Макароноварка непрерывного действия

Изменение магнитного потока, пронизывающего тело, может быть вызвано двумя причинами: перемещением тела относительно поля возбуждения и изменением этого поля во времени при неподвижном теле. Соответствующие механизмы возникновения индуцированных вихревых токов можно назвать индукцией движения и трансформаторной индукцией. Возможны оба механизма образования вихревых токов. Тогда связь между напряженностью Е вихревого электромагнитного поля, индукцией В и скоростью движения V данного объема относительно магнитного поля будет

(4)

где V x В -- векторное произведение V и В.

Вихревые токи за счет индукции движения возникают, например, в электромагнитных тормозах, широко используемых в электроприводах. Для промышленного нагрева индукция движения почти не используется из-за необходимости в больших скоростях вращения нагреваемого тела или источника поля при значительных крутящих моментах, из-за неравномерности нагрева и т. п.

Устройства индукционного нагрева, основанные на изменении поля возбуждения во времени, не имеют вращающихся частей и состоят в общем случае из нагреваемого тела, индуктирующей обмотки, тепловой изоляции, магнитопроводов, конструктивных и дополнительных элементов, служащих для крепления и перемещения изделия, подачи охлаждающей воды, обеспечения требуемого распределения температурного поля, создания защитной атмосферы и т. д.

Индукционные электронагреватели - это современное нагревательное оборудование, реализующее функции нагрева. Преимущества нагревателей индукционного типа обусловлены следующими основными достоинствами:

ѕ высокой защитой от поражения электрическим током;

ѕ незначительным превышением температуры теплообменного устройства над температурой объекта нагрева (не более 20 - 30°C), что исключает возникновение пожароопасных ситуаций;

ѕ отсутствием высокотемпературных узлов, что существенно увеличивает срок службы (100000 часов и более) и определяется только степенью старения изоляции обмоточного провода;

ѕ достижением коэффициента мощности величины 0,98 и выше;

ѕ стабильностью КПД, достигающего 98 - 99%;

ѕ простотой монтажа и обслуживания, что обеспечивает возможность автономности работы.

Возможность использования индукционных электронагревателей позволяет сократить эксплуатационные затраты, поскольку они более выгодны, чем парогенераторы или ТЭНы.

В настоящее время применяются устройства индукционного нагрева различной конструкции [19-22]. Так, нагреватель может быть реализован на базе широко известной трехфазной электромагнитной системы, где в качестве вторичной обмотки используется проводящий короткозамкнутый теплообменный контур. Индукционные нагреватели широко используются для температурной закалки металлических деталей, а индукционные тигельные печи - для плавки металлов [33,34]. Достаточно давно за рубежом и, в последние годы, у нас в стране появились индукционные панели для приготовления и нагрева пищевых продуктов [36].

Для проектируемого аппарата предлагается использовать схему индукционного нагревателя с двумя плоскими (дисковыми) катушками. Выбор такой схемы обусловлен геометрией варочной ванны, дно которой представляет собой вытянутый прямоугольник с отношением сторон примерно равным 1:2. Для расчета индуктивности дисковых катушек известна [35] достаточно простая формула, которая дает результат, слабо зависящий от трудно учитываемых факторов.

, (5)

где - число витков катушки; =1,25663706•10^-6 - магнитная постоянная; - ее средний диаметр (рис. 20); - величина, значения которой даны в табл. 6-3 [36] в зависимости от отношения с = r/d.

Рисунок 20. Пояснения к формуле (5)

На две эти катушки подается высокочастотное (не менее 20-25 кГц) напряжение. Нижняя граница частотного диапазона обусловлена необходимостью исключить нежелательные акустические эффекты (высокочастотный «свист») при работе аппарата. Кроме того, чем выше частота питающего напряжения, тем больше будет величина индуктивного сопротивления катушки. Так как индуктивное сопротивление прямо пропорционально частоте протекающего через индуктивность (катушку) тока. Следовательно, рационально было бы выбрать частоту максимально высокой. Однако повышать частоту можно в определенных пределах, обусловленных схемотехническими возможностями элементной базы. Исходя из практических соображений и анализа существующих аналогов индукционных нагревателей, положим частоту равной 30кГц.

Точный расчет параметров индукционного нагревателя представляет достаточно сложную задачу, требующую решения системы интегральных уравнений с многими, в большинстве своем не определяемыми точно, граничными условиями и постоянными. Кроме того, желательно иметь возможность регулировать выходную мощность нагревателя в достаточно широких пределах. Поэтому проведем расчет характеристик нагревателя приближенно, заложив определенный (достаточно большой) запас его выходной мощности. Для точной настройки мощности на необходимую величину применим систему регулирования, в которой в качестве входного сигнала управления будем использовать данные датчика температуры воды в варочной ванне. Для установки необходимой мощности на выходе нагревателя питающее напряжение будем подавать импульсами, скважность которых и будет определять действующую мощность нагревателя. Создание такой схемы не представляет сложности и может быть реализовано на основе современной элементной базы. Структурная схема индукционного нагревателя приведена на рисунке 21, где для упрощения показана только одна дисковая катушка.



Рисунок 21. Структурная схема индукционного нагревателя

Определим максимально возможное число витков w одной катушки. Поскольку ток, протекающий через нее, может быть достаточно большим, площадь сечения проводника следует так же увеличить. Для этого намотку будем проводить прямоугольной медной шиной. Толщину шины примем равной 1,8 мм. Тогда, с учетом толщины изоляционного слоя, получим

.

где b - толщина шины с учетом слоя изоляции (примем b=2 мм).

62,55

Таким образом =62 витка. Примем внешний диаметр катушки =252 мм, внутренний =2 мм, средний =127 мм, r=125 мм, с= 0,984.

Используем формулу (5). По в табл. 6-3 [36] =18,049. Тогда

 = 440,6 мкГн

Индуктивная мощность, выделяемая на такой катушке, будет

,

где - частота питающего напряжения на катушке.

Как показано в разделе 5, для обеспечения требуемого нагрева аппарата в нестационарном режиме необходима мощность 2,5 кВт (в стационарном - 2,0 кВт). С учетом КПД индукционного нагревателя (з=0,95…0,97) и запаса, обусловленного приближенным характером расчета (см. выше), положим = 3 кВт. Так как катушек две, то каждая из них должна отдавать индуктивную мощность не менее 1,5 кВт. Откуда

= 4,25 А.

Примем =5 А.

Рассчитаем площадь поперечного сечения шины обмотки. Расчет будем проводить, следуя методике, изложенной в [37], исходя из допустимой температуры нагрева шины в установившемся режиме.

7. Очистки воды от крахмала и пены

Выше (п. 1.3) было отмечено, что в процессе варки макаронных изделий происходит клейстеризация имеющегося в пшеничной муке крахмала. Клейстеризованный крахмал, остающийся в продукте, играет положительную, можно сказать, определяющую роль в создании необходимых органолептических и вкусовых показателей готовых изделий. Однако часть крахмала вымывается и оказывается в воде, в которой макаронные изделия варятся. В варочной емкости образуется пена, мешающая нормальной варке, а вода засоряется. Пену приходится удалять, а воду, при повторном ее использовании, очищать. Для аппарата непрерывного действия это особенно актуально.

Как известно [26], крахмал состоит из зерен. Крахмальные зерна - это сферокристаллы - сферические скопления тонких игольчатых кристаллов, выходящих из центра наружу. Такое строение крахмальных зерен обуславливает их пористость, гигроскопичность и способность впитывать различные жидкости. В холодной воде крахмал нерастворим. Он лишь слегка набухает, поглощая 35-40% воды, каждая гидроксильная группа крахмала связывает при набухании одну молекулу воды. Однако в горячей воде, начиная с температуры примерно 40-60°С, набухание крахмала резко усиливается и при 80 °С достигает 25-30% первоначального объема. При этом образуется характерный эластичный студень, а небольшая часть крахмала переходит в раствор. Это явление называется клейстеризацией. Температура клейстеризации находится в интервале 62-72 °С.

Варка происходит при температуре существенно превышающей температуру клейстеризации. Поэтому использование для очистки воды традиционных механических фильтров типа сетчатых, щелевых и т.п. может оказаться малоэффективным. Целесообразно, по-видимому, использовать мембранную технологию очистки воды [27,28]. Она основана на пропускании воды под давлением через полупроницаемую мембрану и разделении воды на два потока: фильтрат (очищенная вода) и концентрат (концентрированный раствор примесей).

«Мембраной называют пленку, плоское тело, протяженность которого по двум координатам значительно превышает протяженность по третьей координате. Мембраны могут быть проницаемыми для жидкостей и газов или непроницаемыми» [27]. Для фильтрации используется мембрана, проницаемая для воды и не проницаемая для крахмала и других примесей. Такие мембраны изготавливаются на основе продуктов целлюлозы, из керамики, стекла или полимерных пленок. Наиболее эффективным способом приготовления мембран для микрофильтрации является бомбардировка поликарбонатных пленок ионами 129Xe, полученными на циклотроне, с последующим травлением треков на поверхности мембраны щелочью и отмывкой. Изготовленные таким образом мембраны называют ядерными, или трековыми. Они в значительно большей степени, чем другие мембраны, обладают равенством радиусов пор (изопористостью) [27].

Мембранные фильтры удерживают частицы примесей на своей поверхности. На внутренней ткани фильтра их не остается. Благодаря равномерному и однородному распределению пор на поверхности мембраны можно достаточно точно определить максимальный размер частиц, которые могут пройти через фильтр. Эффективность очистки мембранными фильтрами не имеют себе равных. Она может достигать 100% по любому из видов загрязнений.

Мембранные фильтры классифицируют по размерам задерживаемых частиц. Выделены следующие типы мембранных фильтров:

ѕ микрофильтрационные (MF) с размером пор 0,1-1,0 мкм, задерживают мелкие взвеси и коллоидные частицы, определяемые как мутность;

ѕ ультрафильтрационные (UF) с размером пор от 0,01 до 0,1 мкм, задерживают крупные органические молекулы (молекулярный вес больше 10 000), коллоидные частицы, бактерии и вирусы, не задерживая при этом растворенные соли. Такие мембраны применяются в промышленности и в быту и обеспечивают стабильно высокое качество очистки от указанных выше примесей, не изменяя при этом минеральный состав воды;

ѕ нанофильтрационные (NF) с размером пор от 0,001 до 0,01 мкм, задерживают органические соединения с молекулярной массой выше 300 и пропускают 15-90 % солей в зависимости от структуры мембраны;

ѕ обратноосмотические (RO) имеют самые узкие поры и являются самыми селективными, задерживают все бактерии и вирусы, бoльшую часть растворенных солей и органических веществ (в том числе железо и гумусовые соединения, придающие воде цветность и патогенные вещества), пропуская лишь молекулы воды, небольших органических соединений и легких минеральных солей. В среднем RO мембраны задерживают 97-99% всех растворенных веществ, пропуская лишь молекулы воды, растворенных газов и легких минеральных солей.

Для очистки воды от крахмала достаточно, по-видимому, ультра-фильтрационной (UF) мембраны. Схема фильтра с UF-мембраной, пред-назначенного для очистки воды в макароноварке, показана на рисунке 21. Ориентировочные размеры фильтра:

ѕ длина 300 - 400 мм;

ѕ внешний диаметр стакана 52 - 54 мм;

ѕ внутренний диаметр входного и выходного патрубков 20 мм;

ѕ внешний диаметр фильтрующего картриджа 48 - 50 мм.

Отфильтрованные примеси удерживаются картриджем. Часть из них удаляются через отстойник, часть оседает на поверхности картриджа, который постепенно засоряется. В связи с этим картридж сделан сменным. Сам картридж изготовлен путем послойной намотки мембранной пленки и несущей основы - крупноячеистой сетки из полимерного материала.



Рисунок 21. Фильтр

8. Расчет привода скребкового транспортера

В ходе определения основных требований и концепции построения проектируемого аппарата некоторые характеристики скребкового транспортера уже были определены. Будем считать заданными следующие характеристики транспортера (см. таблицу 4).

Таблица 4. Основные параметры и размеры скребкового транспортера

Размеры скребка, мм	Расчетная производительность Qрасч, кг/с	Скорость транспортера v, м/с	Шаг цепи t, мм	Число зубьев звездочки, не менее
Трапеция
основание	основание	высота
330	260	100	0,0056	0,0012	12,7	10

В качестве тягового элемента транспортера используем специальную роликовую цепь № 40-1 (по ANSI), изготовленную из нержавеющей стали: PHC 40-1SS-L4WSA2x6.8FT (2 штуки - правую и левую). На рисунке 22 показано звено с полкой этой цепи.

Рисунок 22. Звено с полкой цепи PHC 40-1SS-L4WSA2

Привод транспортера целесообразно устанавливать в конце груженой ветви - в конце зоны выгрузки (см. рисунок 16). В качестве устройства привода будем использовать серводвигатель с червячным редуктором, предающий крутящий момент на приводной вал с двумя ведущими звездочками (по одной на каждую из двух цепей).

Ведущая звездочка ANCI 40-1, количество зубьев 18, натяжная - ANCI 40-1, количество зубьев 17, направляющие звездочки - ANCI 40-1, количество зубьев 10. Натяжные устройства - ролики, расположенные соосно на верхних ветвях цепей (посредине).

Расчеты скребкового транспортера будем проводить по методике, изложенной в справочнике [25].

Суммарное сопротивление движению скребкового транспортера

, (17)

где W_i, - сопротивление отдельных участков.

Сопротивление перемещению груза и тягового органа (цепи) на рабочем горизонтальном участке длиной .

, (18)

где q - линейная плотность груза, кг/м;

q_ц - линейная плотность тягового органа, кг/м;

о - коэффициент сопротивления перемещению груза по желобу: для скребковых конвейеров (о = 0,3...1,0).

Сопротивление движению холостой ветви тягового органа на горизонтальном участке длиной ,

, (19)

где оц - коэффициент сопротивления перемещению тягового органа: для цепей без катков (перемещающихся скольжением) 0,25...0,4.

Сопротивление движению холостой ветви тягового органа наклонного участка длиной

 . (20)

Знак «-» указывает на то, что на рассматриваемом участке W_х.н. является движущей силой, направленной в сторону движения тягового органа. Если холостая ветвь будет двигаться наклонно вверх, то знак сменится на «+».

Расчетное тяговое усилие (окружная сила) на ведущей звездочке

, (21)

где = 1,05...1,1 - коэффициент сопротивления на натяжной и отклоняющей звездочках, учитывающий потери в шарнирах цепи при их огибании и потери в подшипниках; m - число звездочек, кроме ведущей.

Расчетная мощность приводного двигателя, кВт,

, (22)

где з_м = 0,9 - КПД передаточного механизма; з_зв = 0,98 - КПД ведущей звездочки.

Определение усилий в тяговом органе. Усилие в набегающей ветви тягового органа

. (23)

Усилие в сбегающей ветви тягового органа в общем случае

, (24)

где F_min - минимальное натяжение тягового органа, Н.

В конкретном случае F_сб можно определить суммированием всех сил, действующих на холостую ветвь цепи:

. (25)

В конвейерах с высокими скребками при недостаточном натяжении цепи скребок отклоняется назад под действием силы сопротивления перемещению порции груза. Минимальное допустимое натяжение, обеспечивающее устойчивость скребка, т. е. допустимое отклонение его на угол [и] = 2...3^°, пренебрегая массой скребка, можно определить из условия (рисунок 23)

, (26)

где W - сопротивление движению порции груза, находящейся перед скребком; h_ск - плечо приложения силы W.

Рисунок 23. Схема сил, действующих на скребок:

; ;

Поскольку

,

то

. (27)

Здесь t_ск и t - соответственно шаг чередования скребков и шаг цепи. Можно принять t_ск = (1…2)b_ск или t_ск = (4, 6, 8 или 10)t в зависимости от вида тяговой цепи.

Цепь подбирают по коэффициенту запаса прочности n относительно допустимой разрушающей нагрузки [F_р], приведенной в стандарте. При этом должно соблюдаться условие

F_р < [F_р]. (28)

Расчетное разрушающее усилие в цепи, Н,

F_р = F_max[n], (29)

где [n] - коэффициент запаса прочности: для горизонтальных конвейеров неответственного назначения 5...6; для конвейеров ответственного назначения и с наклонными участками 7...10.

Максимальное усилие в цепи, Н,

, (30)

где F_Д -- динамическое усилие в цепи, Н.

Считая шаг цепи t неизвестным, ориентировочно принимают F_д = F_нб.

Тогда

. (31)

Зная нагрузку F_р, выбирают цепь и, таким образом, получают значение шага цепи t.

Далее уточняют действующую в цепи динамическую нагрузку:

, (32)

где m - масса перемещаемого груза и тягового органа, кг:

m = (q + 2q_ц)L_У;

q и q_ц - линейные плотности груза и движущихся частей конвейера, кг/м;

L_У - суммарная длина транспортера;

щ_зв - угловая скорость ведущей звездочки, с^-1:

;

- делительный диаметр приводной звездочки, мм; z - принятое число зубьев звездочки, которое должно быть четным и не менее 10.

Расчетное разрывное усилие

. (33)

Проверка цепи заключается в уточнении коэффициента запаса прочности:

. (34)

Далее подбирают электродвигатель по расчетной (потребной) мощности и редуктор выбирают по передаточному числу и моменту на валу ведущей звездочки.

Расчетное передаточное число

(35)

Асинхронную (номинальную) частоту вращения вала двигателя n_дв принимают по нормативным документам, а частоту вращения ведущей звездочки вычисляют по формуле

(36)

Момент на валу ведущей звездочки можно вычислить по формуле

(37)

Результаты расчетов по изложенной методике сведены в таблицу 5.

Таблица 5. Результаты расчетов параметров скребкового транспортера

W?, Н	q, кг/м	qц, кг/м	Fт, Н	P, Вт
17,6	4,63	0,4	25, 8	0,04

Поскольку в результате расчетов потребная мощность на ведущем валу оказалась незначительной, расчеты цепи на прочность проводить не будем. Из этих же соображений при выборе двигателя и редуктора будем исходить из необходимости обеспечить необходимую (весьма небольшую) угловую скорость вращения ведущего вала. Причем желательно обеспечить возможность плавной регулировки этой скорости. Это, например, может быть серводвигатель постоянного тока серии SZD компании «Диада Групп» 50SZD №01, имеющий следующие характеристики (таблица 6):

Таблица 6. Характеристики серводвигателя 50SZD №01

Мощность(ном.)	Момент(ном.)	Скорость(ном.)	Напряжение(ном.)	Ток (ном.)	Момент(макс.)	Вес
кВт	Н•м	об/мин	В	A	Н•м	кг
0.025	0.24	1000	24(75)	1.7(0.5)	1.2	1.3

Серводвигатель 50SZD №01 является бесколлекторным двигателем постоянного тока. Такие электродвигатели хорошо выдерживают частые включения, продолжительную или непрерывную работу с изменяющимися скоростями и направлениями. Такой двигатель можно часто включать или работать на малых скоростях. Встроенный контроллер позволяет использовать его в системах координатного перемещения или с он-лайн управлением.

Двигатель 50SZD №01 имеет длительный срок службы, его можно эксплуатировать в разных условиях, в том числе, агрессивной среде.

С указанным двигателем можно использовать червячный редуктор - типа NMRV025 с передаточным числом 60-100. Такая комбинация позволит достаточно просто и в широких пределах изменять скорость перемещения продукта в варочной ванне, изменяя, тем самым, время обработки. Кроме того, использование серводвигателя постоянного тока с низким (24В) напряжением питания повышает безопасность эксплуатации аппарата.

9. Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого аппарата

Очевидно, что заменять старую технику новой целесообразно лишь в том случае, если она будет существенно эффективней старой, поскольку процесс создания и внедрения новой техники обычно связаны со значительными расходами. К эффективности новой техники предъявляются более высокие требования, чем к эффективности обычных капитальных вложений. Так, например, считается [30] достаточным, если нормативный коэффициент эффективности для обычных капитальных вложений находится в диапазоне 0,1-0,2. В тоже время величина новой техники для всех отраслей пищевой промышленности должна быть не менее 0,12 -0,15. Напомним, что коэффициент эффективности E рассчитывается по формуле [6]

, (38)

где - единичный интервал времени;

- стоимостную оценку выходных продуктов

- стоимостная оценка входных продуктов;

- время операции

Дадим вначале качественную оценку эффективности предлагаемого аппарата. Разработанный аппарат положительно отличается от сущест-вующих следующим:

1) В отличие от известных макароноварок, предлагаемый аппарат может работать в непрерывном режиме.

2) В предлагаемой конструкции применен эффективный индукционный способ нагрева, а так же использован современный привод на основе имеющегося на рынке машиностроительного оборудования серво-двигателя постоянного тока и червячного редуктора.

3) Обработка продукта (варка) происходит дискретными частями, каждая из которых кратна одной порции и которые следуют друг за другом последовательно.

4) Нагрев и варка продукта осуществляется по частям, причем нагревается и доводится до кипения относительно небольшая часть воды (около 10% общего объема). Благодаря этому разогрев аппарата происходит быстро.

5) Варка происходит с использованием оборотной воды. Добавляется лишь вода взамен убывающей с готовым продуктом и выкипевшей в процессе варки.

6) Оборотная вода подвергается очистке от крахмала и других примесей, вымываемых из обрабатываемого продукта. Очистка производится при помощи эффективного современного мембранного фильтра со съемным чистящим картриджем.

В то же время следует отметить, что изготовление, наладка и монтаж этого аппарата более трудоемки, чем существующих, и требуют привле-чения персонала достаточно высокой квалификации.

Количественную оценку эффективности предлагаемой конструкции, как объекта новой техники, предлагается [29 -31] проводить по следующим показателям:

1. Общие затраты при внедрении новой техники определяются по показателю приведенных затрат

(39)

где З_п - приведенные затраты;

С - текущие затраты;

Е_н - нормативный коэффициент экономической эффективности единовременных затрат;

К - единовременные затраты (капитальные вложения).

2. Срок окупаемости

(40)

где К₂ - затраты на внедрение;

К₁ - стоимость заменяемого оборудования;

К_у - ущерб от ликвидации заменяемого оборудования;

С_общ.1 - себестоимость годового выпуска готовой продукции;

С_общ.2 - себестоимость годового выпуска продукции.

3. Коэффициент автоматизации

, (41)

где T_общ - общее время работы машины;

Т_ро - время, затрачиваемое на выполнение ручных операций.

4. Показатель годового экономического эффекта

(42)

где Э - годовой экономический эффект (годовая экономическая прибыль);

Э_год - годовая экономия (прибыль), вызванная внедрением системы;

К - единовременные затраты, связанные с созданием системы;

Е - норма прибыли (нормативная прибыль) (нормативный коэффициент эффективности)

Годовой экономический эффект - это абсолютный показатель эффективности. Система эффективна, если Э > 0. Коэффициент или показатель эффективности Е - относительная величина, позволяющая сравнить результаты с затратами.

Рассчитаем количественные оценки эффективности предлагаемой конструкции тянульной машины. Исходные данные для расчетов сведены в таблицу 7, результаты - в таблицу 8.

Таблица 7. Исходные данные для расчетов

Показатели	Обозначение	Макароноварки
		Существующие	Предлагаемая
Производительность в смену, кг	Ан	256	320
Затраты на внедрение, тыс. руб.	К1		40
Стоимость заменяемого оборудования, тыс. руб.	К2	56
Себестоимость годового выпуска готовой продукции , тыс. р.	Собщ.	74,24	92,80
Количество операторов		1	0
Среднемесячная зарплата, тыс. руб.	Зср.	25	0
Коэффициент, учитывающий выплаты в фонд социального страхования, %	Ос	26	26
Коэффициент отчисления на соц. нужды, %	Езп	1,35	1,35
Потребность сан. одежды для рабочих, комплект	Ор	1	0
Стоимость сан. одежды, тыс. руб.	Со	0,4	0,4
Потребляемая мощность, кВт	Мэ	9,6	2,75
Режим работы предприятия, год	Тгод	250	250
Норма амортизационных отчислений, %	ао	25,4	25,4
Норма по текущему ремонту и содержанию, %	то	8,8	8,8
Износ старого оборудования, %	-	90
Стоимость 1 м2 площади CS, тыс. руб.	-	0,09	0,09
Нормативный коэффициент экономической эффективности дополнительных капитальных вложений, 1/год	Ен	0,15	0,15
Выручка от реализации заменяемого оборудования, тыс. руб.	Вз		5
Затраты связанные с демонтажем заменяемого оборудования, тыс.руб.	Дз		5

Таблица 8. Результаты расчета показателей эффективности

Показатели	Расчетные формулы и обозначения величин, входящих в них	Расчет показателей
1	2	3
Затраты, уменьшающиеся в результате внедрения предлагаемого аппарата
Затраты на электроэнергию (Сэ).	Сэ= (Мэ1•Кэ•Тэ•Сэ•Тгод) - (Мэ21•Кэ•Тэ•Сэ•Тгод). где Мэ1 и Мэ2 - потребляемая мощность до и после внедрения предлагаемого аппарата Кэ - коэффициент использования мощности , 0,7; Тэ - время работы в сутки, 16 часа; Сэ - стоимость 1 кВт /ч электроэнергии, 0,6р.	Сэ=9,6•0,7•16•250- -2,75•0,7•16•250= =11,508 тыс. руб.
Затраты по амортизационным отчислениям	Ао=(Зн1-Зст)•ао/100, где Зн1 - новые капитальные затраты на внедрение Зст - стоимость оборудования до внедрения ао - норма амортизациионных отчислений	Ао=(56-40)•0,254= = 45,84 тыс. руб.
Итого, затрат, уменьшающихся в результате внедрения	См1= Сэ+А0,	См1=11,507+45,84= ? 57,3 тыс. руб.
Затраты, увеличивающиеся в результате внедрения предлагаемой тянульной машины
Стоимость дополнительной площади цеха (Ап)	Ап= (Sст2-S ст1)• CS где Sст1, Sст2 - площадь, занимаемая старым и новым машинами соответственно (Sст1=0,5 м2, Sст2=0,78 м2); CS - амортизационные отчисления за 1 м2 площади цеха	Ап=(0,78-0,5)•0,09? ?0,025 тыс. руб.
Затраты по текущему ремонту и содержанию оборудования (То).	То=(Зкр1-Зкр2)•То/100, где Зкр2= 5тыс.р., Зкр1 = 12тыс.р.- затраты на кап. ремонт для старой и новой машин То - затраты по текущему ремонту и содержанию оборудования, 8,8%.	То=(12-5)•0,088=0.62 т.р.
Итого, затрат, увеличивающихся в результате внедрения	Сув= Ап+ То	Сув= 0,025+0,62= =0,87тыс. руб.
Условно-годовая экономия (Эу.г.).	Эу.г.=Сумен.-Сувел.	Эу.г.= 57,3- 0,87= =56,43тыс. руб.
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений (Тдоп), год	Тдоп=(К2-К1+Ку)/(Собщ.1-Собщ.2), где К2 - затраты на внедрение; К1 - стоимость заменя-емого оборудования; Ку - ущерб от ликвидации за-меняемого оборудования, тыс.р.; Нз - недоамортизи-рованная часть стоимости заменяемого оборудования; Дз - затраты, связанные с демонтажом заменяяемого оборудования; Вз - выручка от реализации материалов, полученных после ликвидации заменяемого оборудо-вания; Ку=Нз-Вз+Дз	Тдоп.=(40-56+5,6)/(92,8-74,24)?7 мес. Ку=5,6-5+5=5,6
Годовой экономи-ческий эффект от внедрения	Э=(Собщ2-Собщ1) - Енх (К2-К1+Ку), где Собщ1 и Собщ2 - себестоимость годового выпуска продукции до и после внедрения бункерных агрегатов; К2 и К1 - капитальные затраты до и после внедрения; Ен - нормативный коэффициент экономической эффек-тивности дополнительных капитальных вложений, 0,15 Ку - ущерб от ликвидации заменяемого оборудования,	Э=(92,8-74,24)-0,15•(40-56+5,6)= 20,12 тыс. руб
Определение сни-жения себестоимости порции (С2)	С2=С1-Эу.г./Ан где Эу.г. - условно-годовая экономия от внедрения Ан- годовой выпуск продукции по плану С1 - себестоимость 1порции, руб.	С2=3-20,12/320=2,93 руб

Итоговое изменение технико-экономических показателей в результате внедрения предлагаемого аппарат приведено в таблиц 9.

Таблица 8.3 Изменение технико-экономических показателей

Наименование показателей	Базовый вариант	Предлагаемый вариант	Изменение ( - уменьшение, + увеличение)
			Абс.	%
Годовой объем производства, тонн	64	80	+16	+25
Количество операторов, человек	1	1	0	0
Капитальные затраты на внедрение, тыс.р	-	40	-	-
Стоимость заменяемого оборудования, тыс.р.	56	-	-	-
Себестоимость годового выпуска продукции, тыс.р.	76,8	96	+19,2	+25
Производительность труда, тонн.	64	80	+16	+25
Годовой экономический эффект, тыс.р.		20,12
Срок окупаемости капитальных затрат, месяц.		7

Заключение

Тепловое оборудование предприятий общественного питания -- необходимое и важное звено соответствующих производств. Правильный выбор и эффективная эксплуатация такого оборудования позволяют повысить качество обслуживания клиентов предприятий общественного питания, интенсифицировать труд обслуживающего персонала, снизить затраты физического труда, уменьшить потери сырья и удельные расходы энергии.

В ходе настоящей работы был проведен анализ современного состояния одного из видов данного оборудования - аппаратов для варки макаронных изделий. Цель этого анализа - определение тенденций развития таких аппаратов и разработка соответствующего устройства. В основу разработки этого устройства были положены следующие принципы:

1. Непрерывность процесса обработки.

2. Порционность варки.

3. Последовательное прохождение отдельными порциями продукта зон обработки.

4. Комбинированный (по частям) нагрев продукта с использованием оборотной воды.

Для фильтрации оборотной воды предлагается использовать мем-бранный фильтр, а для нагрева аппарата и кипячения воды - индукционный нагреватель. Для транспортировки отдельных порций обрабатываемого продукта (макаронных изделий) предложено использовать скребковый транспортер.

Предлагаемый аппарат может дать, как показано в работе, годовой экономический эффект около 20 тыс. рублей и окупится за 7 месяцев.

промышленный макароноварка пищевой индукционный

Список литературы

1. Макаронные изделия. БСЭ, 3-е изд. В 30 т. - М.: "Советская энциклопедия", 1969-1978.

2. ГОСТ Р 51865-2002. Изделия макаронные. Общие технические условия.

3. Макаронные изделия // Википедия. [2014--2014]. Дата обновления: 19.10.2014. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=66306709 (дата обращения: 19.10.2014).

4. Нечаев А.П., Траубенберг Светлана Евгеньевна, Кочеткова Алла Алексеевна, Нечаев А.П. Пищевая химия. - СПб.: ГИОРД, 2003.- 640 с.

5. Казаков Е. Д., Кретович В. Л.Биохимия зерна и продуктов его переработки.-- 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Агропромиздат, 1989.-- 368 с

6. Медведев Г. М. Технология и оборудование макаронного производства.-- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-- 280 с.

7. ГОСТ Р 52554-2006 Пшеница. Технические условия

8. Скурихин И. М., Нечаев А. П. Все о пище с точки зрения химика: Справ, издание. С 46 М.: Высш. шк. 1991.--288 с.:

9. Ковалев Н.И., Куткина М.Н., Кравцова В.А. Технология приготовления пищи. - М.,: Деловая литература, 2001, - 552.

10. Ботов М. И. Тепловое и механическое оборудование предприятий торговли и общественного питания: Учебник для нач. проф. образования / М. И. Ботов, В. Д. Елхина, О. М. Голованов. -- М.: Издательский центр «Академия», 2003. -- 464 с.

11. Технология и производственные линии замороженных блюд// Pandia.ru [2009-2014]. 19.10.2014. URL: http://www.pandia.ru/text/77/194/29470.php

12. Спагетти // Википедия. [2014--2014]. Дата обновления: 30.03.2014. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=62246495 (дата обращения: 30.03.2014).

13. Italian Restaurant Business Plan. The Pasta House.Co.: http://www.bplans.co.uk/italian restaurant business plan/executive summary fc.cfm

14. Справочник химика. Том 2. Основные свойства неорганических и органических соединений / Под ред. Б.П. Никольского -- Л.: Химия, 1971 -- 1168 с.

15. Сивухин Д. В. Общий курс физики: Учебное пособие для вузов. В 5 т. Т. V. Атомная и ядерная физика. - М.: «ФИЗМАТЛИТ», 2011 г. 783 с.

16. Оборудование предприятий общественного питания: В 3-х томах. Т. 3. Тепловое оборудование. / М.И. Беляев. - М., 1990. - 559 с.

17. Немков В. С., Демидович В. Б. Теория и расчет устройств индукционного нагрева.-- Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.-- 280 с.

18. Пат. 2301378 Российская Федерация, МПК F24H1/20. Индукционный нагреватель жидкости [Текст] / Зверев Ю. В., Лапин А.Н., Цыкарев Ю.Б.; заявитель и патентообладатель Зверев Юрий Викторинович (RU), Лапин Александр Николаевич (RU), Цыкарев Юрий Борисович (RU). - № 2005134426/06; заявл. 07.11.2005; опубл. 20.06.2007.

19. Пат. 2263418 Российская Федерация, МПК 7 H05B6/10, F24H1/10. Индукционный нагреватель текучих сред [Текст] / Карманов Е.Д., Шаплов С.И.; заявитель и патентообладатель Карманов Евгений Дмитриевич (RU), Шаплов Сергей Иванович (RU). - № 2001120236/09; заявл. 18.07.2001; опубл. 27.10.2005.

20. Пат. 2371889 Российская Федерация, МПК H05B6/00. Индукционный нагреватель текучих сред [Текст] / Брагин А.Н., Бардокин В.А. ; заявитель и патентообладатель Брагин Александр Николаевич (RU), Бардокин Владислав Александрович (RU). - № 2008121130/09; заявл. 26.05.2008; опубл. 7.10.2009.

21. Пат. 2031551 Российская Федерация, МПК 6 H05B6/10. Индукционный нагреватель текучих сред [Текст] / Бойков Ю.Н., Войцеховский В.С. ; заявитель и патентообладатель Бойков Ю.Н., Войцеховский В.С.. - № 5035400/07; заявл. 01.04.1992; опубл. 20.03.1995.

22. Пат. 138284 Российская Федерация, МПК F24H1/10, H05B6/10. Индукционный нагреватель жидких сред [Текст] / Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Ильченко Е.В., Генне Д.В., Манеев А.А., Манеев И.А., Манеев И.А., Манеева М. Г. Патентообладатель ООО «Промышленная компания». - 2013145034/06; заявл. 08.10.2013; опубл. 10.03.2014.

23. Кирпичников И.М., Русинов В.А. Методика инженерного расчета проточного индукционного нагревателя жидкости малой металлоемкости./Ползуновский альманах №4. - Барнаул: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, 2004г. с261-263

24. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов: Учебное пособие для вузов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 528 с.

25. Конвейеры: Справочник/Р. А. В о л к о в, А. Н, Г н у т о в, В. К. Д ь я ч к о в и др. Под общ. ред. Ю. А. П е р- те и а. Л.: Машиностроение, Ленннгр, отд-нне, 1984. 367 с.

26. Технология крахмала и крахмалопродуктов/Н. Н. Трегубое, Е. Я. Жарова, А. И. Жушман, Е. К. Сидорова/; иод ред. II. Н. Трегубова. -- 5-е изд., перераб. и доп. -- М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. -- 472 с.

27. Шапошник В. А. Мембранные методы разделения смесей веществ// Соросовский Образовательный Журнал. 1996. №6

28. Хванг C.-Т., Каммермейер К. Мембранные процессы разделения: Пер. с англ. Под ред. проф. Дытнерского Ю. И. -- М.: Химия, 1981. -- 464 с.

29. Луценко И.А. Основы теории эффективности. - Канада, Altaspera Publishing

30. Попова Т.К., Кусмарцева Н.В. Методические указания по расчету экономической эффективности. М.: 2003 г.

31. Виленский П.Л., Лившиц В.Н., Смоляк С.А. Оценка эффективности инвестиционных проектов. Теория и практика. М.: Дело, 3-е изд., 2008.

32. Белобородое В. В., Гордон Л. И. Тепловое оборудование предприятий общественного питания. - М: Экономика, 1983.

33. Установки индукционного нагрева: Учебное пособие для вузов/А. Е. Слухоцкий, В. С. Немков, Н. А. Павлов, А. В. Бамунэр; Под ред. А. Е. Слухоцкого.-- Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981.-- 328 с.

34. Матюхин В.И. Конструкция и расчет индукционных тигельных печей: Учебное пособие. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ,2003. 61с.

35. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. -- 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат. Ленннгр. отд-ние, 1986. -- 488 с.

36. Ирвис . Обзоры рейтинги и тесты бытовой техники. Индукционные плиты. 16.04.2015. URL: http://irvispress.ru/catalog/krupnaja-bytovaja-tehnika/vstraivaemye-varochnye-paneli/induktsionnye-plity/

37. Чунихин А. А. Электрические аппараты (общий курс). Учебник для энергетических и электротехнических институтов и факультетов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1975. 648 с.

Размещено на Allbest.ru

...