добуток критеріїв Грасгофа і Прандтля:
Виходячи від значення за табличними даними знаходимо значення коефіцієнтів : , . Звідси критерій Нусельта дорівнює:
Розраховуємо коефіцієнт тепловіддачі при вільній циркуляції повітря за формулою 3.17:
, Вт/м2·К;
де .
Вт/м2·К
Коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні стінки сушарки:
, Вт/м2·К; (4.26)
де - коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, Вт/м2·К;
- коефіцієнт тепловіддачі випроміненням, Вт/м2·К.
Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією знаходимо за формулою 4.17 Для цього приймаємо температуру зовнішньої поверхні °С.
Знаходимо середню температуру за формулою 4.20:
?С
м2/с, Вт/м·К.
Для цих параметрів визначаємо значення критерію Грасгофа:
;
де К;
К.
Визначаємо добуток :
Для цього значення коефіцієнти дорівнюють: , . Звідси критерій Нусельта дорівнює:
Розраховуємо коефіцієнт тепловіддачі при вільній циркуляції повітря за формулою 4.17:
Вт/м2·К
Розраховуємо коефіцієнт тепловіддачі випроміненням:
, Вт/м2·К; (4.27)
де - зведений коефіцієнт випромінення, Вт/м2·К4.
, Вт/м2·К4; (4.28)
де - коефіцієнти випромінення тепловіддаючої і теплосприймаючої поверхонь, Вт/м2·К4.
Коефіцієнт випромінення для стінки сушарки (пофарбована поверхня) - Вт/м2·К4; для стінки цеху (штукатурка) - Вт/м2·К4.
Тоді
, Вт/м2·К4
Вт/м2·К
Коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої стінки сушарки:
Вт/м2·К
Для визначення коефіцієнту теплопередачі знаходимо .
Товщина шару сталі м; коефіцієнт теплопровідності: Вт/м·К.
Рисунок 4.1 - Схема розташування шарів матеріалів стінки: 1 - сталь, 2 - мінеральна вата.
Товщина шару мінеральної вати м; коефіцієнт теплопровідності знаходимо за формулою:
, Вт/м·К; (4.29)
де знаходимо за формулою:
, °С; (4.30)
°С
Тоді
Вт/м·К
; (3.31)
Коефіцієнт теплопередачі:
Вт/м2·К.
Перевіряємо прийняті температури внутрішньої та зовнішньої стінок:
, °С; (4.32)
°С
, °С; (4.33)
°С
Розраховуємо втрати теплоти боковими стінками сушильної камери за формулою 4.13.
Площа тепловіддачі стінки:
, м2; (4.34)
де - довжина камери, м;
- ширина камери, м.
м2
кДж/кг
Для розрахунку тепловіддачі від стелі сушарки приймаємо на 30% менше розрахованого, а на 30% більше. Тоді для стелі:
Вт/м2·К
Звідси
Вт/м2·К
Вт/м2·К
Вт/м2·К
Перераховуємо коефіцієнт теплопередачі:
Вт/м2·К
Площа тепловіддачі стелі:
, м2; (4.35)
де - ширина камери, м.
, м2
Визначаємо втрати теплоти стелею:
кДж/кг
Втрати теплоти підлогою сушарки при відстані між сушаркою і стіною будівлі 3м розраховуємо користуючись табличними даними.
, кДж/кг; (4.36)
де Вт/м2, для середньої температури 65°С;
м2.
, кДж/кг
Сумарні втрати огородженням:
, кДж/кг (4.37)
кДж/кг
Визначаємо термодинамічні втрати:
, кДж/кг; (4.38)
кДж/кг
Для визначення необхідно розрахувати робочий цикл теплового насосу.
4.4 Розрахунок теплового насосу
Вихідні дані:
холодильна машина одноступеневого стискання;
холодильний агент - R - 134a;
температура кипіння °С;
температура конденсації °С.
За допомогою діаграми І - lgP будуємо робочий цикл машини. Для цього відкладаємо лінію °С. Ізотерма в області вологого пара співпадає з ізобарою МПа. На перетині цієї лінії з правою пограничною кривою відкладаємо точку 1. Стан пари, що поступає у компресор характеризує точка 1?. Вона лежить в області перегрітої пари, на перетині ліній Мпа і ізотерми .
Температуру .приймаємо на 10…35°С вищою за :
°С
Стан пари на виході з компресора характеризується точкою 2?. Вона знаходиться на перетині адіабати кДж/кг·К, що проходить через точку 1?, і ізобари МПа, що відповідає заданій °С в області вологої пари. Відкладаємо точку 2 на правій пограничній кривій по ізобарі МПа, що характеризує початок процесу конденсації. Точка 3, що відкладається по тій самій ізобарі, але на лівій пограничній кривій характеризує кінець процесу конденсації.
Приймаємо температуру переохолодження °С. На перетині ізотерми °С і ізобари МПа знаходиться точка 3?. Стан холодильного агента після дроселювання характеризується точкою 4, що лежить на перетині ізоентальпи кДж/кг і ізобари МПа.
Після побудови робочого циклу графічним методом знаходимо параметри всіх точок і записуємо в таблицю.
Таблиця 4.1
Параметри точок робочого циклу теплового насосу
№ точки |
Параметр |
|||||
t, °C |
P, МПа |
І, кДж/кг |
S, кДж/кг·К |
v, м3/кг |
||
1 |
5 |
3,5 |
400 |
1,72 |
0,058 |
|
1? |
15 |
3,5 |
410 |
1,75 |
0,6 |
|
2 |
80 |
27 |
430 |
1,68 |
0,0065 |
|
2? |
95 |
27 |
455 |
1,75 |
0,008 |
|
3 |
80 |
27 |
325 |
1,38 |
- |
|
3? |
75 |
27 |
310 |
- |
- |
|
4 |
5 |
3,5 |
310 |
1,4 |
0,03 |
Значення, що не позначені знаходяться за допомогою таблиць насиченої пари.
Кількість теплоти, що підведена до 1кг холодильного агента в випарнику або масова холопродуктивність за формулою:
, кДж/кг; (4.39)
, кДж/кг
Теплота підведена до 1кг холодильного агента перед подачею до компресора після виходу з випарника:
, кДж/кг; (4.40)
кДж/кг
Затрачена робота в компресорі:
, кДж/кг; (4.41)
кДж/кг
Кількість теплоти, що відведена від 1кг холодильного агента в конденсаторі:
, кДж/кг; (4.42)
кДж/кг
Теплота, що віддається 1кг холодильного агента в переохолоджувачі:
, кДж/кг; (4.43)
кДж/кг
Кількість теплоти, що можна відвести від тіла 1м3 холодильного агента при умовах всмоктування компресора:
, кДж/м3; (4.44)
кДж/м3
Внутрішня питома робота компресора:
, кДж/кг (4.45)
де - внутрішній адіабатний ККД компресора.
кДж/кг
Питома робота електродвигуна компресора:
, кДж/кг (4.46)
де - електромеханічний ККД компресора.
кДж/кг
Коефіцієнт перетворення:
(47)
де Q - тепловий потік, що відводиться від ТН, кВт;
N - електрична потужність приводу компресора ТН, кВт
Розгорнутий тепловий баланс сушарки записуємо в таблицю:
Таблиця 4.2
Тепловий баланс
Стаття балансу |
Прихід теплоти |
Витрати теплоти |
|||
розрахунок |
кДж/кг |
розрахунок |
кДж/кг |
||
Теплота з повітрям |
45021 |
88610 |
|||
Теплота передана в калорифері |
43192 |
- |
- |
||
Теплота з вологою матеріалу |
2857 |
- |
- |
||
Теплота з матеріалом |
940 |
2507 |
|||
Теплота з функціональними ємностями |
832 |
1289 |
|||
Теплота передана конденсатором |
4602 |
- |
- |
||
Втрати в навколишнє середовище |
- |
- |
1033 |
||
Термодинамічні втрати |
- |
- |
5300 |
||
Теплота, що відбирається тепловим насосом |
- |
- |
3068 |
||
Разом |
97444 |
101807 |
Різниця складає 4%, що в межах норми.
Висновки за розділом
В даному розділі був проведений розрахунок сушарки. Він складався з розрахунку кількості випареної вологи, розрахунку параметрів сушильного агента, складання теплового балансу сушарки. Тепловий баланс показав, що різниця між приходом теплоти та її витратою складає 4%, що в межах норми.
Був зроблений розрахунок теплового насосу, який показав, що коефіцієнт перетворення теплового насосу дорівнює 3,36. Цей показник є достатньо високим для теплового насосу і показує ефективність його роботи.
5. Конструкція зтп-сушарки з тепловим насосом
Запропонована ЗТП - сушарка являє собою двоконтурну, рециркуляційну, малогабаритну установку з ручним завантаженням, періодичної дії з електрокалорифером та тепловим насосом. Основним робочим елементом є двоповерхнева функціональна ємність (ФЄ) - піддон для продукту, що забезпечує реалізацію ЗТП - процесу. Двоповерхневою ФЄ називається тому, що в ній поверхні масообміну й теплообміну перебувають на різних поверхнях. Піддон складається із двадцяти чотирьох функціональних напівчарунок із циліндричною поверхнею, розташованих паралельно друг до друга. Функціональна напівчарунка має дві робочі поверхні. На верхню поверхню одного піддона укладається здрібнений продукт, а нижня поверхня іншого піддона накриває продукт, що виявляється усередині обсягу эліпсоподібного перетину. П'ятнадцять піддонів із продуктом укладають один на одній із зазором і закріплюють.
Зазор між піддонами є масообмінною поверхнею. Поверхня, з якою контактує сушильний агент є теплообмінною поверхнею.
Зібрані в такий спосіб піддони, утворюють у сушильній камері серії взаємно перпендикулярних каналів для потоків сушильного агента й теплоносія. Сушильна камера виконана по розмірах стопи піддонів і має по чотирьох сторонах два входи й виходи для повітряних потоків.
У нижній частині установки (рисунок 5.1) на станині закріплений вентилятор подачі сушильного агента (1), що за допомогою перехідного дифузора з'єднується із сушильною камерою (2) у якій перебувають піддони із продуктом (3). Вентилятор продуває сушильний агент знизу нагору через зазори в піддонах.
Рисунок 5.1 - Установка для ЗТП - сушіння: 1 - вентилятор подачі сушильного агента; 2 - сушильна камера; 3 - піддони із продуктом: 4 - патрубки подачі сушильного агента; 5 - калорифер; 6 - вихід сушильного агента з установки; 7 - випарник; 8 - конденсатор
Патрубки для подачі сушильного агента (4) утворять замкнений контур
Нагрів сушильного агента в період розігріву, що триває 30 хв. здійснюється за рахунок електрокалорифера (5). Одночасно з ним вмикається тепловий насос. Повітря обтікає стінки конденсатора (8) теплового насосу, нагрівається до заданої температури і за допомогою вентилятора подається до робочої камери. В робочій камері повітрі відбирає вологу від продукту та охолоджується. Вологе охолоджене повітря поступає до випарника (7) теплового насосу де осушується. Зконденсована волога через конденсатовідводчик поступає до каналізації. Далі цикл повторюється до закінчення процесу сушіння.
Технічна характеристика:
продуктивність по сушеному продукті, кг/год........…………..............2,5;
продуктивність по сировині, кг/год......……..………........…….......32;
питома витрата електроенергії на 1кг випаруваної вологи за використання базової сушарки, кВт·год........................................................1,86;
питома витрата електроенергії на 1кг випаруваної вологи за використання сушарки з тепловим насосом, кВт·год………………0,48;
тривалість сушіння від вологовмісту 95% до вологовмісту 5%, хв....100;
температура сушіння, °С...………...…….......……….........90
потужність електрокалорифера, кВт…………………...50
потужність вентилятора………………………………………..5
потужність компресора теплового насоса, кВт……………………..18
теплопродуктивність компресора, кВт…………………………60
габаритні розміри, мм……………………………...1759х1542х2338
маса, кг………………………………………………………………….300
6. Експлуатація зтп - сушарки
Для забезпечення надійної тривалої роботи СТП - сушарки необхідно дотримувати наступних практичних рекомендацій.
Експлуатація сушарки повинна здійснюватися в закритому приміщенні площею не менш 20м2. Приміщення повинне бути обладнане приточно - витяжною вентиляцією продуктивністю не менш 800 м/год на 1000 Вт потужності калорифера. Приміщення повинне мати комунікації перетином не менш 0,04 м2, що забезпечують відвід відпрацьованого сушильного агента в навколишнє середовище.
ЗТП - сушарка не вимагає спеціального фундаменту, однак, установка її повинна здійснюватися на тверду міцну підлогу, бажано бетонну. При монтажі необхідно забезпечити горизонтальну установку. Відстань між сушильною установкою й найближчою стінкою повинне бути не менш 1,5м.
Перед включенням установки в мережу необхідно переконатися в справності електроустаткування й наявності надійного заземлення корпуса установки на загальний або індивідуальний або заземлюючий контур.
Перед початком експлуатації перевірити правильність установки датчика температури, він повинен виступати в ресивер на відстань 250±5 мм і потім зробити настроювання регулятора на температуру сушильного агента 80±3 ?С. Переконатися в працездатності блокування, що унеможливлює включення калорифера без включення вентилятора.
У період пробного пуску вентилятора перевірити відсутність сторонніх шумів, деренчання й підвищених вібрацій.
Перевірити плавне переміщення функціональних ємностей по роликах у напрямних сушильної камери. ФЄ повинні переміщатися легко без заїдань і перекосів.
При закритих дверях ФЄ повинна фіксуватися в поздовжньому напрямку.
Перед початком сушіння установку необхідно прогріти без завантаженого матеріалу протягом 30 хв. Завантаження й вивантаження функціональних ємностей робити тільки по секціях, тобто по трьох ФЄ.
У процесі сушіння стежити за щільністю закриття секцій двері й перевіряти працездатність ущільнення дверей.
Регулярно, по необхідності, робити демонтаж піддона й здійснювати його чищення.
У процесі експлуатації необхідно проводити санітарну обробку ФЕ й елементів сушильної камери, що контактують із ФЄ.
Завантаження ФЄ повинно здійснюватися рівномірним шаром підготовленого продукту. Маса завантаження однієї ФЄ 3,4±0,05кг.
До роботи зі СТП - сушаркою допускаються особи не молодше 18 років, що пройшли навчання роботі на сушильній установці й інструктаж з техніки безпеки у встановленому порядку.
7. Охорона праці й пожежна безпека
Охорона праці в Україні є одним з найбільш важливих соціально-економічних завдань. Вона передбачає систему правових, технічних, економічних, санітарно-гігієнічних норм, метою яких є забезпечення безпеки умов праці.
Праця це важлива соціально-економічна категорія, що розглядається як цілеспрямована діяльність людини, що спрямована на видозміну й пристосування предметів природи для задоволення потреби людини.
Охорона праці це соціально-економічна наука, що виявляє й вивчає небезпечні фактори на виробництві й виробничій шкідливості розробляє методи їхнього ослаблення або усунення щоб уникнути нещасних випадків, аварій і пожеж.
Конституція України гарантує роботу з поліпшення умов охорони праці, закріплює за громадянами України право на охорону праці.
Закон України "Про охорону праці" набув чинності з 24 жовтня 1992 року. У ньому позначені основні напрямки по забезпеченню конституційного права громадян на охорону праці, їхнього життя й здоров'я в процесі трудової діяльності. Закон також регулює відносини між власником (роботодавцем) і трудящими з питань безпеки, гігієни праці й виробничого середовища.
У Законі встановлюється пріоритет життя й здоров'я трудящих стосовно результатів виробничої діяльності підприємства.
Власник (керівник) підприємства несе повну відповідальність за створення й підтримку безпечних умов праці.
Аналіз шкідливих факторів при роботі сушильної установки.
При роботі сушильної установки можна виділити такі шкідливі фактори:
Підвищена вологість через те, що в процесі сушіння із продукту (картоплі) за одну годину роботи віддаляється 34,09 кг вологи.
Підвищена температура через те, що сушіння ведеться при температурі сушильного агента (повітря) 80?С.
Підвищений шум, тому що працює потужний вентилятор.
Трохи підвищена вібрація, що також пов'язане з роботою вентилятора.
Для усунення перших двох шкідливих факторів, підвищеної вологості й температури в робочому приміщенні необхідно встановити витяжну вентиляцію із примусовою рециркуляцією повітря. Витяжка повинна розташовуватися в безпосередній близькості від сушильної установки. Її використання приведе до усунення підвищеної вологості. А для усунення підвищеної температури в робочому приміщенні пропонується поставити кондиціонер, що буде охолоджувати повітря з підвищеною температурою, а також заповнювати втрати повітря збіглого через витяжну систему.
Пропонуються наступні основні методи спрямовані на зменшення шуму й вібрації:
Сушильна установка монтується на фундамент із використанням ізоляційних прокладок між підставою фундаменту й корпусом сушильної установки.
Використовуються шумоізолюючі матеріали при проектуванні сушильної установки. Рекомендується знаходження виробничого персоналу під час роботи сушарки в спеціальному приміщенні зі звукоізолюючими стінами, з якої можливо проводити спостереження за ходом технологічного процесу сушіння.
Раціональна організація умов праці, проведення робочої гімнастики.
Санітарно-гігієнічні норми
У робочому приміщенні повинен дотримуватися оптимальний для здоров'я людини мікроклімат.
Мікроклімат - це клімат внутрішнього середовища приміщення, що являє собою сукупність дій на організм людини температури, вологості, швидкості повітря, а також температур зовнішніх поверхонь машин і апаратів.
Як був сказано вище мікроклімат у приміщенні, де встановлюється сушильна установка підтримується сприятливим за допомогою кондиціонера й витяжної вентиляційної системи із примусовою циркуляцією повітря.
Однієї з основних завдань організації оптимальних умов праці на підприємстві є раціональна установка висвітлення. Так при виконанні грубих pобіт (до яких ставляться роботи, пов'язані з експлуатацією сушильної установки) підвищення освітленості з 50 до 300 лк збільшує продуктивність праці на5...8%.
До робочого висвітлення пред'являються наступні вимоги:
1. Освітленість на робочому місці повинна відповідати характеру зорової праці. Збільшення освітленості сприяє підвищенню продуктивності праці, його безпеки. Незважаючи на це, є границя, після якої збільшення висвітлення майже не приносить користі, тому необхідно поліпшувати якісні характеристики висвітлення.
2. Забезпечення досить рівномірного розподілу яскравості на робочій поверхні. Якщо в полі зору перебувають поверхні, які сильно різняться між собою по яскравості, то при перекладі погляду з однієї поверхні на іншу око змушене переадаптуватися, що приводить до швидкої зорової стомлюваності.
3. На робочій поверхні не повинне бути різних тіней. Наявність різних тіней створює нерівномірний розподіл висвітлень із різною яскравістю в поле зору, значно деформує об'єкти. У результаті цього збільшується стомлюваність і знижується продуктивність праці. Найнебезпечніші рушійні тіні, їхня наявність може приводити до травм. Тіні необхідно зм'якшувати, використовуючи, наприклад, світильники з молочними стеклами, які розсіюють світло.
4. У поле зору не повинне перебувати прямого або відбитого блиску. Блиск - це підвищення яскравості поверхонь, що викликає порушення зорових функцій (осліпляємість), що приводить до порушення видимості об'єкта.
Техніка безпеки при роботі з устаткуванням
При експлуатації сушильної установки виникає небезпека поразки електричним струмом. Тому потрібно строго дотримуватися правил електробезпеки
Електробезпека - це система організаційних і технічних мір, які забезпечують захист людей від небезпечної дії електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля й статичної електрики (ДСТУ 12.2.003-91).
Відповідно до ДСТУ 12.1.019 - 86 електробезпечність забезпечується конструкції електроустановок, організаційними й технічними заходами. Технічні способи захисту, які забезпечують електробезпечність, визначаються з обліком: номінальної напруги, роду й частоти струму, способу забутості - (стаціонарна мережа або автономне джерело живлення), режиму нейтрали джерела живлення (ізольованого або заземлена), виду виконання способів захисту (стаціонарних або переносний), умов зовнішнього середовища, можливості зняття напруги зі струмоведучих частин і т.д.
Для забезпечення електробезпеки технічними способами вживають наступні міри:
- Наявність захисного заземлення.
- Вирівнювання потенціалів.
- Електричний поділ мереж.
- Захисне (аварійне) відключення.
- Ізоляція струмоведучих частин.
- Компенсація струму.
- Замикання на землю.
- Пристрої, що огороджують.
- Попереджуюча сигналізація.
Організаційні способи захисту включають наступні міри:
- Допуск до роботи на електроустановці осіб минулий інструктаж з техніки безпеки й не мають медичних протипоказань.
- Перевірку знань правил техніки безпеки й інструкцій, відповідно до займаної посади із присвоєнням відповідної кваліфікаційної групи по техніці безпеки.
- Призначення осіб, які відповідають за організацію праці й техніку безпеки.
Протипожежна безпека
Протипожежна безпека - стан об'єкта, при якому із установленою ймовірністю виключається можливість виникнення й розвиток пожежі, а також забезпечується захист матеріальних цінностей. У нашій країні питання забезпечення пожежної безпеки розглядаються в масштабі державної. Керування протипожежними службами й проведення робіт з попередження пожеж, забезпечення пожежної безпеки, здійснення контролю за проведенням пожежно-профілактичних робіт здійснює Головне керування пожежної охорони Міністерства внутрішніх справ України.
Якщо на підприємстві або на його ділянках не забезпечується дотримання встановлених протипожежних правил і з'являється погроза виникнення пожежі, органи Державного пожежного нагляду мають право припинити роботу підприємства, накласти штраф на осіб винних у порушенні пожежного режиму.
Залежно від специфіки роботи в кожній галузі існують відповідні правила пожежної безпеки, погоджені з Головним керуванням пожежної охорони МВС України.
Відповідно до цих правил, відповідальними за пожежну безпеку на підприємстві є керівник підприємства, а в цехах і на ділянках начальники. Особи, відповідальні за пожежну безпеку, зобов'язані строго стежити за станом устаткування, знати розміщення засобів гасіння пожежі й уміти ними користуватися, роз'ясняти співробітникам правила пожежної безпеки й вимагати їх строго дотримання.
Пожежна безпека на підприємстві забезпечується за рахунок пожежної профілактики - мер по попередженню можливості виникнення пожежі й організації пожежогасіння.
8. Економічний розділ
Розрахунок економічної ефективності від застосування теплового насосу в процесі ЗТП-сушіння картоплі
Метою здійснення розрахунку в даному розділі є визначення економічної ефективності від використання теплового насосу в процесі ЗТП-сушіння картоплі.
В даному розділі роботи передбачено здійснити:
1. Розрахунок загальної суми капітальних вкладень за умов виробництва сушеної картоплі на базовій лінії та лінії, що проектується.
2. Розрахунок собівартості продукції з урахуванням її виробництва на базовій лінії та лінії за використання модернізованої ЗТП-сушарки.
3. Розрахунок економічної ефективності від застосування модернізованої ЗТП-сушарки під час виробництва сушеної картоплі.
8.1 Розрахунок загальної суми капітальних витрат для здійснення проекту
При розрахунку загальної суми капітальних вкладень, було враховано витрати, що пов'язані з придбанням, доставкою та монтажем обладнання, необхідного для організації виробничого процесу. Вихідна інформація та результати розрахунків вартості обладнання за умов використання лінії базової комплектації та лінії за використання модернізованої ЗТП-сушарки, представлена в таблиці 8.1.
Таблиця 8.1
Розрахунок вартості обладнання
Найменування обладнання |
За виробництва сушеної картоплі на лінії |
||||||
базової комплектації |
за використання модернізованої ЗТП-сушарки |
||||||
кількість, шт. |
ціна, грн. |
вартість, грн.. |
кількість, шт. |
ціна, грн. |
вартість, грн. |
||
Мийна машина |
1 |
5000 |
5000 |
1 |
5000 |
5000 |
|
Очисна машина |
1 |
7000 |
7000 |
1 |
7000 |
7000 |
|
Овочерізка |
1 |
7000 |
7000 |
1 |
7000 |
7000 |
|
ЗТП-сушарка |
1 |
100000 |
100000 |
1 |
180000 |
180000 |
|
Сума |
119000 |
127000 |
Окрім вартості обладнання, до загальної суми капітальних вкладень, необхідних для реалізації проекту, необхідно включити витрати, що пов'язані із залученням капіталу для формування інших необоротних активів, а саме: витрат, що пов'язані з виробничими площами та придбанням інструментів та інших видів обладнання, що не враховано. Означені витрати прийняті на рівні 40% від вартості обладнання.
...Подобные документы
Закономірності сушіння дисперсних колоїдних капілярно-пористих матеріалів на прикладі глини та шляхи його інтенсифікації, а саме: зменшення питомих енергетичних затрат на процес, підвищення якості одержаного матеріалу та антропогенний вплив на довкілля.
автореферат [2,4 M], добавлен 11.04.2009Застосування процесів сушіння у харчовій технології для зневоднення різноманітних вологих матеріалів. Його тепловий, гідравлічний та техніко-економічний розрахунок. Способи видалення вологи з матеріалів. Опис апаратурно-технологічної схеми сушіння.
курсовая работа [211,9 K], добавлен 12.10.2009Характеристика основних положень термодинаміки. Аналіз термодинамічних процесів ідеального газу. Поняття, структура та призначення теплового насосу. Принцип розрахунку теплообмінних апаратів. Методи термодинамічного аналізу енерго-технологічних систем.
учебное пособие [2,5 M], добавлен 28.11.2010Особливості процесу сушіння деревини. Камерне й атмосферно-камерне сушіння. Лісосушильна камера як об’єкт регулювання. Розрахунок контуру регулювання температури. Вибір та обґрунтування структури системи управління. Система команд мікроконтролера.
дипломная работа [4,3 M], добавлен 25.08.2010Теоретичні основи процесу сушіння. Статика і кінетика сушіння. Розпилювальні, стрічкові, петльові і барабанні сушарки: технологічна схема, принцип дії, сфери використання. Комплексний розрахунок основного та допоміжного обладнання барабанної сушарки.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 24.03.2011Галузь застосування пластинчастих теплообмінних апаратів. Конструкції розбірних, нерозбірних та напіврозбірних пластинчастих теплообмінних апаратів. Теплообмінні апарати зі здвоєними пластинами. Класифікація пластинчастих теплообмінних апаратів.
реферат [918,3 K], добавлен 15.02.2011Технологічний процес роботи автоматичної установки для сушіння вологого матеріалу сільськогосподарського призначення – бурячного жому. Застосування логічного мікропроцесорного контролера VIPA SYSTEM 200V, контури контролю та регулювання процесів.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.12.2011Аналіз існуючих технологій виробництва капсульованої продукції. Оцінка рівня сучасних технологій застосування рослинних твердих жирів у виробництві борошняних кулінарних виробів. Перспективи розвитку технології капсульованої жировмісної продукції.
курсовая работа [133,7 K], добавлен 01.12.2015Тепловий розрахунок конвективної тунельної сушильної установки: параметри горіння палива; визначення тривалості сушіння, розміру установки. Графоаналітичний розрахунок статики реального процесу сушіння в сушильному тунелі. Вибір допоміжного устаткування.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 09.12.2010Обґрунтування і вибір параметрів контролю, реєстрації, дискретного управління, програмного регулювання, захисту, блокування та сигналізації. Розроблення розгорнутої функціональної схеми автоматизації. Розрахунок програмного забезпечення проекту.
курсовая работа [693,8 K], добавлен 15.04.2014Порівняльна характеристика апаратів для випарного процесу. Фізико-хімічна характеристика продуктів заданого процесу. Експлуатація випарних апаратів. Матеріали, застосовувані для виготовлення теплообмінників. Розрахунки випарного апарату та вибір частин.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.03.2011Класифікація пива за способом бродіння. Поточно-механізовані лінії виробництва пива. Пристрій і принцип дії лінії. Складання іконографічної моделі удосконалення технології виробництва пива з оптимізацією процесу теплового оброблення сусла з хмелем.
курсовая работа [924,8 K], добавлен 24.11.2014Структурний аналіз приводу поршневого насосу. Побудова планів положень, траєкторій окремих точок, швидкостей, прискорень ланок механізму. Задачі кінетостатичного дослідження. Графіки робіт сил опору, приросту кінетичної енергії, зведених моментів інерції.
курсовая работа [413,8 K], добавлен 19.05.2011Наукова-технічна задача підвищення технологічних характеристик механічної обробки сталевих деталей (експлуатаційні властивості) шляхом розробки та застосування мастильно-охолоджуючих технологічних засобів з додатковою спеціальною полімерною компонентою.
автореферат [773,8 K], добавлен 11.04.2009Тепловий розрахунок двигуна внутрішнього згорання. Вивчення параметрів процесу стиску, згорання та розширення. Визначення робочого об'єму циліндрів. Опис призначення та конструкції паливного насосу високого тиску. Обґрунтування вибору матеріалу деталей.
курсовая работа [180,0 K], добавлен 10.04.2014Характеристика матеріалів для виготовлення сталевих зварних посудин та апаратів, вплив властивостей робочого середовища на їх вибір. Конструювання та розрахунки на статичну міцність основних елементів апаратів. Теоретичні основи зміцнення отворів.
учебное пособие [4,6 M], добавлен 23.05.2010Поняття якості та його роль. Вимоги до виробництва медичних апаратів по екологічній безпеці. Впровадження систем управління якістю на підприємстві. Розробка документації по контролю упаковки готової продукції. Структура стадій життєвого циклу продукції.
дипломная работа [338,3 K], добавлен 14.07.2011Удосконалення технологічних процесів, заміна обладнання, комплексна автоматизація керамічного виробництва. Технологічні і швидкісні режими сушіння і випалу на обладнанні безперервної дії. Зневоднювання керамічних суспензій і одержання прес-порошку.
курсовая работа [245,8 K], добавлен 12.09.2014Аналіз головної стадії виробництва нітратної кислоти - окиснення аміаку киснем повітря. Розрахунок матеріального і теплового балансів конвертора, обґрунтування та вибір його конструкції. Екологічна оцінка виробництва розведеної нітратної кислоти.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.06.2011Пристрої для стропування посудин та апаратів. Визначення розмірів підкладних листів під монтажні штуцери. Розрахунок обичайок і днищ від опорних навантажень. Конструкції з’єднань з фланцевими бобишками. Опори вертикальних та горизонтальних апаратів.
учебное пособие [10,8 M], добавлен 24.05.2010