Электрооборудование и системы автоматизированного производства сахарного песка на ЗАО "Успенский сахарник"

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

					ТМ 2207030004
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата
Разраб.					Лит.	Лист	Листов
Пров.						у
Зав. отд.					4ТЭМ-2 ГБОУ СПО «АМТ» КК
Н. контр.
Утв.
Инв. № подл.	Подп. и дата	Взам. инв. №	Инв. № дубл.	Подп. и дата

Министерство образования и науки Краснодарского края

ГБОУ СПО "АМТ" КК

Специальность 220703 "Автоматизация технологических процессов и производств"

Отчет о прохождении производственной практики

2015



Содержание

1. Сведения о предприятии

1.1 История предприятия

1.2 Выпускаемая продукция (оказываемые услуги)

2. Описание рабочего места практиканта

3. Специальная часть

3.1 Технологическая линия производства сахара из сахарной свеклы. Характеристика комплексов оборудования. Стадии технологического процесса

3.2 Автоматизация процесса переработки сахара-сырца

Выводы и предложения

Список использованных источников



1. Сведения о предприятии

Наименование: ЗАО "Успенский сахарник"

1.1 История предприятия

ЗАО "Успенский сахарник" имеет 50-летнюю историю. Предприятие является лидером сахарной промышленности не только на Кубани, но и в России. Завод выпускает в год более 100 тысяч тонн сахара-песка, а также гранулированный жом и мелассу.

В 2008 году впервые в истории сахарной отрасли России ЗАО "Успенский сахарник" выработал 100000 тонн сахара за один производственный период.

Благодаря ежегодной реконструкции завода среднесуточная переработка сахарной свеклы составляет сейчас 8000 тн и более 1500 тн в сутки сахара-сырца.

Предприятие полностью использует свой производственный потенциал, перерабатывая около 800 тыс.тонн сахарной свеклы и 150 тысяч тонн сахара-сырца. Новые интересные виды и размеры упаковки сахара дали нашему предприятию возможность реализовывать продукцию через сеть розничной торговли.

В настоящее время весь ассортимент товара ЗАО "Успенский сахарник" можно увидеть в магазинах ООО "О КЕЙ" г. Краснодара, Ростова-на-Дону, Ставрополя…

Годовая реализация сахара и сопутствующих продуктов переработки позволяет стабильно выдавать заработную плату, своевременно осуществлять текущие платежи, поддерживать в рабочем состоянии все технологическое оборудование.

С целью сохранения и развития свеклосеющей зоны завод совместно с партнерами - группой компаний "Продимекс" -- ежегодно предоставляет хозяйствам-свеклосдатчикам товарный кредит в виде свеклосемян, средств защиты растений, удобрений, свеклоуборочной техники, горючесмазочных материалов.

В 2004 году при участии сахарного завода было создано новое сельскохозяйственное предприятие "Агрофирма "Агросахар" в 2006 году - Агрофирма "Агросахар-2", в 2008 году Племзавод "Урупский", которые стали основными поставщиками сырья для завода.

Хозяйства арендуют более 28000 га сельскохозяйственных угодий, снабжены новой современной сельскохозяйственной техникой импортного производства и обеспечено квалифицированными кадрами, что позволяет по праву считаться лидерами сельскохозяйственного производства в Успенском районе, которые выращивают 8500 га свеклу на площадях 28000 га пашни.

Сергей Шатохин, директор ЗАО "Успенский сахарник", отметил, что проект реконструкции завода длится с 2005 г. Инвестиции за это время составили более 2 млрд. рублей.

В этом году руководство завода потратит на модернизацию еще 166,9 млн. рублей. По словам Сергея Шатохина, это позволит увеличить мощность завода по объему переработки сахарной свеклы до 12 тыс. т в сутки. Сейчас она составляет 9 тыс. т соответственно. Кроме того, рост суточной производительности сахарной свеклы значительно сократит продолжительность производственного сезона. "Это благоприятно скажется на результатах хранения сырья", -- подчеркнул Сергей Шатохин.

По данным Минсельхоза Кубани, ЗАО "Успенский сахарник" занимает первое место по объемам переработки сахарной свеклы в крае. Доля компании на рынке края по переработке -- 14%, а по выработке белого сахара -- 15%.

В прошлом году завод принял на переработку 1,3 млн. т сахарной свеклы. Всего по краю в 2012 г. было переработано 9,1 млн. т этой культуры. По итогам прошлого года завод произвел 160,8 тыс. т белого сахара.

В 2012 г. в зоне завода сахарная свекла возделывалась на площади 19,9 тыс. га. При этом более чем треть этой площади (7,2 тыс. га) находилась в Ставропольском крае.

Несмотря на то, что завод увеличивает мощности, прогноз его руководства по переработке сахарной свеклы на 2013 г. меньше на 81,7 тыс. т, чем в 2012 г. В этом году ЗАО "Успенский сахарник" собирается переработать 1,19 млн. т "сладкой" культуры. Это может быть связано со снижением посевов сахарной свеклы в крае, которое прогнозируют эксперты.

По оценкам участников рынка, в 2013 г. посевная площадь составит примерно 141 тыс. га. Для сравнения, в 2012 г. культура росла примерно на 193 тыс. га, сообщил Алексей Катков, исполнительный директор "Кубаньсахарпром".

Из-за сокращения площади более чем на 50 тыс. га край "недоберет" около 2 млн. т сахарной свеклы, прогнозирует эксперт. Если учесть, что хозяйства края собрали в прошлом году 8,1 млн. т, то в 2013 г. урожай и вовсе может составить около 6 млн. т.

"Неразбериха" с посевами сахарной свеклы началась в 2011 г., когда хозяйства края собрали 9,2 млн. т с площади в 212,5 тыс. га. Тогда в крае сказалась нехватка мощностей по переработке: помимо своей свеклы еще 1,5 млн. т вырастили Ставропольский край и Ростовская область.

Основную ее часть они отправляют на кубанские сахарные заводы.

Одна из причин роста посевной площади свеклы в то время -- высокая доходность.

Однако, по мнению участников отрасли, в последние годы затраты на переработку сахарной свеклы растут быстрее, чем оптовая цена 1 кг товарного сахара-песка. За 10 лет он вырос на 40% (до 21 рубля за 1 кг), в то время как стоимость переработки 1 т сахарной свеклы увеличилась на 300% (с 253 рублей до 750 рублей).

ЗАО "Успенский сахарник" входит в состав российской продовольственной группы "Продимекс". По собственным данным компании, она производит 15% российского сахара. Группа контролирует 15 сахарных заводов. В том числе два на территории Кубани. Кроме успенского ей принадлежит также ОАО "Кореновский сахарный завод". Мощность переработки последнего -- 4,2 тыс. т сахарной свеклы в сутки, по данным портала saharonline.ru.

Общая площадь сельскохозяйственных угодий "Продимекс" -- 570 тыс. га, сообщает тот же источник. Выручка компании в 2009 г. (позднее доступных данных нет) составила $796 млн.

Чистая прибыль ЗАО "Успенский сахарник" по итогам 2012 г. выросла почти на 40% и составила 193,7 млн. рублей. В 2011 г. -- 135,8 млн. рублей.

Руководство завода прогнозирует на 2014 г. рост прибыли до 203,4 млн. рублей.

При этом налоговые отчисления в бюджет края должны составить по итогам этого года 78,9 млн. рублей.

Против 76,6 млн. рублей за 2012 г.

1.2 Выпускаемая продукция (оказываемые услуги)

Завод специализируется на производстве:

Жом сушёный гранулированный

Меласса свекловичная

Меласса сырцовая

Сахар быстрорастворимый "Брижд", "Кубик"

Сахар-песок 1, 5, 10, 25, 50 кг и 1.



2. Описание рабочего места практиканта

Технологический процесс производства подсолнечного масла. Технологическая линия производства растительного масла из семян подсолнечника. Отжим масла с получением подсолнечного масла и жмыха. Фильтрация подсолнечного масла с получением прессового подсолнечного масла 1-го сорта.

Практикант проходил практику на линии производства сахара-песка из сахарной свеклы, на линии клерования сахарного сиропа, контроля фильтрации сиропа линии, производства растительного масла методом холодного однократного отжима.

В данных подразделениях предприятия практикант использовал и изучал действие и функции: релейных, логических и цифровых элементов систем автоматики; интеллектуального реле OMRONZEN-10C1DR-D, датчики технологической информации систем автоматизации (емкостные, индуктивные, фотоэлектрические и индуктивные с аналоговым выходом); программируемые контроллеры температуры МС-2538 фирмы OMRON; программируемый контроллер OMRONSYSMACCPM2A-30CDR. Исследовал действия: промышленной информационной сети AS- интерфейс (интерфейс подключения датчиков и исполнительных механизмов, осуществляющих коммуникацию между датчиками/исполнительными механизмами и системой управления), промышленной сети PROFIBUS-PA для обмена данными с ведомыми устройствами, подключенными к сети PROFIBUS, расположенных как в обычных зонах, так и в зонах повышенной опасности, промышленная информационная сеть PROFIBUS-DP для скоростного обмена данными между удаленными объектами, цех с высокотехнологичным оборудованием производства сахарного песка, сахарного сиропа



Рис. 1. Схема технологического процесса изготовления сахара



3. Специальная часть

3.1 Технологическая линия производства сахара из сахарной свеклы. Характеристика комплексов оборудования. Стадии технологического процесса

Процесс получения сахара-песка на свеклосахарных заводах складывается из следующих стадий:

-- подача свеклы и очистка ее от примесей;

-- получение диффузионного сока из свекловичной стружки;

-- очистка диффузионного сока;

-- сгущение сока выпариванием;

-- варка утфеля и получение кристаллического сахара;

-- сушка, охлаждение и хранение сахара-песка.

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для подготовки свеклы к производству, состоящего из свеклоподъемной установки, гидротранспортера, песколовушки, ботволовушки, камнеловушки и водоотделителя, а также свекломоечной машины.

Ведущий комплекс оборудования линии состоит из конвейера с магнитным сепаратором, свеклорезки, весов, диффузионной установки, шнекового пресса и сушилки для жома.

Следующий комплекс оборудования представляют фильтры с подогревательными устройствами, аппараты предварительной и основной дефекации, сатураторы, отстойники, сульфитаторы и фильтры.

Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии является выпарная установка с концентратором, а также вакуум-аппараты, мешалки и центрифуги. Завершающий комплекс оборудования линии состоит из виброконвейера, сушильно-охладительной установки и вибросита.



Рис. 2. Машинно-аппаратурная схема линии производства сахара-песка из сахарной свеклы

Устройство и принцип действия линии. Сахарная свекла подается в завод из бурачной или с кагатного поля. По гидравлическому конвейеру она поступает к свеклонасосам и поднимается на высоту до 20 м. Дальнейшее перемещение ее для осуществления различных операций технологического процесса происходит самотеком.

По длине гидравлического конвейера 1 (рис.) последовательно установлены соломоботволовушки 2, камнеловушки 4 и водоотделители 5. Это технологическое оборудование предназначено для отделения легких (солома, ботва) и тяжелых (песок, камни) примесей, а также для отделения транспортерно-моечной воды. Для интенсификации процесса улавливания соломы и ботвы в углубление 3 подается воздух. Сахарная свекла после водоотделителей поступает в моечную машину 6.

Моечная машина предназначена для окончательной очистки свеклы (количество прилипшей земли составляет при ручной уборке 3-5% свеклы, а при механизированной уборке комбайнами -- 8-10%).

Количество воды, подаваемой на мойку свеклы, зависит от степени ее загрязненности, конструкции машины и в среднем составляет 60-100% к массе свеклы. В сточные воды гидравлического конвейера и моечной машины попадают отломившиеся хвостики свеклы, небольшие кусочки и мелкие корнеплоды (всего 1-3% к массе свеклы), поэтому транспортерно-моечные воды предварительно направляются в сепаратор для отделения от них хвостиков и кусочков свеклы, которые после обработки поступают на ленточный конвейер 14.

Отмытая сахарная свекла орошается чистой водой из специальных устройств 7, поднимается элеватором 8 и поступает на конвейер 9, где электромагнит 10 отделяет металлические предметы, случайно попавшие в свеклу.

Затем свеклу взвешивают на весах 11 и из бункера 12 направляют в измельчающие машины-свеклорезки 13. Стружка должна быть ровной, упругой и без мезги, пластинчатого или ромбовидного сечения, толщиной 0,5-1,0 мм.

Свекловичная стружка из измельчающих машин с помощью ленточного конвейера 14, на котором установлены конвейерные весы, подается в диффузионную установку 15.

Сахар, растворенный в свекловичном соке корнеплода, извлекается из клеток противоточной диффузией, при которой стружка поступает в головную часть агрегата и движется к хвостовой части, отдавая сахар путем диффузии в движущуюся навстречу экстрагентувысолаживающую воду.

Из конца хвостовой части агрегата выводится стружка с малой концентрацией сахара, а экстрагент, обогащенный сахаром, выводится как диффузионный сок.

Из 100 кг свеклы получают приблизительно 120 кг диффузионного сока. Жом отводится из диффузионных установок конвейером 16 в цех для прессования, сушки и брикетирования.

Диффузионный сок пропускается через фильтр 17, подогревается в устройстве 28 и направляется в аппараты предварительной и основной дефекации 27, где он очищается в результате коагуляции белков и красящих веществ и осаждения ряда анионов, дающих нерастворимые соли с ионом кальция, содержащимся в известковом молоке (раствор извести). Известковое молоко вводится в сок с помощью дозирующих устройств.

Дефекованный сок подается в котел первой сатурации 26, где он дополнительно очищается путем адсорбции растворимых несахаров и особенно красящих веществ на поверхности частиц мелкого осадка СаС03, который образуется при пропускании диоксида углерода через дефекованный сок. Сок первой сатурации подается через подогреватель 25 в гравитационный отстойник 24. В отстойниках сок делится на две фракции: осветленную (80% всего сока) и сгущенную суспензию, поступающую на вакуум-фильтры 23.

Фильтрованный сок первой сатурации направляется в аппараты второй сатурации 22, где из него удаляется известь в виде СаСОз.

Сок второй сатурации подается на фильтры 21. Соки сахарного производства приходится фильтровать несколько раз. В зависимости от цели фильтрования используются различные схемы процесса и фильтровальное оборудование.

Отфильтрованный сок из фильтра 21 подается в котел сульфитации 20. Цель сульфитации -- уменьшение цветности сока путем обработки его диоксидом серы, который получают при сжигании серы.

Сульфитированный сок направляют на станцию фильтров 19, а затем транспортируют через подогреватели в первый корпус выпарной станции 18. Выпарные установки предназначены для последовательного сгущения очищенного сока второй сатурации до концентрации густого сиропа; при этом содержание сухих веществ в продукте увеличивается с 14-16% в первом корпусе до 65-70% (сгущенный сироп) в последнем. Свежий пар поступает только в первый корпус, а последующие корпуса обогреваются соковым паром предыдущего корпуса. Площадь поверхности нагрева выпарной станции сахарного завода производительностью 5000 т свеклы в сутки составляет 10 000 м².

Полученный сироп направляется в сульфитатор 29, а затем на станцию фильтрации 30. Фильтрованный сироп подогревается в подогревателе 31, откуда поступает в вакуум-аппараты первого продукта 32. Сироп в вакуум-аппаратах уваривается до пересыщения, сахар выделяется в виде кристаллов. Продукт, полученный после уваривания, называется утфелем. Он содержит около 7,5% воды и около 55% выкристаллизовавшегося сахара.

Сироп уваривают в периодически действующих вакуум-аппаратах. Утфель первой кристаллизации из вакуум-аппаратов поступает в приемную утфелемешалку 33, откуда его направляют в распределительную мешалку, а затем в центрифуги 34, где под действием центробежной силы кристаллы сахара отделяются от межкристальной жидкости. Эта жидкость называется первым оттеком. Чистота первого оттека 75-78%, что значительно ниже чистоты утфеля.

Чтобы получить из центрифуги белый сахар, его кристаллы промывают небольшим количеством горячей воды -- пробеливают. При пробеливании часть сахара растворяется, поэтому из центрифуги отходит оттек более высокой чистоты -- второй оттек.

Второй и первый оттеки подают в вакуум-аппарат второй (последней) кристаллизации, где получают утфель второй кристаллизации, содержащий около 50% кристаллического сахара. Этот утфель постепенно охлаждают до температуры 40°С при перемешивании в утфелемешалках - кристаллизаторах.

При этом дополнительно выкристаллизовывается еще некоторое количество сахара. Наконец, утфель второй кристаллизации направляется в центрифуги, где от кристаллов сахара отделяется меласса, которая является отходом сахарного производства, так как получение из нее сахара путем дальнейшего сгущения и кристаллизации нерентабельно. Желтый сахар второй кристаллизации рафинируют первым оттеком, полученный утфель направляется в распределительную мешалку, а затем в центрифуги. Полученный сахар растворяется, и сок поступает в линию производства.

Белый сахар, выгружаемый из центрифуг 34, имеет температуру 70°С и влажность 0,5% при пробеливании паром или влажность 1,5% при пробеливании водой. Он попадает на виброконвейер 35 и транспортируется в сушильно-охладительную установку 36.

После сушки сахар-песок поступает на весовой ленточный конвейер 37 и далее на вибросито 38. Комочки сахара отделяются, растворяются и возвращаются в продуктовый цех. Товарный сахар-песок поступает в силосные башни.

3.2 Автоматизация процесса переработки сахара-сырца

сахар автоматизация сатурация клерование

Приступая к автоматизации "Успенского сахарника", руководство предприятия остановило свой выбор на приборах компании ОВЕН. На выбор повлияло устроившее соотношение цена/качество и широкая функциональная линейка, наличие у приборов интерфейса RS-485 и возможности работы в SCADA-системе TraceMode.

Клерование

Этим термином обозначается процесс приготовления сахарного сиропа, с которого начинается переработка сырца (рис. 3, блок 1). Сахар-сырец, поступающий на клерование, взвешивается на бункерных весах, после чего сбрасывается в дозатор, автоматически поддерживающий плотность массы в клеровочных мешалках (клеровках). Электронная часть весов построена на тензодатчиках, нормализаторах сигналов и на ПИД-регуляторах с универсальным входом ОВЕН ТРМ101, формирующих показания весов.

В среднюю клеровочную мешалку, играющую роль буферной ёмкости, сироп поступает из обеих соседних клеровок, причём течёт он самотёком, а откачивается при помощи постоянно включенного насоса (при необходимости он выключается оператором). На щите станции клерования установлены приборы и подключенные к ним датчики



Рис. 3. Структурная схема изготовления сахарного сиропа

Дефекосатурация

Мнемосхема процесса, состоящего из двух этапов - дефекации и сатурации - представлена на рис. 3 (блок 2). Обработка сахарного сиропа начинается с дефекации. Сироп, поступающий из средней клеровки в смесительный ящик, встречается там с известковым молоком (раствором извести), после их взаимодействия смесь стекает в дефекатор, где и происходит самовыпадениеосадка. На выходе дефекатора стоит насос, перекачивающий сироп в сатуратор №1, где начинается насыщение сиропа углекислотой. Ввиду того, что сироп, ранее смешанный с известковым молоком, имеет щелочную реакцию, его сатурация приводит к бурному взаимодействию с углекислым газом, при этом часть примесей "свёртывается" и выпадает в виде осадка. Этот осадок удаляется при помощи последующего фильтрования. Точно так же работает и сатуратор №2. На щите станции сатурации установлены следующие приборы:

· газоанализатор ГАММА-100 измеряет концентрацию углекислого газа;

· четыре измерителя-регулятора одноканальных с универсальным входом ОВЕН ТРМ201 и четыре измерителя-регулятора двухканальных с универсальными входами ОВЕН ТРМ202 с датчиками уровня МЕТРАН 100ДГ и с датчиками давления КРТ-5.1 контролируют уровень сиропа и величину давления в сборниках и сатураторах;

· два рН-метра первого и второго сатураторов;

· шесть ПИД-регуляторов с универсальным входом ОВЕН ТРМ101 регулируют расход сиропа и известкового молока, давление газа, рН-величину и уровень в дефекаторе.

Таблица №1

Приборы	Датчики	Измеряемые параметры
ОВЕН ТРМ202	ТСМ-50М	температура в клеровках
ОВЕН ТРМ201	МЕТРАН 100ДГ	уровень в сборнике промоя
ОВЕН ТРМ101	тензодатчик SCAIME	плотность в клеровках
ОВЕН ТРМ101	МЕТРАН 100ДГ	уровень в средней клеровке

Основная фильтрация

Мнемосхема процесса представлена на рис. 3 (блок 3). Фильтрация начинается со сборника, обеспечивающего стабильность подачи сиропа, далее с помощью насоса сироп подаётся на станцию фильтрации, а затем поступает в сборник, обеспечивающий сульфитацию.

Сульфитация

Этот процесс необходим для осветления сиропа, снижения его рН и вязкости. Он выполняется в сульфитатореэжекционного типа, принцип действия которого можно понять, взглянув на рис. 3 (блок 4). На мнемосхеме показано, что в нижней части аппарата практически непрерывно сжигается сера. Образующийся при этом сернистый газ, как ему и положено, поднимается в верхнюю часть сульфитатора, где захватывается потоком сиропа (именно этот процесс и называется эжекцией). После этого сироп стекает в сборник.

Контрольная фильтрация

Рис. 4. Панель автоматической линии управления



Окончательная фильтрация состоит из удаления из сиропа остатков всех взвешенных примесей: как присутствовавших ещё в сахаре-сырце, так и образовавшихся в ходе дефекации, сатурации и сульфитации. Для её обеспечения применены фильтры с особо мелкими ячейками, перед которыми создано повышенное давление.

Мнемосхема контрольной фильтрации показана на рис. 3 (блок 5). Благодаря показаниям приборов, выведенным на экран, оператор видит значения давления в каждом из аппаратов фильтрации. Значения давления сигнализируют о степени загрязнения фильтров. Так называемая "сладкая грязь", выходящая из аппаратов, собирается и перекачивается на грязевой фильтр, причём управление насосами осуществляется при помощи модулей ввода-вывода ОВЕН МВА8 и МВУ8.

На сегодняшний день на предприятии автоматизирован процесс переработки сахара-сырца и все вспомогательные подразделения. Впереди - автоматизация процессов варки, центрифугирования, отбеливания и сушки сахара.



Выводы и предложения

В результате прохождения практики на этом предприятии я выполнил все поставленные руководителем от техникума задачи, то есть:

- техническое обслуживание и эксплуатация средств защиты электрооборудования и САУ производства сахарного песка;

- техническое обслуживание и эксплуатация отборных устройств и первичных измерительных преобразователей;

- техническое обслуживание и эксплуатация измерительных приборов;

- техническое обслуживание и эксплуатация систем автоматического управления на программируемом реле

- техническое обслуживание и эксплуатация электродвигателей переменного тока;

- техническое обслуживание и эксплуатация электродвигателей постоянного тока

- техническое обслуживание и эксплуатация мехатронных устройств

- техническое обслуживание и эксплуатация пневматических и гидравлических устройств систем управления;

- техническое обслуживание и эксплуатация трансформаторов

Прохождение производственной практики на данном предприятии способствует получению необходимых практических навыков при эксплуатации современного , новейшего оборудования, которое используется на предприятии. Полученные навыки в результате производственной практики, способствуют формированию конкурентно- способного специалиста на современном рынке труда.



Список использованных источников

1. Е.С. Кухаркин "Электрофизика информационных систем", Москва "Высшая школа", 2007 - 671 с.

2. В.П. Шеховцов "Электрическое и электромеханическое оборудование" Учебник - М.: Форум: ИНФАРА-М, 2004 - 407 с.

Размещено на Allbest.ru