Проектирование цеха по производству питьевой воды мощностью 125 тыс. дал в год
Технико-экономическое обоснование цеха, ассортимент продукции. Аппаратурно-технологическая линия розлива питьевой воды. Компоновка производственного корпуса, генплан. Расчет количества воды, топлива, электроэнергии, стоимости сырья; оценка безубыточности.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.03.2017 |
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.
Размещено на http://www.Allbest.ru/
СОДЕРЖАНИЕ
Перечень сокращенных слов
Реферат
Введение
Глава 1. Технико-экономическая часть
Глава 2. Технологическая часть
2.1 Ассортимент продукции проектируемого цеха
2.2 Расчет расходных материалов
2.3 Аппаратурно-технологическая схема обработки и розлива питьевой воды
2.4 Расчет основного и вспомогательного оборудования
Глава 3. Строительная часть
3.1 Характеристика главного производственного корпуса
3.2 Компоновка оборудования
3.3 Характеристика генерального плана цеха
Глава 4. Сантехническая часть
4.1 Расчет количества воды на технологические нужды
Глава 5. Экономическая часть
5.1 Расчет стоимости сырья и вспомогательных материалов
5.2 Расчет стоимости топлива, электроэнергии и воды на технологические нужды
5.3 Расчет заработной платы
5.4 Основные технико-экономические показатели
5.5 Расчет достижения безубыточности
Глава 6. Безопасность жизнедеятельности
6.1 Производственная безопасность и охрана труда
6.2 Основные принципы и способы обеспечения безопасности
населения в чрезвычайных ситуациях
6.3 Личная гигиена на предприятии по производству питьевой воды
Заключение
Список использованных источников
Приложения
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕННЫХ СЛОВ
Полное наименование |
Сокращенное |
Полное наименование |
Сокращенное |
|
техническое условие |
ТУ |
миллиард |
млрд. |
|
декалитр |
дал |
миллион |
млн. |
|
Российская Федерация |
РФ |
тысяча |
тыс. |
|
Республика Башкортостан |
РБ |
километр |
км |
|
Приволжский федеральный округ |
ПФО |
метр |
м |
|
Содружество Независимых Государств |
СНГ |
миллиметр |
мм |
|
город |
г. |
киловатт |
кВт |
|
село |
с. |
мега Паскаль |
МПа |
|
правила устройства электроустановок |
ПУЭ |
вольт на квадратный метр |
||
штук |
шт. |
кубический метр |
||
разработал |
разраб. |
литр |
л |
|
руководитель |
рук. |
квадратный метр |
||
бутыль |
бут |
рубль |
руб. |
|
бакалаврская работа |
БР |
пояснительная записка |
ПЗ |
РЕФЕРАТ
Бакалаврская работа: 65 страниц, 17 таблицы, 7 рисунков, 44 источник литературы, 3 листа формата А1 графического материала.
Ключевые слова: питьевая вода, бутилированная вода, продуктовый расчёт.
Цель бакалаврской работы: проектирование цеха по производству питьевой воды мощностью 125 тыс. дал в год.
Задачи работы:
1. Представить технико-экономическое обоснование проекта;
2. Выполнить расчет расходных материалов;
3. Выполнить расчет основного и вспомогательного оборудования;
4. Охарактеризовать производственные корпуса, генплан цеха;
5. Представить данные графического материала к проектируемому цеху (технологические схемы, компоновка оборудования и его производственных участков, продольный и поперечный разрезы здания генплан завода);
6. Рассчитать сколько необходимо воды на технологические нужды;
7. Рассчитать стоимость сырья и вспомогательного материала;
8. Рассчитать заработную плату
Бакалаврская работа состоит из введения, технико-экономическая часть, технологическая часть, строительная часть, экономическая часть, безопасность жизнедеятельности, заключения, списка использованных источников, приложения.
Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель и задачи, определены объект и предмет исследования.
В технико-экономической части рассмотрен климат в предполагаемом месте строительства цеха; численность населения; приведен SWOT-анализ.
В экономической части рассчитаны стоимость сырья и вспомогательных материалов; стоимость топлива, электроэнергии и воды на технологические нужды; заработная плата; достижение безубыточности; и основные технико-экономические показатели.
В части безопасность жизнедеятельности указаны необходимые правила и требования на предприятии по производству питьевой воды, а также производственная безопасность и охрана труда.
В заключении даны выводы и предложения по итогам выполненной бакалаврской работы.
В приложении включены схемы, карту место проектирование цеха, таблицы, используемые при проектировании.
Введение
Актуальность работы. Полноценное питание населения является одной из самых важных факторов сохранения здоровья. Без пищи человек может прожить около 50 дней, а без воды примерно неделю. Врачи утверждают, что при потере влаги примерно 8% от веса тела человек впадает в предобморочное состояние, а при потере 10% - начинаются галлюцинации. Если человек не испытывает явного чувства жажды, он должен постоянно поддерживать в норме водный баланс организма. В зависимости от погодных условий и рода занятий в день человек теряет порядком пол-литра воды. Главное, чтобы потери воды вовремя восполнялись, так как большинство жизненно важных органов по большой части состоят из воды, поэтому при ее недостатке могут неправильно функционировать.
Следовательно, человеку для поддержания здоровья и хорошего самочувствия должен потреблять не менее 2,5 литров в день, причем качественной и чистой воды, только такая вода будет полезна для организма. Необходимо отметить, что чай, кофе, алкоголь, искусственные напитки помимо того, что содержат воду, содержат и обезвоживающие вещества, такие как кофеин, а также различные химические компоненты. Если человек потребляет такие напитки, то выходит больше количество жидкости, чем употребили, таким образом, организм теряет воду и обезвоживается.
В последнее время увеличивается ассортимент безалкогольных напитков в России. Зачастую производители для того, чтобы снизить себестоимость продукцию разрабатывают различные технические условия, по которым в дальнейшем выпускают продукцию. Так же увеличивается на всем рынке безалкогольных напитков сегмент сладкой газировки, который является наиболее емким. И зачастую за получением большей прибыли, производители разрабатывают ТУ для экономии себестоимости продукции.
Качество безалкогольных напитков оценивается в основном органолептически. При дегустации напитков оценивают их цвет, вкус, аромат, насыщенность углекислотой, прозрачность и внешнее оформление бутылок. За последние годы ассортимент и производство безалкогольных напитков значительно выросли. Кроме того, большинство фирм-импортеров поставляют безалкогольные напитки с добавлением пищевых добавок, не разрешенных к употреблению отечественной промышленностью, и скрывают их в рецептуре, поэтому возникают большие проблемы с качеством потребляемых населением безалкогольных напитков.
С заменой натуральных сиропов и настоев на пищевые красители ароматизаторы и другие заменители облегчилась фальсификация газированных напитков. В настоящее время газированные напитки и минеральная вода - одна из наиболее подделываемых групп товаров, поэтому актуальность темы выпускной квалификационной работы очевидна: в настоящее время очень остро стоит проблема с проведением всесторонней экспертизы качества всех видов безалкогольных напитков, поступаемые на рынки.
Производство безалкогольных напитков представляет собой динамично развивающуюся отрасль пищевой промышленности, и довольно часто выступает в роли выгодного вложения инвестиций. В тоже время, в последние десятилетия во многих странах пристальное внимание уделяется экологическому вопросу, а именно, доступности для человека чистой питьевой воды. Мы довольно часто слышим доводы ученых в пользу того, что здоровье человека во многом определяет его рацион питания, что он ест и пьёт. Сложив воедино два фактора (выгодные инвестиции и необходимость чистой воды) и переложив их на наши республику, получили, что идея строительства цеха по производству чистой бутилированной воды становится весьма актуальной и жизнеспособной. Довольна плохая обстановка с доступностью питьевой воды в отдельных районах республики Башкортостан (например, Буздякский район), рост числа садовых товариществ в которых источники чистой воды истощаются из-за падения уровня подземных вод, а также рост популярности ЗОЖ среди обычных людей, всё это позволяет сделать оптимистичные прогнозы о востребованности продукции проектируемого предприятия.
Цель бакалаврской работы является проектирование цеха по производству питьевой воды мощностью 125 тыс. дал в год.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Представить технико-экономическое обоснование проекта;
2. Выполнить расчет расходных материалов;
3. Выполнить расчет основного и вспомогательного оборудования;
4. Охарактеризовать производственные корпуса, генплан цеха;
5. Представить данные графического материала к проектируемому цеху (технологические схемы, компоновка оборудования и его производственных участков, продольный и поперечный разрезы здания генплан цеха);
6. Рассчитать сколько необходимо воды на технологические нужды;
7. Рассчитать стоимость сырья и вспомогательного материала;
8. Рассчитать заработную плату;
Предмет проекта - проектирование цеха по производству питьевой воды.
Объект проекта - цех питьевой воды
Практическая значимость - обеспечение населения чистой бутилированной водой.
Глава 1. Технико-экономическая часть
По литературным данным [38] уровень выпуска безалкогольной продукции на 2015 год составлял около 1,1 млрд. дал в год (сюда относят соки и нектары, минеральные и газированные воды, квасные напитки и прочее). Федеральные округа РФ по производству безалкогольных напитков- центральный федеральный округ- 36,4%, приволжский федеральный округ- 16,5%, сибирский федеральный округ- 12,5%. Среди регионов лидирующие позиции занимает Московская область. Что касается ПФО, то здесь на лидирующих позициях по производству безалкогольных напитков находится РБ.
Годовой оборот продукции во внутреннем рынке республике оценивается порядка 350 млн. рублей. В РБ насчитывается около 35 предприятий по производству прохладительных напитков, различной мощности выпуска продукции и своему ассортименту. Летом 2015 года в поселке Красногорский Нуримановского района открыта производственная база по выпуску напитков. Объем инвестиций - 85 млн. рублей, 45 рабочих мест. Проектная мощность - 250 тыс. дал в год, срок окупаемости - 3 года.
Пример запуска производства говорит о том, что инвесторы заинтересованы во вложении средства в подобного рода производства при условии минимальных рисков и высокой рентабельности. Для создания необходимых критериев привлечения финансирования проекта необходимо решение основной проблемы, а именно, грамотный выбор места строительства завода, который является приоритетной задачей для успешной реализации намеченных планов.
Определение географического расположения цеха по производству питьевой воды обуславливает выбор необходимого помещения. Выбор месторасположения производства в данном случае зависит от следующих факторов:
- от доступности и типа потребителей;
- от наличия необходимых условий для ведения бизнеса (помещения, соответствующие предъявляемым к производству требованиям (инфраструктура, коммуникации, вода, ресурсы);
- от приемлемости условий аренды помещений (арендная плата и др.);
- от общей емкости рынка (количества потребителей);
- от условий «внешней среды» (отношение с властями, отношение населения, законодательные аспекты бизнеса).
Производство питьевой воды представляет собой динамично развивающуюся отрасль пищевой промышленности, и довольно часто выступает в роли выгодного вложения инвестиций. В тоже время, в последние десятилетия во многих странах пристальное внимание уделяется экологическому вопросу, а именно, доступности для человека чистой питьевой воды. Мы довольно часто слышим доводы ученых в пользу того, что здоровье человека во многом определяет его рацион питания, что он ест и пьёт.
Сложив воедино два фактора (выгодные инвестиции и необходимость чистой воды) и переложив их на наши республику, получили, что идея строительства цеха по производству чистой бутилированной воды становится весьма актуальной и жизнеспособной. Довольна плохая обстановка с доступностью питьевой воды в отдельных районах республики (например, Буздякский район), рост числа садовых товариществ в которых источники чистой воды истощаются из-за падения уровня подземных вод, а также рост популярности ЗОЖ среди обычных людей, всё это позволяет сделать оптимистичные прогнозы о востребованности продукции проектируемого предприятия.
Для выбора места строительства проектируемого предприятия рассмотрим 2-объекта с. Буздяк Буздяксого района и г. Уфа.
Уфа столица РБ. Административно - политический, экономический, научный и культурный центр республики. Площадь города 753,7 кмІ, население 1,1 млн. человек. Уфа - важный транспортный узел: железнодорожный, речной, автомобильный и воздушный. Эти пути связывают РБ с другими регионами России. Однако высокая стоимость аренды или приватизации промышленных земель под строительство столь крупного завода в г. Уфе экономически не выгодна, и делает поиск нового места строительства в ближайших населенных пунктах более целесообразным.
Например, строительство может быть начато в Буздякском районе в с. Буздяк (Рисунок 1.1). Расположен в 93 км на западе от Уфы, численность население 01.01.2015 г. составит (Таблица 1.1).
Таблица 1.1
Численность населения
Количество населения по с |
11840 чел. |
|
Мужчин |
5522 |
|
Женщин |
6318 |
Расположен на севере Бугульминско-Белебеевской возвышенности, поверхность которой покрыта овражно-балочной сетью. Территория района имеет вытянутую форму с севера на юг, входит в Предуральскую степь. Речную сеть образует верхнее течение реки Чермасан с притоками. Почвенный покров образуют, в основном, чернозёмы, на юге местами -- серо-лесные почвы. Леса, в основном, из липы, дуба, осины, берёзы, в виде редких островных массивов занимают 12% площади района. Ресурсы недр представлены месторождениями нефти, глины и песчано-гравийной смеси. В с. Буздяк имеет умеренно-холодный климат. В течение года выпадает значительное количество осадков. Даже во время самого засушливого месяца выпадает много осадков. Выпадает около 556 мм осадков в год.
Место размещения нового цеха по производству питьевой воды в с Буздяк было выбрано с учетом следующих факторов:
- более низких цен на строительство производственных помещений по сравнению с центром: столицы г. Уфы, и более низких ставок коммунальных платежей;
- относительно большой емкостью рынка;
- наличием по соседству федеральной трассы что облегчает логистику вспомогательных материалов и готовой продукции;
Рисунок 1.1 Предполагаемое место строительства цеха
В результате проведенного отбора по совокупности вышеперечисленных критериев выбор был сделан в пользу данного места. Географическое расположение завода была также выбрана с учетом близости к потенциальному рынку реализации готовой продукции даже в осенне-зимний сезон. Транспортные затраты на перевозку продукции должны быть минимальными.
Таблица 1.2
SWOT-анализ
Сильные стороны |
Слабые стороны |
|
Высокое качество продукции, способствующей укреплению здоровья человека |
Фактическое отсутствие собственных обработанных средств |
|
Современное оборудование для производства качественной продукции |
Неудовлетворительное состояние окружающей среды в государстве и в регионе; |
|
Собственная сырьевая база для производства основной продукции предприятия |
Значительная зависимость от государства |
|
Количество поставщиков |
Износ оборудования |
|
Возможности |
Угрозы |
|
Положительные тенденции изменения среднего спроса на выпускаемую предприятием продукцию за последнее несколько лет |
Повышение цен на материалы, упаковку, этикетки и другие необходимые сопутствующие товары может сократить прибыльность и вызвать необходимость повышения цен на продукцию |
|
Удержание лидерства в ценовой политике приводит к привлечению основной массы потребителей |
Требования законодательного и регулирующего характера, которым должно подчиняться предприятие |
|
Совершенствование технологии производства |
Недоверие рекламе в средствах массовой информации снизит эффективность затрат на рекламу |
|
Появление новых поставщиков |
Появление новых конкурентов на рынке |
|
Расширение производственной линии |
Высокие налоговые требования |
Глава 2. Технологическая часть
2.1 Ассортимент продукции проектируемого цеха
Производственная мощность цеха по розливу бутилированной питьевой воды будет составлять 125 тыс. дал в год. В таблице 2.1 приведен ассортимент продукции проектируемого цеха.
Таблица 2.1
Ассортимент продукции проектируемого предприятия
Продукция |
Доля,% |
Годовая производительность, дал |
|
Вода питьевая, газированная |
25 |
125000Ч0,25 = 31250 |
|
Вода питьевая, негазированная |
75 |
125000Ч0,75 = 93750 |
|
Итого |
100 |
125000 |
Вода питьевая, артезианская, очищенная, газированная (0,2-0,4% масс. СО2). ГОСТ 32220-2013
Таблица 2.2
Расход сырья на 100 дал напитка
Сырьё |
Единица измерения |
Расход сырья |
|
Двуокись углерода |
кг |
40,0 |
Диоксид углерода. В соответствии с действующими нормативами максимально допустимый расход диоксида углерода на 100 дал напитка составляет 20 кг. Учитывая, что в напитке содержание диоксида углерода составляет 10,0 кг в 100 дал, потери его достигают 70-80%. Примем потери равные 75%, тогда его расход на 100 дал напитка составит:
Нд = ,
где Нд - норма расхода диоксида углерода на приготовление 100 дал напитка, кг; Сд - содержание диоксида углерода в 100 дал готового напитка по рецептуре, кг; П2 - потери диоксида углерода,%;
Нд = = 40 кг.
Вода питьевая, артезианская, очищенная, негазированная ГОСТ 32220-2013.
2.2 Расчет расходных материалов
Бутылки и тара для них. Расчет количества ПЭТ-бутылок.
Для расчета потребности производства в бутылках примем, что розлив напитков на проектируемом предприятии будет осуществляться в ПЭТ-бутылки 0,33; 0,5 и 1,5 л, в следующем соотношении (см. таблица 2.3).
Таблица 2.3
Ассортимент ПЭТ-бутылок для розлива продукции
Изделие |
Объем бутылки, л |
Доля от объема соответствующего вида продукции, в% |
|
Вода питьевая, газированная |
1,5 |
12 |
|
0,5 |
43 |
||
0,33 |
45 |
||
Вода питьевая, негазированная |
1,5 |
12 |
|
0,5 |
57 |
||
0,33 |
31 |
В соответствии с этим распределением установим следующий ассортимент выпускаемой продукции в бутылки, который приведен в таблице 2.4.
Деформация бутылок при хранении, розливе и внутризаводских транспортировках примем в следующих размерах: на тарном складе - 0,8%; в производстве - 2,5%; на складе готовой продукции - 0,1%. Всего процент потери ПЭТ-тары из-за деформации на проектируемом предприятии составит - 3,4%. Тогда для годового объема продукции, разливаемой в соответствии с данными, представленными в таблице 2.4, нам необходимо следующее количество бутылок:
Таблица 2.4
Годовой ассортимент готовой продукции в бутылках
Изделие |
Годовой выпуск, л |
Емкость бутылок, л |
Годовой выпуск в бутылках данной емкости, л |
Количество бутылок, шт. |
|
Вода питьевая, газированная |
312500 |
1,5 |
112500 |
75000 |
|
0,5 |
117500 |
235000 |
|||
0,33 |
82500 |
250000 |
|||
Вода питьевая, негазированная |
937500 |
1,5 |
300000 |
200000 |
|
0,5 |
472500 |
945000 |
|||
0,33 |
165000 |
500000 |
|||
Всего |
1250000 |
- |
1250000 |
2205000 |
Таблица 2.5
Количество ПЭТ- бутылок для розлива годового объёма
ПЭТ-бутылки |
Емкость, л |
Количество, тыс.шт. |
|
1,5 |
275Ч = 284,68 |
||
1,0 |
1180 Ч = 1221,53 |
||
0,5 |
750 Ч = 776,39 |
Для восполнения недостающих бутылок вследствие деформации потребуется: (284680 +1221530 + 776390) - 2205000 = 77600 шт.
Таким образом, фактическое количество ПЭТ - преформ должно составить 2127400 шт.
Расчет пробок и этикеток
На 1000 бутылок напитка по нормам ВНТП 40-91 требуется 1043 пробок и 1022 этикеток. На годовую мощность (2205000 бутылок) требуется:
пробок: 2205000 Ч = 2298290 шт.;
этикеток: 2205000 Ч = 2253510 шт.
Расчет термоусадочной пленки
Для групповой упаковки бутылок используется полотно термоусадочной пленки шириной 400 мм, толщиной 30 мкм. В стандартную упаковку помещаются 12 бутылок объемом 0,5 л (4 ряда по 3 бутылки) и 6 бутылок объемом 1,5 л.
Для упаковки требуется 0,66 мІ термоусадочной пленки. Число упаковки для всей продукции составляет:
для ПЭТ-бутылок объемом 1,5 л N = 270000 / 6 = 45000 шт.;
для ПЭТ-бутылок объемом 0,5 л N = 1180000 / 12 = 98340 шт.;
для ПЭТ-бутылок объемом 0,33 л N = 750000 / 12 = 62500 шт.
Таблица 2.6
Площадь термоусадочной пленки для упакововывания годовой нормы производства напитков
Объем бутылок, л |
Количество бутылок, всего шт. |
Количество упаковок, шт. |
Площадь термоусадочной пленки, мІ |
|
0,33 |
270000 |
45000 |
29760 |
|
0,5 |
1180000 |
98340 |
65030 |
|
1,5 |
750000 |
62500 |
41330 |
|
Всего |
2205000 |
205840 |
136120 |
Для всей продукции потребуется пленки (с учётом потерь 2%):
для ПЭТ-бутылок объемом 1,5 л S = 0.66 Ч 45000 = 29760 мІ;
для ПЭТ-бутылок объемом 0,5 л S = 0.66 Ч 98340 = 65030 мІ;
для ПЭТ-бутылок объемом 0,33 л S =0.66 Ч 62500С учётом коэффициента усадки Кус = 40%, необходимая площадь термоусадочной плёнки будет равна:
S = 136120 Ч = 226870 мІ.
Расчёт количества поддонов
В России производство поддонов регламентируется двумя основными документами ГОСТ 9078-84 и ГОСТ 9557-87.
Количество деревянных поддонов для укладки 205840 шт. упаковок с напитками составит:
для ПЭТ-бутылок объемом 1,5 л N = 45000 / 84 = 540 шт.;
для ПЭТ-бутылок объемом 0,5 л N = 98340 / 126 = 790 шт.;
для ПЭТ-бутылок объемом 0,33 л N = 62500 / 126 = 500 шт.
Всего 1830 штуки. С учётом 15%-ного износа и 10 циклов использования в год, количество поддонов, необходимых для проектируемого предприятия, составит:
N = ( Ч ) + 1830 = 2046 шт.
2.3 Аппаратурно-технологическая схема обработки и розлива питьевой воды
Добывают, обрабатывают и разливают питьевую воду следующим образом (Рисунок 2.1). Минеральная вода из скважины 1 под собственным напором или с помощью насоса направляется в сборник 3, расположенный в каптажном помещении 2. Из сборника 3 вода насосом 4 перекачивается в сборник 5 для хранения, откуда насосом 6 - на фильтрование в керамические фильтры 7. После фильтрования вода охлаждается в пластинчатом теплообменнике 8, откуда она поступает в промежуточный сборник 9 и далее насосом 10 направляется в сатуратор 11. Диоксид углерода подается в сатуратор 11 через регулирующий узел 13, который присоединен к станции от стационарного изотермического резервуара 15. Насыщенную воду направляют на бактерицидную установку 12 и затем на розлив.
2.4 Расчёт основного и вспомогательного оборудования
Расчёт обратноосмотических установок кондиционирования воды
Обратноосмотическая мембранная установка предназначена для глубокой очистки и регулировки микроэлементного состава технологической воды методом обратного осмоса или нанофильтрации.
Объем воды необходимый для приготовления всего количества продукции Vв год = 1250 мі. Учитывая 10% потерь при сатурации и розливе, газированной воды будет требоваться:
Vв сутки = 1250 / (232Ч0,9) = 6 мі
V в час = 6 / 8 = 0,75 мі
Получили, что потребность производства в воде в течение суток составит 6 мі. Исходя из этого, для удовлетворения нужд производства выберем установку обратного осмоса в количестве 1-ой штуки, производительностью по 1 мі/ч каждый. Технические характеристики установок приведены в таблице 2.7.
Рисунок 2.1 Аппаратурно-технологическая схема обработки и розлива питьевой воды
Таблица 2.7
Технические характеристики комплексной установки водоподготовки серии УМВВ
Наименование показателей |
Тип установки |
|
УМВВ-1 |
||
Производительность по обессоленной воде при t = 20єC, мі/ч |
1,0 |
|
Селективность по 0,15% раствору NaCl% не менее |
98 |
|
Степень использования воды,% |
60-80 |
|
Рабочее давление, МПа, не более |
1,6 |
|
Потребляемая мощность, кВт, не более |
5,5 |
|
Занимаемая площадь, мІ |
3,0 |
|
Гарантийный срок службы мембранных элементов, мес. |
12 |
Расчет количества сборников
Сборники для газированной, негазированной и артезианской вод рассчитываются на суточный расход при коэффициенте заполнения 0,9. Суточный расход газированной воды 1,5 мі. Объем сборника:
Vсб = 1,5 / 0,9 = 1,7 мі
Примем к установке один сборник вместимостью 2 мі.
Суточный расход негазированной воды 4,5 мі.
Объем сборника:
Vсб = 4,5 / 0,9 = 5 мі
Примем к установке три сборника вместимостью 2 мі.
Суточный расход артезианской воды 6 мі. Объем сборника:
Vсб = 6 / 0,9 = 6,7 мі
Примем к установке один сборник вместимостью 7 мі.
Оборудование участка автоматического розлива напитков. Часовая выработка напитков с учетом коэффициента использования оборудования отделения розлива (в дал):
Ч = , дал,
Ч = = 77 дал
где Ссм - выпуск продукции в смену, дал; 1,025 - коэффициент, учитывающий потери напитков при розливе и хранении; 8 - количество часов работы в смену; е - технический коэффициент использования автоматической моечно-разливочной линии: при 12000 бут/ч и выше е = 0,8; при 6000 бут/ч е = 0,9.
Сменный выпуск безалкогольных напитков:
Ссм = = = 539 дал.
Число наливаемых в час бутылок вместимостью 0,33, 0,5, 1,5 л:
Ч1 = , бутылок,
где n1 - количество безалкогольных напитков, наливаемых в бутылки вместимостью 0,33 л,%.
При розливе 100% всей продукции в бутылки вместимостью 0,33 л число наливаемых в час бутылок:
Ч1 = = 770 бутылок.
При розливе 100% всей продукции в бутылки вместимостью 0,5 л число наливаемых в час бутылок:
Ч1 = = 770 бутылок.
При розливе 100% всей продукции в бутылки вместимостью 1,5 л число наливаемых в час бутылок:
Ч1 = = 770 бутылок.
Расчет числа автоматических линий розлива. Исходными данными для расчета количества линий розлива является заданная годовая мощность предприятия, ассортимент продукции, емкость бутылок, техническая производительность параметрического ряда линий розлива, режим работы, коэффициент технического использования оборудования. Затем выбирают производительность автоматических линий розлива. Зная часовую выработку продукции и паспортную производительность линий, рассчитывают их число.
Количество линий розлива N рассчитывается по формуле:
N = ,
где Qгод - годовая мощность проектируемого предприятия, дал;
G - производительность линии розлива, бул/час;
F - годовой фонд времени (232 * 8,2 * 1,4 = 2660 часов);
K1 - коэффициент технического использования;
K2 - 0,97 с пастеризацией;
E - коэффициент перевода емкости бутылок в дал (1,5 л - 6,67; 0,5 л - 20; 0,33 л - 25).
Коэффициент технического использования К1 учитывает время на промывку и перестройку оборудования по смене вида ассортимента и емкости бутылок, а также простои из-за неполадок в процессе розлива, обычно 0,9.
Газированные напитки:
Для бутылок 0,33 л: N = = 0,14;
Для бутылок 0,5 л: N = = 0,16;
Для бутылок 1,5 л: N = = 0,05
Негазированные напитки:
Для бутылок 0,33 л: N = = 0,29;
Для бутылок 0,5 л: N = = 0,68;
Для бутылок 1,5 л: N = = 0,14
Итого получаем, что для каждого ассортимента продукции необходимо установить по две линии розлива производительностью 6 тыс. бутылок в час.
Расчет вспомогательного оборудования.
Количество насосов. Согласно технологической схеме производства безалкогольных напитков вспомогательным оборудованием являются насосы. Насосы для перекачивания безалкогольных напитков на розлив подбираются по производительности.
Для газированой воды максимальная производительность составляет - 150 дал; для негазированного - 450 дал; Производительность насоса вычисляем по формуле:
N = , л/с,
где U - объем перекачиваемой жидкости, л;
ф - требуемой время перекачивания, с.
Следовательно, необходим насос с производительностью не менее:
- для газированного: N = = 0,21 л/с;
- для негазированного: N = = 0,63 л/с;
По найденной производительности подбираем центробежный насос Siemens AWT/45-80 BH с подачей до 10000 л/ч и напором до 170 м в гигиеническом исполнении в количестве двух штук.
Количество погрузчиков. Количество погрузчиков рассчитывается по условиям работы на и складе готовой продукции: 10-12 ч/сут в наиболее напряженный период работы завода при перевозке паллетами по 50 ящиков (1000 бутылок) и коэффициенте непрерывности перевозок 1,3.
Производительность погрузчиков рассчитывается по формуле:
Qпогр = , паллет/ч,
где m - грузоподъемность погрузчика, паллет;
Тф - фактическое время оборота погрузчика принимается на 15% больше средней продолжительности одного рейса, мин; 60 - минут в час.
Следовательно, производительность погрузчиков равна:
Qпогр = = 40 паллет/ч.
Количество необходимых погрузчиков находится по формуле:
n погр = , шт,
nпогр = = 0,17 шт.,
где q - суточный выпуск продукции;
Qпогр - производительность погрузчиков;
10 - часы работы погрузчиков в 1 смену;
1,3 - коэффициент неравномерности перевозок;
n1 - количество бутылок в паллете, шт.
Значит, один погрузчик на склад готовой продукции должен успевать обслуживать линию розлива и вполне нас устраивает.
Расчет линии для групповой упаковки напитков. Автоматический паллетизатор ACCUPAL3500 предназначен для паллетизации коробов, паддонов или ящиков закрытых сверху и снизу, размещая уровни крест-накрест или нет, с подачей снизу с двойным входом в машину. Производительность 3,5 упаковки/час. При годовом количестве упаковок 205840 шт. готовой продукции и работе предприятия в течение 232 дней в сутки формируется:
= 887 шт.
При производительности паллетизатора ACCUPAL3500 3,5 упаковки/час для упаковывания 887 шт. упаковок готовой продукции потребуется паллетизаторов:
= 0,03 шт.
Примем к установке один паллетизатор марки ACCUPAL3500.
Расчет складских помещений. Нагрузка при хранении материалов принимается равной 1200 кг/мі при коэффициенте использования площади 1,0.
Склад новых бутылок рассчитывается на 4 - суточный запас с учетом площади, необходимой для установки оборудования и проезда погрузчиков.
Площадь посудного отделения требуется:
Sб = , мІ,
Sб = = 142 мІ
где N ящиков - суточный выпуск продукции в период напряженной работы завода, ящиков;
К1 - коэффициент, учитывающий площадь для установки оборудования и проезда погрузчиков;
К2 - коэффициент, учитывающий бой и брак в посудном отделении;
К3 - количество ящиков на 1 мІ площади.
Площадь склада готовой продукции рассчитывается также на 4-суточный запас продукции с учетом площади, необходимой для проезда погрузчиков. Следовательно, она должна быть не менее 142 мІ.
Глава 3. Строительная часть
Проектируемый цех по производству питьевой воды будет располагается в Республике Башкортостан, Буздякском район, с.Буздяк (Рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 Предполагаемое место строительства цеха
3.1 Характеристика главного производственного корпуса
Сооружения проектируемого предприятия удовлетворяют архитектурным, техническим и эксплуатационным требованиям. В соответствии с техническими требованиями главное производственное здание имеет необходимую прочность и устойчивость при работе в географических, климатических, гидрологических условиях республики Башкортостан с учетом специфики технологического процесса.
Проектируемый цех одноэтажное, состоит из фундамента, колонн, балок и плит, образующих пространственную структуру. Наиболее важные элементы здания - поперечные рамы каркаса здания, включающие фундамент, колонны, балки и плиты покрытий, поскольку они обеспечивают необходимую жесткость конструкции.
На рисунке 3.2 приведены поперечный и продольный разрезы главного производственного корпуса, в которых видны установленная в здании сетка колон. Шаг колонн принимается равным 6 м, пролет колонн также равен 6 м, высоту одного пролета равным 4,8 м. Поперечное сечение?колонн составляет 400Ч400 мм. Колонны укладываются на плиты.
Внутри ребер плит расположены отверстия для пропуска коммуникации и оборудования. Ширина плит 0,4 м и длина 5,5 м. Ограждающие стеновые конструкции cпроектированы из крупных стеновых панелей, они являются самонесущими и воспринимают только собственный вес, а покрытия и перекрытия опираются на балки, установленные на колоннах.
Полы цеха спроектированы с учетом требований СНиП 2.03.13-88 «Полы. Нормы проектирования»: и представляют собой металлоцементную основу с покрытием из керамогранита.
При эксплуатации полы удовлетворяют следующим требованиям: они имеют высокую механическую стойкость, ровную и гладкую поверхность, бесшумные, стойкие по отношению к химическим растворителям, долговечные. Кроме того, при проектировании полов предусмотрены возможности чистки, ремонта и замены последних.
В качестве кровли здания для защиты помещений от атмосферных осадков и внешних воздействий используется водоизоляционный слой из рулонных или листовых материалов. По кровле размещен защитный слой из крупнозернистого песка на битумной мастике, предохраняющей кровлю от механических повреждений.
Наружная часть покрытия состоит из несущего настила, поддерживающего элементы покрытия, и пароизоляции, предохраняющей вышерасположенный теплоизоляционный слой. Выравнивающий слой состоит из цементного раствора и предназначается для выравнивания верхней части покрытия.
Для разделения производственных помещений применяются кирпичные стены толщиной 250 мм.
Освещение и аэрация производственных помещений осуществляется естественным светом через оконные проемы. Окна на предприятии имеют вид отдельных оконных проемов 3Ч3 м и изготавливаются из пластмассы.
Оконные проемы смонтированы от пола до нижней части проема 0.8 - 1 м. Расстояние от потолка до верха проема 0.5 м что дает возможность для прокладки труб коммуникаций.
На предприятии в цехах связанных с розливом и хранением воды, а также хранением сырья установлены двери из металла. В служебных и бытовых помещениях, в административном здании установлены пластиковые двери. Ширина равна 1,0 м, а высота 2,3 м. Расположение дверей определено с учетом обеспечения безопасности эвакуации. Около наружных дверей размещены тамбуры глубиной на 0,4-0,5 мм более ширины дверей.
Для осмотра оборудования и свободного перемещения в здании цеха, между оборудованием, предусмотрены проходы размером 1,5 м. С этой же целью, между соседним оборудованием и от оборудования до стены соблюдено расстояние равное 0,8 м.
В цехе предусмотрено помещение, предназначенное для бытового обслуживания работающих - это гардеробная, комната приема пищи и санузлы.
Гардеробные помещения необходимы для хранения домашней и рабочей одежды. Они зального типа (без коридоров). Одежда хранится закрытым способом в шкафах. Для спецодежды (халаты, фартуки, легкие комбинезоны) предусмотрены шкафы размерами в плане 0,25Ч0,5 м.
В гардеробных число отделений в шкафах или крючков вешалок для домашней и специальной одежды принято равным списочной численности работающих, уличной одежды - численности в двух смежных сменах.
Умывальные размещены в помещениях смежных с гардеробными. Умывальные оборудованы круглыми умывальниками. Число кранов в умывальниках определено по количеству работающих. К умывальникам подведены холодная и горячая вода.
3.2 Компоновка оборудования
При компоновке поточно-механизированных линий учтены требования НОТ, что особенно важно для устройства рабочего места, регулирования его освещенности, положения самого рабочего по отношению к конвейеру или машине. Оборудование сгруппировано и размещено по одной оси, что позволяет производить транспортные операции (загрузка и выгрузка) в оптимальных условиях и сократить площадь их обслуживания. При компоновке технологического оборудования уделено внимание упрощению производственных потоков в результате правильной организации транспортных средств. На рисунке 3.3 приведен план компоновки оборудования проектируемого предприятия.
Компоновка увязана с генеральным планом завода с целью обеспечения грузовых потоков, взаимосвязи между производственными цехами и другими объектами, удобного движения людей по заводской территории и пр. Размещение оборудования в цехе сочетается с расположением ряда объектов на территории завода. Это санитарный пропускник ¬ он обеспечивает свободный и удобный выход из него в производственные помещения. Цеховые кладовые размещены у выхода в цех, вблизи от заводского материального склада, а также вблизи от основных потребителей материалов. При планировке оборудования решены также вопросы организации и учета труда. Оборудование размещено компактно.
3.3 Характеристика генерального плана цеха
Генеральный план представляет собой план земельного участка (промышленной площадки), отводимого под строительство будущего предприятия, с размещенными на нем зданиями и сооружениями, транспортными путями и инженерными коммуникациями.
Согласно санитарным нормам, предъявляемым к проектированию предприятий пищевой промышленности, размещение зданий и сооружений предприятия на генеральном плане относительно стран света и розы ветров обеспечивает условия естественной освещенности, естественного проветривания помещений и рассеивания в атмосфере выводимых из здания производственных выбросов (различного рода выделений).
Из рисунке 3.4 видно, что в состав цеха по производству питьевой воды входят: здание администрации, производственные цеха, склад готовой продукции, гараж, аккумуляторная, очистные сооружения, котельная, ремонтно-механический цех, проходная и два контрольно-пропускных пункта.
Между отдельными производственными зданиями и сооружениями внутри предприятия, между предприятием и жилой зоной предусмотрено санитарно - защитная зона.
На основании строительных норм и правил, противопожарные требования определяют степень огнестойкости и долговечности зданий промышленных предприятий и степень пожарной опасности технологических процессов, осуществляемых в них.
К резервуару, для хранения воды на случай пожаротушения предусмотрены свободные подъездные пути шириной 6 м и площадка, удобная для разворота автомашин, размером 12Ч12 м. По нормам пожарной безопасности размещение отдельных зданий и сооружений на генеральном плане обеспечивают необходимые расстояния между ними (разрывы), учитывающие розу ветров, огнестойкость зданий и степень пожарной опасности производства. Минимальное расстояние между производственными зданиями должно быть не менее наибольшей высоты противостоящих зданий. Расстояние между главным производственным корпусом и котельной составляет 12 м. К зданиям и сооружениям предусмотрен свободный подъезд пожарных машин шириной не менее 6м.
Ширина автомобильных дорог не менее 6 м, тротуары для рабочих предприятия предусмотрены шириной 1м.
По благоустройству территории предусмотрено асфальто-бетонное покрытие.
Для обеспечения нормальных санитарно-технических условий на территории предусмотрено озеленение: посадка деревьев, кустарников и посев трав на свободной от застройки и дорог территории. Посадка деревьев, кустарников, разбивка газонов служат защитой окружающей среды от производственных вредностей и способствуют оздоровлению атмосферы. Зеленые насаждения запланированы как внутри территории предприятия, так и вне его. Взаимное расположение зданий и сооружений и общая организация территории удовлетворяет требованиям производства.
технологический экономический линия питьевой вода
Глава 4. Сантехническая часть
4.1 Расчет количества воды на технологические нужды
Максимальный месячный расход воды на производстве 460 м3.
Расчетный расход воды - это ее максимальный расход, полученный умножением среднего расхода на коэффициент неравномерности (а=2).
Средний расход воды определяется расходом воды на технологические нужды.
Расход воды на пожарное отделение и нормы расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды для предприятий на одного человека в смену принимают по СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».
Часовой расход воды на душевую сетку составляет 500 л.
После определения расхода воды разбивают водопроводную сеть на участки и рассчитывают расход воды по участкам, диаметр труб и потери напора в сети.
Количество воды Q (м3/с) отбираемой из участка сети пропорционально длине участка L, м.
Q = qуд Ч L, м3/с
где qуд - удельный расход, отбираемый из участка на 1 м сети, м3Ч(мЧс).
dуд = (Qмс/86400)Ч?L, м3/с
где Qмс - максимальный суточный расход, м3;
86400 - число секунд в сутках;
?L - длина водопроводных сетей, м.
Из гидравлики известно, что Q= uЧS
Из уравнения расхода воды определяют диаметр трубы:
S = р Ч (d/4) = Q/u => d,
где d - диаметр трубы, м.
Средние экономические скорости воды принимают для труб диаметром:
до 300 мм: 0,6-0,9 м/с;
от 400 до 900 мм: 1,0-1,7 м/с;
более 1000 мм: 1,5-1,7 м/с.
При расчете сети на пропуск воды, необходимой в случае пожара, допускается повышение скорости до 3 м/с.
Потери напора в сети определяют по формуле:
H = (лL/d) Ч (сV2/2),
где H - потери напора, Па;
л - коэффициент сопротивления трению, являющийся функцией критерия Рейнольдса - Re, диаметра трубы и поверхности стенок;
L - длина участка водопровода, м;
С - плотность воды, кг/м3.
1. Общий расчетный расход воды на теплотехнические нужды (мойка оборудования, вспомогательные и хозбытовые нужды) определяется согласно нормам, установленным ВНТП 27-86 (таблица 17). Годовой расход технической воды составит для проектируемого предприятия 5000 м3.
Расход горячей воды 30% от общего расхода воды. Тогда расход холодной воды составит 3500 м3.
С учетом коэффициента неравномерности годовой потребности воды (а = 2) объем потребления в год будет 3500 Ч 2 = 7000 м3.
Секундный расход водопотребления:
q = 3500/ (86400Ч192) = 0,00021 м3/с.
2. Имеется один магистральный трубопровод:
q = 0,00021/1 = 0,0021 м3/с;
3. Принимаем скорость движения воды в каждом трубопроводе 3 м/с, тогда:
dмг = = = 0,094 м;
где dмг - диаметр магистральной трубы, м.
Принимаем стандартный размер магистральной трубы 100 мм.
4. Определяем число Re:
Re = VЧdЧp/µ;
где p - плотность воды, кг/м3.
µ - вязкость воды, ПаЧс (= 0,001);
Rе = (0,3Ч0,1Ч1000) / 0,001 =30000
Турбулентный режим течения воды в трубопроводе
5. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления по формуле:
л = 0,3154Ч = 54,63;
6. Потеря напора на трение в магистральном трубопроводе определяем по формуле:
H = (лL/d)Ч(pV2/2) = (54,63Ч45Ч1000Ч0,3)/(0,094 Ч2) = 3,92 МПа;
7. Количество воды отбираемой из участка сети, определяют по формуле:
Qмс = qудЧL, м3/с,
где qуд - удельный расход воды, приходящийся на 1 м сети, м3 Ч (сЧм);
L - длина участка трубопровода, м;
qуд = 3500/(86400Ч45) = 0,00009 м3 (сЧм),
Количество воды, отбираемой из участка сети L = 23м:
Q = 0,00009Ч23 = 0,00207 м3/с
8. Диаметр трубы на участке сети 23м:
d = = 0,094 м;
Принимаем трубу с диаметром 100 мм.
9. Определяем число Re:
Re = (0,3Ч0,1Ч1000)/0,001 = 30000;
10. Коэффициент гидравлического сопротивления:
л = 0,3154 Ч = 54,63;
11. Потеря напора на участке сети длиной 23 м:
h = (54,63Ч23Ч1000Ч0,3 )/(2Ч0,094) = 2,01 МПа,
12. Участок сети 20м: количество воды, отбираемой из участка:
Q = 0,00009Ч20=0,00180 м3/с;
13. Диаметр трубы на участке сети 20 м.:
d== 0,062 м
Принимаем трубу с диаметром 70 мм.
14. Определяем число Re:
Re = (0,3Ч0,07Ч1000)/0,001= 21000,
15. Коэффициент гидравлического сопротивления:
л = 0,3154// = 0,002;
16. Потеря напора на участке сети длиной 20 м:
h = (0,002Ч20Ч1000Ч0,3)/(2Ч0,062) = 96.77 Па
17. Участок сети 10 м. Количество воды отбираемой из участка:
Q = 0,00009Ч10 = 0,0009 м3/с;
18. Диаметр трубы на участке сети 10м:
d = 0,062 м;
Принимаем трубу с диаметром 70 мм.
19. Определяем число Re:
Re = (0,3Ч0,07Ч1000)/0,001 = 21000;
20. Коэффициент гидравлического сопротивления:
л = 0,3154/ / = 0,002;
21. Потеря напора на участке сети длиной 10 м:
h = (0,002Ч10Ч1000Ч0,3)/(2Ч0,06) = 50 Па;
22. Участок сети 5м Количество воды отбираемой из участка:
Q = 0,00009Ч5 = 0,00045 м3/с;
23. Диаметр трубы на участке сети 5 метров:
d = 0,044 м
Принимаем трубу с диаметром 50 мм.
24. Определяем число Re:
Re = (0,3Ч0,050Ч1000)/0,001 = 15000;
25. Коэффициент гидравлического сопротивления:
л = 0,3154// = 0,0026;
26. Потеря напора на участке сети длиной 5 м:
h = (0,0026Ч5Ч1000Ч0,3)/(2Ч0,050) = 38.4 Па.
27. Суммарные потери напора:
?h = 3920000+2010000+96,77+50+38.4 = 5,93 МПа.
28. Выбираем центробежный насос марки НМ 65/35-30, при выходе из строя одного, используем резервный насос.
Технические характеристики насоса:
подача - 35 м3/ч = 0,00972 м/с;
напор - 46 м.
КПД - 68%.
Глава 5. Экономическая часть
Предприятие занимает центральное место в народно-хозяйственном комплексе любой страны. Это первичное звено общественного разделения труда. Именно здесь создается национальный доход. Предприятие выступает как производитель и обеспечивает процесс воспроизводства на основе самоокупаемости и самостоятельности.
От успеха отдельных предприятий зависит объем создаваемого валового национального продукта, социально-экономическое развитие общества, степень удовлетворенности в материальных и духовных благах населения страны.
Предприятие как самостоятельная хозяйственная единица владеет правами юридического лица, то есть оно имеет право свободного распоряжения имуществом, получать кредит, входить в договорные отношения с другими предприятиями. Оно имеет свободный расчетный счет в банке, где находятся денежные средства, которые используются для расчетов с другими предприятиями, на зарплату.
Принято считать, что оптимальными являются такие размеры, которые обеспечивают наиболее благоприятные условия для использования достижений науки и техники при минимальных издержках производства и при этом достигается эффективное производство высококачественной продукции.
Каждое предприятие, прежде чем начать производство продукции, определяет, какую прибыль, какой доход оно сможет получить.
Прибыль предприятия зависит от 2-х показателей: цены продукции и затрат на его производство. Под воздействием законов рыночного ценообразования в условиях свободной конкуренции цена продукции не может быть выше или ниже по желанию производителя или покупателя, она выравнивается автоматически. Другое дело затраты на производство продукции - издержки производства. Они могут возрастать или снижаться в зависимости от объема потребляемых трудовых или материальных ресурсов, уровня техники, организации производства и других факторов.
В данном разделе рассчитываются показатели эффективности проекта строительства нового цеха по производству питьевой воды мощностью 125 тыс. дал, расположенного в с. Буздяк РБ.
Расчет эффективности деятельности предприятия необходимо начать с определения себестоимости продукции и ее цен.
5.1 Расчет стоимости сырья и вспомогательных материалов
Стоимость сырья и вспомогательных материалов определяется по формуле:
Ц = ЦЕП Ч ГПС,
где ЦЕП - цена единицы продукции;
ГПС - годовая потребность в сырье.
Полученные таким образом данные сводим в таблицу 5.1
Таблица 5.1
Стоимость сырья и основных материалов
Наименование сырья и основных материалов |
Общая потребность в сырье за год, дал (кг) |
Оптовая цена 1 дал (кг) сырья и материалов, руб/дал, (руб/кг) |
Стоимость сырья и материалов, руб. |
|
Двуокись углерода |
12500 |
22,5 |
281250 |
|